复合钢板焊缝裂纹射线探伤.PDF

第20卷第8期
无损检
金测
1998年8月
NDT
Aug.1998
实践经验
复合钢板焊缝裂纹射线探伤
洪作友
(安庆石化机械厂,安庆246001)
RADIOGRAPHIC INSPECTION OF THE WELDS IN CLAD PLATES FOR CRACKS
Hong Zuoyou
Anging Petrochemical Machinery Plant)
1焊接特点
属膨胀系数差异较大,焊缝经多次热循环作用,易产
生过大的内应力,以致过渡层马氏体淬硬组织中微
我厂为炼油制造的大型不锈复合钢板减粘反应裂纹扩展,又产生新裂纹。
器,直径为3200mm,壁厚s=22+2mm,其基层材
质为SPV3SN,复合层材质为SUS410S,基层相当2探伤时机
于16MnR,复合层相当于?Cr13铁素体不锈钢,焊
过渡层裂纹是因高Cr熔于16MnR低合金钢,
接接头采用新型阶梯状坡口形式(图1)。该设备在形成淬硬组织而造成的,按裂纹分类应为冷裂纹,探
制造过程中,过渡层焊缝易产生裂纹缺陷。为此,我伤时机的选择应按标准规定,即焊好24h后探伤,甚
们采用提高裂纹检出率的探伤工艺,有效地控制了至相隔更长时间,这样才能保证延迟裂纹有效检出
焊接质量。
我厂实际情况是先焊基层,再焊过渡层,最后焊复合
复合层
层。射线探伤应选在过渡层焊好24h后进行。对基
层和过渡层进行一次探伤,发现超标缺陷即进行返
修,这样可避免复合层焊好后造成返修困难及分不
清是复合层缺陷还是基层缺陷的问题。过渡层返修
基层
后,同样也要停留24h再可探伤,经拍片合格后再焊
复合层,并进行射线探伤。
1复合板焊接坡口
复合钢板一般用强度较高的低合金钢作基层,
探伤工艺选择
在基层上盖一层耐腐独的不锈钢或铜、铝等有色
由于过渡层裂纹属冷裂纹,在射线底片上所形
金属,一般采用爆炸或堆焊方式进行贴合,对容器的成的影象较细,故探伤工艺应严格控制。对方向性很
基层、复合层及过渡层分别采用不同的工艺焊接
强的平面缺陷,即使透照底片影象质量很高,黑度、
复合钢板中复合层及基层间的焊缝缺陷与单纯灵敏度和不清晰度均符合标准要求,但有时也会难
不锈钢焊缝、碳钢焊缝的缺陷基本类似,但复合钢板于检出,甚至检不出。这是由于射线透照方向与此类
过渡层焊缝中存在一种裂纹,与复合层、基层的裂纹缺陷平面有一定夹角而造成厚度差△ア减小,以致
不同。我厂生产的减粘反应器,基层选用结507焊条对比度△D降低的缘故。要提高此类缺陷的检出灵
施焊,过渡层用A302,53.2mm不锈钢焊条将基层敏度,必须考虑透照方向及采取以下有助于提高缺
与复合层隔开,焊接时,先焊基层,再焊过渡层,最后陷显示清晰度和对比度的措施
焊复合层,过渡层焊接材质与基层材质相差较大,其
(1)射线机
Cr含量较高,而基层Cr含量几乎为零。在过渡层与
选用300EGB2F(周向)和250EG-S2(定向)射
基层的熔合线附近Cr大量熔入低合金钢16MnR,线机。
形成极为复杂的过渡层。由舍夫勒组织图可知,随着
(2)胶片
Cr含量增加,材料的淬硬性大为增加,因此在过渡
选择适当的胶片型号是检出工件中微小的、危
层熔合区必然存在贝氏体和马氏体。在焊接应力作险性较大的裂纹类平面状缺陷的最基本条件。为此
用下,可能形成完全不同于碳钢和不锈钢产生的裂我们选用天津细粒胶片
纹。特别是在多次返修时,由于过渡层熔合区两侧金
(3)增感屏
