奥氏体不锈钢焊缝应用超声波探伤的方法探究

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[摘 要]奥氏体不锈钢的核心是奥氏体组织，其在常温状态下仍旧保持此类组织结构，提高不锈钢的稳定度。奥氏体不锈钢在焊接时，会利用超声波探伤的方式，排查内部组织是否存在质量缺陷，以此来确保奥氏体不锈钢的焊接水平。超声波探伤在奥氏体不锈钢裂缝中具有较高的应用能力。因此，本文主要分析奥氏体不锈钢焊缝应用超声波探伤的方法。

[关键词]奥氏体不锈钢；焊缝；超声波探伤

中图分类号：TF764+.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0014-01

奥氏体不锈钢的生产与应用在不锈钢行业中占据较大的比重，其在不锈钢生产中将近占到70%的市场。随着奥氏体不锈钢的应用发展，其在焊缝方面需达到高质量的状态，充分利用超声波探伤的方法，优化奥氏体不锈钢的焊缝连接。目前，超声波探伤在焊缝中的应用，得到很大的推进，不仅提高奥氏体不锈钢的焊接质量，而且保障其在不锈钢市场中的地位。

一、超声波在奥氏体焊接组织中的表现

奥氏体不锈钢中的奥氏体组织，以顺序性的晶粒存在，其在焊接中对超声波的探伤有明显的反应。由于奥氏体焊接组织呈现均匀的分布，所以超声波探伤时不会发生太大的散射，具有稳定的检测结果，实际超声波在奥氏体焊接组织中，利用了各向异性的特性，在超声波中得出较大波长[1]。超声波探测在奥氏体焊接组织中，同样利用了散射原理，通过波的散射研究超声波的各个特性，如果奥氏体焊接组织内的晶粒散射后的波长接近超声波的10/1时，表明此类结构已经发生明显的散射。奥氏体焊接组织本身具有很强的散射能力，再加上焊接处的影响，有可能干扰奥氏体不锈钢的整体性，如果采用超声波探伤，则会引起较大的波形散射，最终超声波探伤发出的信号会被埋没，进而影响到探伤的结果。

由此可见：超声波在奥氏体焊接组织中存在一定的应用难度，有可能出现多种探伤结果，其中也包含虚假缺陷，大部分奥氏体焊接组织采取超声波探伤时，都有很大的可能出现漏检区域，当漏检的奥氏体不锈钢应用到实际中时，就会存在极大的风险隐患，所以超声波探伤的方法需要结合奥氏体不锈钢焊缝的实际情况，按照实际设计出超声波探伤的试验，探测出奥氏体焊接组织最真实的信息。

二、超声波探伤在奥氏体焊接中的应用

奥氏体不锈钢在初期阶段的设计，焊缝部分的超声波存在较大的差别，直接影响到超声波扫描的速度。后期发展中，奥氏体不锈钢磨合焊缝，一方面避免产生焊缝影响，另一方面提高超声波探伤的扫描速度。针对奥氏体不锈钢焊缝应用超声波探伤的方法做如下分析：

1、超声波探伤的衰减试验

在奥氏体不锈钢焊缝和母材上分别进行超声波探伤衰减试验，可以选用不同规格的探头[2]。得出的试验结果为：（1）超声波在不同厚度的奥氏体不锈钢焊缝处表现出的衰减比率为64：30，其中64次的超声波属于衰减情况，而30次没有变化，由此证明超声波经过奥氏体不锈钢焊缝时，不一定具有正相关的衰减情况；（2）测定94次超声波探伤，其中93组基本符合超声波探测的使用标准，另外一组虽然具备衰减的表现，但是不能够成为影响超声波探伤测试的条件。

