正元塔器圆满解决尿素级不锈钢手工堆焊层检测难题纪实

正元塔器圆满解决尿素级不锈钢手工堆焊层检测难题纪实
作者/来源：潞安正元集团   日期： 2022-06-27   点击率：26
    高压尿素设备自动堆焊区域通常要求采用五环公司标准8-A14S-95《高压尿素设备自动堆焊的超声波检验》及GB/T 25151.1-2010 《尿素高压设备制造检验方法 第1部分 不锈钢带极自动堆焊层超声波检测》进行内部检验，而对于手工堆焊区域的检测并无适用标准。

    手工堆焊层表面布满焊道波纹，通常要求不能打磨、保持焊态，同时GB/T10476-2004《尿素高压冷凝器技术条件》也有规定：与腐蚀介质接触的焊接接头应最后焊接，且与母材圆滑过渡并尽量保持焊态。但是，表面不处理光滑会影响常规超声波实施检测。如何解决这个问题呢？

    能否找到不受表面粗糙度影响的超声检测方法是解决问题的关键。尿素级设备堆焊的耐蚀层以往都是用纵波斜探头或双晶直探头进行内部质量检测。通过多方查找资料，最终发现爬波的自身特点非常适用于手工堆焊层的内部检测。理论上爬波受工件表面干扰小，例如表面刻痕、不平整、凹陷，以及油污等，也就是说工件表面的粗糙度及杂质等异物基本不会影响超声爬波的正常检测，爬波适合粗糙表面下的近表面缺陷的检测，有效检测深度为0.5mm-9mm。爬波离开探头后衰减很快，检测距离只有几十毫米，但实际工作上已经够用了。只是大家对爬波探头接触很少，检测方法还没有统一的标准规定。

    超声波检测技术是无损检测技术的主要方法之一，主要用于母材和焊缝缺陷检测，探头是超声检测的关键部件，超声检测通过探头发射超声波进入工件和接收工件内部的超声回波信号来判断是否存在缺陷，探头入射角是超声波检测的重要参数，直接影响缺陷能否检出。

    为了验证爬波检测的可靠性，需要动手改造一个常规斜探头为爬波探头。通过计算得知，当纵波波束以第一临界角27.6度左右倾斜入射时，在第二介质钢材界面下即可获得探伤所需要的爬波。具体如何精细修磨探头，调试设备，使探头入射角达到27.6度是超声探头装置改造的关键。

    随后，我从库房的角落找出来一个标称值为K2的横波斜探头，经过实际测量得知它的入射角为44度。经过测绘计算，在探头表面标出修磨标识，最终要将探头的表面角度减小17.4度。

    施工时，需要手持探头沿着标识线在板锉上一点一点地小心修磨，稍不留意磨削面就会倾斜，还可能伤到手指。经过反复磨削与测量，最终探头入射角度定格在27度。经过试块测试探头性能尚可，只是由于加工精度还需提高，探头的横波分量还是很多，削弱了水平纵波的能量，致使缺陷回波不高。后续，经过再次微量修磨，探头性能基本稳定下来，对于试块内的人工缺陷能够准确显示出来。

    通过在手工堆焊试块上验证，在远距焊缝30mm处进行扫查，排除了不规则焊缝区对扫查的影响，爬波对整个焊缝有足够的灵敏度和信噪比，能有效地区分、识别缺陷产生的爬波回波，是一种可靠的的超声检测工艺。至此，受表面波纹影响的尿素级堆焊耐蚀层的检测方法得以圆满解决。