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湖北p91高压合金无缝钢管的无损检测技术研究进展

湖北p91高压合金无缝钢管的无损检测技术研究进展

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           湖北p91高压合金无缝钢管的无损检测技术研究进展

  在高温、高压的环境中,湖北p91高压合金无缝钢管存在蠕变以及焊接接头性能劣化的问题,从而导致材料力学性能下降,甚至发生断裂失效,进而危害工业安全。同时,湖北p91高压合金无缝钢管的返修性能较差,在返修过程中极易出现冲击韧性下降的问题,因此,利用无损检测技术准确高效地对湖北p91高压合金无缝钢管实施检测,对确保火电机组、锅炉等设备的安全运行具有重要意义。

  湖北p91高压合金无缝钢管无损检测重点及易产生的缺陷

焊接接头性能的劣化是钢材服役过程中的主要质量问题。湖北p91高压合金无缝钢管焊接接头的工艺要求十分严格,在焊接过程中难以对温度、热处理工艺和焊接线能量等实施严格控制,故极易产生缺陷。湖北p91高压合金无缝钢管焊接与服役特点决定了其缺陷类型,主要包括以下几类:

湖北p91高压合金无缝钢管属于高强度马氏体耐热钢,其具有较高的淬硬倾向,易产生冷裂纹;

湖北p91高压合金无缝钢管焊接过程中,熔池中金属流动性较差、黏度高,在焊缝部位易出现气孔、层间未熔合、夹渣等缺陷;

湖北p91高压合金无缝钢管焊缝熔池冷却过快会使收弧处杂质来不及溢出,在冷却凝固收缩时产生弧坑裂纹;

 湖北p91高压合金无缝钢管属于高温承压部件,其焊接接头的热影响区受蠕变损伤影响最大,易形成焊缝裂纹。

 相关研究表明,锅炉在运行过程中发生的爆炸事故大多由焊接接头的失效断裂引起。因此,湖北p91高压合金无缝钢管焊接接头质量的好坏直接影响着湖北p91高压合金无缝钢管的使用安全性与稳定性。在实际检测过程中,须重点对湖北p91高压合金无缝钢管焊接接头的缺陷以及组织劣化进行检测评估。

湖北p91高压合金无缝钢管内部缺陷检测

湖北p91高压合金无缝钢管内部缺陷检测以射线与超声检测方法为主,由于其面积型缺陷出现比重高且射线检测在对大厚度P91焊接接头检测时,容易出现底片灰度高、缺陷检出率低的情况,故P91钢内部缺陷检测优先使用超声检测方法。

  常规超声检测

常规超声检测技术是利用超声波与待测试件的相互作用,通过对反射波幅值等信息来表征待测试件内部连续性、力学性能以及微观组织结构的一种无损检测技术。

  在对湖北p91高压合金无缝钢管焊接接头进行常规超声检测时,P91钢声学特性的准确测定是有效检出缺陷的前提。为此,杨勇等提出一种利用双探头快速测定湖北p91高压合金无缝钢管衰减系数和横波声速的方法,选用2组P91钢试块,依据所得的声特性传播数据,对仪器以及距离-波幅曲线进行调整与修正,选用尺寸为10 mm×12 mm,频率为2.5 MHz,K值为1和2的探头对湖北p91高压合金无缝钢管焊接接头进行无损检测,发现超声方法能够准确高效地检出裂纹、未熔合等关键缺陷。

  在实际现场检测中,湖北p91高压合金无缝钢管料专用试块获取困难,用碳钢试块调整检测灵敏度时存在以下两个问题:

普通碳钢与湖北p91高压合金无缝钢管相比,声速存在较大差异,缺陷定位不准;

 普通碳钢与湖北p91高压合金无缝钢管衰减系数不同,缺陷定量存在误差。

 考虑到无专用湖北p91高压合金无缝钢管试块的超声检测工况,吕磊等对碳钢试块所得的声速、K值以及衰减系数进行修正,一定程度上解决了利用碳钢试块校准的超声检测仪器在湖北p91高压合金无缝钢管焊接接头检测中存在的缺陷垂直及水平定位不准的问题。但该方法存在一定的局限性,即随着K值以及深度的增加,缺陷水平定位误差会逐渐增大,因此在保证检测要求的情况下宜选用小K值的超声探头。

  在湖北p91高压合金无缝钢管超声检测过程中,常出现波幅处于评定线与定量线之间的缺陷回波,按照相关标准可能判定为合格,但解剖后常发现有一定比例为裂纹、未熔合等危害性大的缺陷,因此需要对此类缺陷回波特征进行相关分析。

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