2、超声波探伤方法的应用

奥氏体不锈钢焊缝应用超声波探伤的方法比较复杂，先确定奥氏体不锈钢焊缝测试的试块材料，根据材料位置调整超声波探伤，实现1：1定位，再校正超声波探伤的位置。超声波探伤应用时需要重点调节测量的速度，因为有关数据资料显示，奥氏体不锈钢焊缝与母体探伤时，超声波的速度受到影响，为规避试验中的误差，需要适度调节速度，待速度稳定后进入下一个试验阶段。着重分析超声波探伤方法的应用，如：（1）先将超声波通过母材，获取标准的波动曲线，然后再进行一次超声波探测，主要是获取奥氏体不锈钢焊缝处的波形，比对两张波形图，分析超声波的衰减量，超声波探测的灵敏度受到不锈钢厚度的影响，需以评定线为标准，验证奥氏体不锈钢的焊缝；（2）通过不锈钢试块和得出的波形，实行焊缝探伤，选取割槽、横孔两种表现做为探伤的对比，超声波探伤的结果表明，试块与割槽两者的厚度差距在0.5-1.3毫米之间，具有可比性，超声波在试块、割槽与横孔处均表现出了不同的波形，能够在超声波的作用下确定探伤的位置。

3、超声波探伤方法的分析

试验结果中表示，超声波探伤方法受到奥氏体不锈钢焊缝处质量分级的影响，分析基于质量分级超声波探伤的方法[3]。针对奥氏体不锈钢采取横波测试，探头的频率选择为5MHz，运用水平1：1的探伤基线，得出焊接接头质量分级的结果，如下表1。

三、基于超声波探伤的奥氏体焊接实例

选取3mm≤δ≤10mm的奥氏体不锈钢样本，进行超声波探伤的实际应用，检测出所有的焊接缺陷。

1、实物检测

奥氏体不锈钢样本的超声波探伤分三组进行，分析实物检测的结果。如：（1）样本规格为Ф240×5，波高在Ⅲ区域，指示长度为20mm，表明样本焊接处的根部未融合，缺陷长度大约是18mm；（2）样本规格为Ф420×4，波高在Ⅲ区，分为环缝指示长度26mm和纵缝指示长度18mm，属于丁字口部分焊缝没有透实；（3）样本规格为Ф600×4，波高在Ⅲ区，指示长度为全长，焊缝根部均为焊透。

2、结果分析

奥氏体不锈钢焊缝的样本，第三个样本属于筒节纵缝，当超声波探伤时，在两侧会出现明显的波形反射，分别分布在焊缝的中线上方2mm处和下方3mm处，可以判断为缺陷波；第一和第二个样本的超声波探伤与起初焊缝的评定结果一致，没有出现不同点[4]。因此，根据奥氏体不锈钢焊缝应用超声波的方法，可以得出以下几点结论，如：（1）站在安全使用的角度分析，奥氏体不锈钢焊缝探测，最好选用横波探伤的方法，此类探伤方法能够准确的检测出不锈钢焊接中存在的裂纹，以免影响奥氏体不锈钢的安全应用；（2）超声波探伤中有可能出现遗漏点，演化成更大的焊接缺陷，此类遗漏集中于圆形缺陷上，虽然其不易被超声波探伤发现，但是其在应用中不会构成太大的安全威胁；（3）超声波探伤在奥氏体不锈钢焊缝应用中的实用性较强，适当调节超声波探测的方式即可提高试验水平。

结束语

超声波探伤在奥氏体不锈钢焊缝中起到重要的作用，明确探测中奥氏体不锈钢潜在的质量缺陷。奥氏体不锈钢焊缝在超声波探伤方法的应用下，体现出更加高效的质量保障，有利于提升此类不锈钢的应用水平。超声波探伤方法应用后，不锈钢内的奥氏体组织具备完整、连接的优势，能够稳定奥氏体不锈钢在市场中的应用。

参考文献

[1] 江斌.奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤方法[J].东方电机，2012，（03）：78-80.

[2] 郑中兴.奥氏体不锈钢焊缝的超声探伤方法[J].无损探伤，2011，（04）：18-20.

[3] 张鹰.奥氏体不锈钢焊缝的超声波检测方法研究[J].无损检测，2012，（03）：90-92.

[4] 邓波.薄板奥氏体不锈钢对接焊缝超声波探伤方法研究[J].压力容器，2012，（06）：23-25.