N08810 奧氏體不銹鋼無損檢測要點
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N08810屬于鎳基合金,又因為該材料在常溫下,主要以奧氏體形態存在,同時該材料含有大量的Fe元素(約40%),故該材料與奧氏體不銹鋼具有同樣的聲學特征。但是該材料在聲速上與真正的奧氏體不…
N08810屬于鎳基合金,又因為該材料在常溫下,主要以奧氏體形態存在,同時該材料含有大量的Fe元素(約40%),故該材料與奧氏體不銹鋼具有同樣的聲學特征。但是該材料在聲速上與真正的奧氏體不銹鋼又有區別。查國外文獻得知,常規奧氏體不銹鋼聲速一般在5660左右,而N08810聲速一般在5710附近。網上有文獻研究奧氏體不銹鋼(304)超聲聲速與晶粒度之間的關系,聲速越小,晶粒越粗大。可是實際檢測的時候,粗晶的N08810聲速實測為5750,沒有粗晶回波現象的N08810聲速實測卻在5710附近,這種情況值得進一步研究。N08810的聲速與晶粒度之間的依賴關系,還沒有試驗數據出來。本文通過一些實際檢測實例,向大家介紹一些筆者近期接觸n08810檢測方面的一些心得體會。希望拋磚引玉,讓做過此方面檢測的專家學者不吝賜教;與同道之人共勉。1原材料檢測原材料檢測,主要是純N08810板材檢測和N08810復合板(覆材為N08810)的檢測。N08810板材檢測,一般不做超聲檢測,只做外觀、尺寸、超聲測厚,化學元素、力學性能方面的檢測。但4730標準對n08810板材檢測是適用的,參照鋼板檢測執行。這里要注意:超聲測厚容易出現測厚不準,主要是常規超聲檢測儀都是針對鐵素體鋼(細晶)進行配置的,一般都是5M及以上頻率的雙晶直探頭,N08810與鐵素體鋼最大的不同,就是晶粒較為粗大,聲衰減極為嚴重。故配備一般探頭的測厚儀,遇到N08810粗晶材料,要么顯示值偏小,要么無顯示。對于顯示值偏小的解決方案,換低頻探頭、或低頻單晶探頭進行重新檢測(檢測之前一定要校準聲速和零點);對于無顯示的解決辦法,同樣采取低頻單晶探頭進行重新檢測。同時,對于顯示值偏小的材料晶粒較無顯示的同種材料晶粒更為粗大。中厚板N08810檢測經常會出現測厚儀無顯示,一般是材料聲衰減嚴重,無底面回波。要么更換探頭,要么提高測厚儀測量增益(前提是,測厚儀具備調節增益功能模塊)n08810超聲對板材質量進行檢測時,需注意制作同材質的標準試塊(CB2-2或CB3-2),利用同材質的標準試塊對板材進行檢測符合標準要求,并且不會出現爭議。如果沒有標準試塊,采用五次底波法檢測同樣可行(通過對比試驗得到75mm厚N08810標準試塊法比五次底波法基準靈敏度低1.5dB),但是采用五次底波法對于晶粒噪聲十分嚴重的N08810檢測十分不利,晶粒噪聲信號超過50%,與缺陷信號無法分別。同時晶粒噪聲信號在聲程上分布并無規律。一般從反面進行檢測進行判斷是否為噪聲信號,如正反面深度位置重合為缺陷信號;在板材邊緣檢測時,注意與側壁干涉信號區分。針對晶粒噪聲較嚴重的材料,可以采用同晶粒狀況制作的標準試塊進行檢測,還可以采用近場區較小的單直探頭,利用一次底波法進行檢測,避免增益較大,將晶粒噪聲誤判為缺陷信號,影響對材料的評定、驗收。同時,對于出現晶粒噪聲的板材,在后期制作過程當中,一定要注意焊接的控制要比晶粒較細、材質均與的板材焊接要嚴格。且焊縫的超聲檢測,同樣需要引起足夠的重視。復合板超聲檢測與奧氏體不銹鋼(覆材)檢測情況類似,由于覆材一般較薄,不會對復合板檢測帶來較大的影響。2n08810焊縫的檢測
中厚板N08810焊縫的檢測優先選擇射線檢測。雖然,中厚板N08810焊縫的射線檢測靈敏度不佳,容易造成裂紋漏檢。但是4730目前只認可厚度在50mm以內奧氏體不銹鋼焊縫超聲檢測,且需要對比試塊。對比試塊最好為同材料、同焊接參數制作而成。對于小于50mm的N08810仍然優先選擇射線檢測,必要時候超聲檢測作為輔助手段。采用射線檢測時,若能量足夠的話,優先選擇X射線透照。筆者針對43.5mm(實測)封頭拼縫射線檢測,采用3005X射線機,290KV,23分鐘左右,得到的底片非常清晰。該焊縫(不含試板)共拍17張,有4張底片出現裂紋。由于不知道缺陷的深度,故憑經驗定深,同時采用銑床銑到指定深度,未在解剖當中看到實際裂紋(該材料不允許碳弧氣刨)。正是由于射線檢測無法定深,所以筆者開始采用超聲對該材料進行補充檢測。