3 C 1995-2004 Tsinghua Torgfimg Optical Dise Co., Iid All righs resered
洪作友:复合钢板焊缝裂纹射线探伤
使用适当材质的金属增感屏与适当的胶片配合照法易减小两层交界处关键缺陷的几何不清晰度。
来提高影象质量。考虑到增感效应和滤波效应的平
(5)曝光条件
衡关系,对增感屏的前后屏厚度也作了适当选择,前
在穿透能力达到要求的情况下,尽量减小管电
屏选用0.04mm铅箔,后屏选用0.1mm铅箔
压以提高底片对比度,减小固有不清晰度U。采用
(4)透照方式和几何布置
环缝中心法时,F=1600mm,U'=295kV,=5mA
(a)环缝尽量采用中心法透照,射源或焦点位t=10min(此时≈0.12mm);采用纵缝外照法时,
于圆筒或容器的圆心位置,因为透照厚度均一,所得F=600m,=220kV,=5mA,t=4min(此时F
黑度和灵敏度均一,象质最佳,故对裂纹的检出率较≈0.09mn)
高。若采用偏心透照,应尽量使透照厚度比K小些。
(6)散射线屏蔽
按选定的射线机有效焦点∫=3mm,工件背面
散射线会使射线底片增大灰雾黑度,考虑到经
与胶片距离按2mm计,复合层到过渡层按4mm济、方便和有效的原则,我们在胶片暗袋后面用磁铁
计,环缝内照时(图2),焦距F=1600mm,则相应于贴上2m厚的铅板来减少背面散射的影响。
过渡层与基层交界处缺陷的几何不清晰度为
322
4提高晰度的工艺措施及其可行性
F-d1600
0.042n
影响小裂纹检出灵敏度的象质因素主要是射线
采用相同的焦距外照时(图3),相应于过渡层照相不清晰度び,而U又取决于几何不淯晰度
与基层交界处缺陷的几何不清晰度为
和固有不清晰度两因素。对减小几何不清晰度
3X6
d1600-6
U。在上节(4)中已作了说明,对减小固有不清晰度
而按GB3323-87标准AB级要求有
U,可以采取下列措施:①降低管电压。因固有不清
晰度主要取决于射线能量,由能量-固有不清晰度实
LO
X223≈0,28m
验曲线图知,U随射线能量的提高而连续递增,因
可见,环缝内、外照法实际几何不清晰庋均远小此,在保证射线能穿透工件的情况下,尽量选取低电
于标准要求的0.28mm。综合考虑裂纹检出率和探压。@②屏与片贴紧。如果屏与胶片贴合得不紧而留
伤效率,对环缝决定采用中心周向透照方式
有间隙,将使Z:明显增大。由上节(4),(5)所列数据
(b)纵缝采用外照法选择厚度比K≤1.01(B可知,本文所述不锈钢复合板焊接裂纹的最小可检
级),以充份檢出裂纹,因棊层较厚,复合层较薄,外尺寸主要取决于与射线能量有关的固有不清晰度
一射线机
U(因为实际7>び)。
5评片
根据以往的经验,过渡层裂纹在底片上呈较细
的影象,评片时要特别仔细,尤其是复合层焊接之前
的探伤,要认真对待复合层坡口影象的干扰。由于裂
纹较细,特别是裂纹的取向影响,有时裂纹在底片上
片
的影象较模糊,形成一种类似于球墨铸铁中石墨样
??环缝内照法
团絮状影象,返修时打磨后往往发现众多细小裂纹。
胶片
因此评片时,除注意细小线性影象外,还要仔细观察
絮状影象。另外,裂纹的实际长度往往比底片上显示
的影象要长些,这是由于底片颗粒度及最小识别对
数与基安界公下
比度△Dmn的影响。如果仅按底片上缺陷影象长度
返修打磨,由于裂纹尖端较細,返修可能不彻底;焊
后再拍片,裂纹将向未返修区延伸