奥氏体小口径不锈钢管对接焊缝超声检测定位误差分析

浙江至德钢业有限公司根据奥氏体不锈钢管对接焊缝与碳钢钢管对接焊缝的声速差异，提出修正方法，适用于碳钢钢管对接焊缝的超声检测通道，可以方便地用于奥氏体不锈钢管对接焊缝的超声检测。小口径不锈钢管广泛地应用于石油化工、核电等行业，其焊缝质量的好坏直接影响到承压类特种设备（锅炉、压力容器、压力管道）的安全性。但是由于其具有焊缝组织不均匀、薄壁、大曲率等特点，对其进行超声波检测十分困难。目前国内对于奥氏体不锈钢管的焊缝质量超声检测工艺及其实施，不同的行业各不相同，且普遍水平较低、检测效果较差。这对于开展奥氏体不锈钢管焊接的检验、检测工作十分不利。

 标准DL/T820-2002《管道焊接接头超声波检验技术规程》第7条，介绍了一种奥氏体中小径薄壁管焊接接头检验方法"，但其推荐的对比试块需要采用与工件相同的材料，每种工件规格（直径与壁厚）都需要相应的对比试块，试块种类繁多、试块反射体（短槽）加工精度不易保证，并且试块也没有考虑奥氏体不锈钢焊缝组织对超声波检测定位和定量的影响。由于奥氏体不锈钢管对接焊缝超声检测的信噪比低，一般要求焊缝两侧扫查结果一致才能排除杂波干扰、判定缺陷，这就要求超声定位精度更高。因此，研究一种成熟可靠的小口径不锈钢管对接焊缝的超声检测技术，对进一步完善该标准显得十分必要。

 浙江至德钢业有限公司主要研究是对超声横波在奥氏体不锈钢管对接焊缝中传播时的理论定位误差进行分析，并得出定位修正方法。通过自制试块进行检测，验证了该定位修正方法的准确性，为奥氏体不锈钢管对接焊缝实施超声波检测提供了一种可靠的检测方法。

 至德钢业通过对奥氏体不锈钢管对接焊缝超声定位误差分析，发现对小口径碳钢管对接焊缝的超声检测，国内标准NB/T47013.3-2005推荐使用Gs系列试块。如果能使其应用到小口径不锈钢管超声检测，无疑是非常有意义的。要将GS系列试块扩展至小口径不锈钢管超声检测，需进行超声检测的定位修正，而定位差异主要是由超声波在不同介质中传播时速度发生变化导致的。

 因此，当超声检测仪采用碳钢Gs系列试块进行调校、对奥氏体不锈钢管进行检测时，就会产生水平定位误差、深度定位误差和K值误差。最后得出结论如下：

  1. 根据声波的折射定律原理，总结出超声波在奥氏体不锈钢管及其对接焊缝中传播时产生定位误差的规律，并得到理论定位误差修正值。

  2. 通过对奥氏体不锈钢管对接焊缝表面缺陷和根部未焊透进行检测，并利用理论水平定位修正值进行修正，均达到满意的结果。

  3. 实测结果证明，本研究所采用的修正值精度较高，能满足实际检测要求，只要在定量上给予一定的补偿，就可应用于奥氏体不锈钢管对接焊缝的检测。

  浙江至德钢业有限公司研究采用的检测方法在检测时不需制作专用试块，仅需根据管壁厚度计算出相应的修正值进行修正，因此该方法简单实用，值得推广。