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专利名称：一种奥氏体不锈钢薄板焊缝的超声波探伤方法
技术领域：
本发明涉及缺陷检测，特别是用在燃气轮机零件中奥氏体不锈钢薄板焊缝的超声波探伤方法。
背景技术：
燃气轮机部件中，奥氏体不锈钢薄板焊接件被大量采用，如排气缸内衬壳体、扩散器等。此类零件焊缝的质量是否符合设计要求，直接影响燃气轮机机组所担当的设计功用能否达标。因此，准确地检测焊缝质量，就显得相当重要。奥氏体不锈钢焊缝微观组织为晶粒粗大的柱状组织，超声波在晶界会发生反射、折射和波形转换，引起声能的散射和衰减，造成信噪比低下，不易分辨缺陷信号，使超声波检测难以实施。当前，国内外对奥氏体不锈钢薄板焊缝质量的检测通常是采用渗透探伤和射线探伤。而渗透探伤仅能检测焊缝表面开口缺陷，而射线探伤虽然能检测内部缺陷，但由于成本、人体安全防护及检测能力和方法的局限性等因素影响，射线检测也不是最佳方案。本发明涉及的排气缸内衬壳体包覆在碳钢本体上，焊缝背面无法放置射线探伤所需的胶片，这就是这种检测方法的局限性造成的。综上所述，在检测奥氏体不锈钢焊缝质量时，运用目前常用的渗透探伤和射线探伤这二种无损检测法存在着诸多局限性，不能彻底检测焊缝内部质量，而这些不足都会直接影响到检测质量，给产品质量带来隐患。

发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种奥氏体不锈钢薄板焊缝的超声波探伤方法，可迅速、有效的检测到不锈钢薄板焊缝中的各种缺陷。本发明的技术解决方案如下:
一种奥氏体不锈钢薄板焊缝的超声波探伤方法，其特征在于，该方法包括步骤如下:
①选择相控阵超声波探伤仪器；
②采用相同材料制作对比试块，确定对比试块的材料、形状和尺寸；
③利用相控阵超声波仪在对比试块上进行检测与调试，对人工缺陷的检测回波与杂波进行甄别；
④利用相控阵超声波仪的探伤扇扫工件，对可疑回波进行准确定位、定量甄别，以确认是否为缺陷回波。所述的对比试块为带焊缝的对比试块，该焊缝两侧制作有人工缺陷，焊缝中间开有槽，模拟未焊透和裂纹。本发明的工作原理:
奥氏体不锈钢焊缝微观组织为晶粒粗大的柱状组织，组织不均，具有明显的各向异性，对超声波有明显的散射衰减，造成信噪比很低无法甄别缺陷回波。针对奥氏体不锈钢的这种金属特性，采用相控阵超声波仪器，通过其多通道功能，操纵控制多个探头以不同角度进行扇形扫描，增加信噪比，最终达到可靠检测的目的。克服了常规A型超声设备单角度、信噪比低造成无法评定或评定困难的问题。与现有技术相比，本发明的技术方案带来了如下技术优点:
1.相控阵超声波仪具备多通道、多角度扇形扫描功能，能提供最佳信噪比，解决了由于衰减、杂波造成无法评定或评定困难的问题。2.缺陷定位、定量直观准确。3.一次扫查即包含多个角度，检测效率高。


图1是试块主视图。图2是试块俯视图。图3是试块标准孔放大图。图4相控阵扇扫图。图5常规A超——信噪比差，且定位有误差。 图6相控阵——信噪比高缺陷易于分辨，且定位准确。图7相控阵扇扫——定位、定量方便、准确。
具体实施例方式下面结合附图和实施例(GE排气缸壳体不锈钢包覆焊缝超声波探伤，不锈钢薄板厚度为8mm)来进一步阐述本发明，但不能以此来限制本发明的保护范围。一种奥氏体不锈钢薄板焊缝的超声波探伤方法，该方法包括如下步骤:
1.超声波探伤仪器选择:超声波探伤仪选择以色列生产的手动超声波相控阵检测系统，型号:IS0NIC-2010。本实施例采用一个2MHz、8晶片的线形相控阵探头，扇形角度范围为 35° 75°。2.采用相同材料制作对比试块，确定对比试块的材料、形状和尺寸:
采用相同材料制作对比试块，为排除焊缝影响，采用带焊缝的试块，并在焊缝两侧制作人工缺陷。另外在焊缝中间开一条槽，模拟未焊透和裂纹，以便于检测时的对比，见图1-图3。3.用相控阵超声波仪在对比试块上的检测与调试，对人工缺陷的检测回波与杂波进行甄别。信号波为对比试块Φ2.4_横孔缺陷的反射回波。杂波则为晶粒组织的散射而形成的反射回波，不视为缺陷回波。结合扇扫进行图像记录分析，更好地甄别缺陷回波与杂波。4.用相控阵超声波探伤扇扫工件，对可疑回波进行准确定位、定量甄别，确认是否为缺陷回波。在实际检测中，分别用常规A超和相控阵方法扫查相同的奥氏体不锈钢薄板(8mm)焊缝，并对其检测结果进行验证分析。结果显示，相控阵的信噪比高，定位准确，杂波较少，缺陷易于分辨。而常规A超信噪比较低，杂波多，定位有误差，缺陷与杂波不易甄别。(见图Γ7).图4为相控阵扇扫图。图5为普通A超对深度4_缺陷的检测结果，深度显示为3.5mm，杂波与缺陷波(信号波)不易分辨。图6为相控阵对深度4mm缺陷的检测结果，深度显示为4_，缺陷回波(信号波)显示明显。图7为相控阵扇扫界面下对深度4mm缺陷回波(信号波)的图像分析，能够显示出缺陷的轮廓、宽度、厚度(高度)。经试用表明，本发明方法可迅速、有效的发现不锈钢薄板焊缝中的各种缺陷。
权利要求
1.一种奥氏体不锈钢薄板焊缝的超声波探伤方法，其特征在于，该方法包括步骤如下: ①选择相控阵超声波探伤仪器； ②采用相同材料制作对比试块，确定对比试块的材料、形状和尺寸； ③利用相控阵超声波仪在对比试块上进行检测与调试，对人工缺陷的检测回波与杂波进行甄别； ④利用相控阵超声波仪的探伤扇扫工件，对可疑回波进行准确定位、定量甄别，以确认是否为缺陷回波。
2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢薄板焊缝的超声波探伤方法，其特征在于，所述的对比试块为带焊缝的对比试块，该焊缝两侧制作有人工缺陷，焊缝中间开有槽，模拟未焊透和裂纹。
全文摘要
本发明公开一种奥氏体不锈钢薄板焊缝的超声波探伤方法，包括步骤①选择相控阵超声波探伤仪器；②采用相同材料制作对比试块，确定对比试块的材料、形状和尺寸；③利用相控阵超声波仪在对比试块上进行检测与调试，对人工缺陷的检测回波与杂波进行甄别；④利用相控阵超声波仪的探伤扇扫工件，对可疑回波进行准确定位、定量甄别，以确认是否为缺陷回波。本发明能迅速、有效的检测到不锈钢薄板焊缝中的各种缺陷。
文档编号G01N29/04GK103115959SQ20121057706
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者方海, 李耀宗, 陈小雷, 井志哲 申请人:沪东重机有限公司