由于沒有制作對比試塊(后期正在制作),采用HS800超聲檢測設備、探頭K113*13(多普樂)在CSK-3A試塊(碳鋼)制作DAC曲線(采用10、30、50、70深fai1*6孔制作,10mm孔調至滿屏高80%,未加耦合補償),定量線為fai1*6-9dB,針對射線檢測出的自然裂紋進行超聲檢測,發現自然裂紋引起的缺陷回波處于定量線附近,略低于定量線,缺陷深度在33.4,與焊接工程師經驗公式推算的裂紋深度非常接近。根據自然裂紋缺陷回波以及奧氏體不銹鋼焊縫檢測(附錄N),定量線調整為fai1*6-18dB(評定線為fai1*6-12dB,判廢線fai1*6-4dB),同時增加8dB為耦合補償(根據自然裂紋與噪聲信號的信噪比以及三條線在屏幕位置)對其它厚度(超過50mm)的焊縫進行檢測,檢測情況較好。主要是缺陷回波清晰,主要處于定量線與評定線之間,與噪聲信號區分度較好,滿足對缺陷定深的目的。實際檢測效果良好,采集到許多有價值的波形圖譜。采用TOFD對43.5厚度N08810進行檢測,對著自然裂紋掃查,無法發現缺陷信號。本次對N08810檢測,對50mm以上焊縫,采用加速器及Co60進行射線檢測,值得注意的是一定要采用T2類膠片,不然極易造成裂紋漏檢。即使采用了高級別膠片,仍然會有裂紋漏檢。主要是淺表裂紋(去除余高后深7mm左右,自身高度3-6mm裂紋)、內部裂紋漏檢較多。很大的一個可能,就是焊接殘余應力較大,自動焊(SAW)成分偏析造成焊縫存在脆性組織,遇到打磨解除拘束力后,出現斷裂。3表面檢測由于PT檢測一般不分材質,故在N08810表面檢測上,非常有優勢。N08810一般沒有磁性,所以不考慮做磁粉檢測。但是筆者偶然一次實際檢測當中,發現該材料母材焊接前沒有磁性,焊接過后,具有一定的磁性了。等到重新加熱過后,磁性消失。有文獻也指明,該材料在735度以上會退磁。本次焊縫超聲檢測要點總結1一定要了解材料特點及該材料的焊接情況。對于焊接方式、順序、焊接坡口以及焊接電流、焊速都要有所了解。甚至是自動焊機也都要注意。筆者從車間得到信息,由于焊絲較硬,導致送絲困難,進而使得焊接電流不穩定,焊道成型不佳,使得裂紋出現的可能性增大。2,對奧氏體不銹鋼檢測的資料收集要足夠。一些值得借鑒的經驗需要及時消化和吸收。同時,盡信書不如無書。要具有實踐精神。比如,附錄N推薦斜射縱波檢測,橫波檢測會出現很多不利因素(聲各向異性、聲速畸變導致定位定量不準等),但本次采用普通橫波檢測,
效果非常明顯,信噪比雖然沒有標準要求的10dB及以上,但是對于區分缺陷已經足足有余。相反的采用TOFD斜射縱波探頭,檢測效果非常差。有可能選擇斜射縱波探頭不合適吧。同樣,也有一篇碩士論文在對奧氏體不銹鋼焊縫超聲檢測,提出要采用斜射縱波和橫波檢測相結合的辦法進行檢測。其文章結論比較中肯,縱波檢測信噪比較高,但缺陷回波不如橫波檢測明顯,值得學習。對于粗晶材料,大家首先想到的是采用低頻進行檢測。但是奧氏體不銹鋼焊縫檢測,卻不適用。有文獻采用小波分析對奧氏體不銹鋼焊縫進行信號處理當中,就明確提出,缺陷回波信號在頻譜分析當中,不在于低頻,在于相對高頻信號。故附錄推薦采用2.5M而不是1.25M,是比較合理的。不過,一切還是用試驗比較的方法,得出的結論才可靠。3,對于采用X坡口,且非對稱等厚坡口,不是每一個超過定量線的回波都是缺陷。超聲教材當中,對比試塊開的單V型坡口,實際當中較為常見的是開X型坡口。教材當中的異質界面的影響,在橫波檢測當中沒有發現,倒是坡口鈍邊的形態回波分別在外側檢測和內側檢測當中發現。該形態回波超過定量線與裂紋回波具有同樣當量,只是出現的位置(深度)通過計算處于氬弧焊打底區(如實測母材厚度為63.5的,鈍邊距離內側深度為40,缺陷回波在內側檢測為25左右,在外側檢測約為46附近,回波根部較寬,與裂紋尖銳回波不同)4,很多裂紋回波可能僅僅是一個點,沒有長度或自身高度。但是剖開就是一條長的裂紋。5,射線拍片合格后,對焊縫檢測UT檢測,仍然會發現一些與裂紋回波相似的信號。保守的做法,UT檢測進行返修定位。但是UT檢測是裂紋的焊縫,返修后,的確發現射線未曾發現的裂紋。6,N08810采用自動焊裂紋出現的概率大于手工焊接。自動焊接的控制需要更為嚴格。如果控制的好,自動焊同樣可以像手工焊一樣,焊出質量較好的焊縫,而且節省大量人力、時間等。如果追求較高的質量,不推薦自動焊。因為自動焊出現的裂紋機理不明。無法做到有的放矢,進行調整參數,改善焊縫質量。
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