相控阵超声技术在插管异种钢镍基焊缝检测中的应用
Application of Phased Array Ultrasonic Technique in Detecting Nickel Base Welds of Dissimilar Steel Intubated
摘 要
汽轮机进汽插管异种钢镍基焊缝在运行时因高温疲劳易发生断裂，为避免此类事故发生，提出了使用相控阵超声技术检测插管镍基异种钢焊缝的方法。通过对插管镍基焊缝的结构、金相组织、声学特性的分析，明确了该类焊缝超声检测的难点。结合相控阵超声检测的特点，通过控制检测工艺参数，对上述难点加以克服，从理论上分析了相控阵超声检测该类焊缝的可行性。
镍基
焊缝
相控阵超声
异种钢
intubation
nickel
weld
ultrasonic phased array
dissimilar steel
Abstract
The nickel-base welding seam of dissimilar steel is easy to break during operation because of high temperature fatigue, and in order to avoid this kind of accident, a method of using phased array ultrasound to detect the welding seam of nickel-based dissimilar steel is presented in this paper. The structure, metallographic structure and acoustic characteristics of the weld are analyzed. The difficulties of ultrasonic detection of this kind of welds are clarified. Combined with the characteristics of phased array ultrasonic detection, the above difficulties are overcome by controlling the technical parameters of the detection. The feasibility of phased array ultrasonic detection of this kind of weld is analyzed theoretically.
中图分类号 TG115.28 DOI 10.11973/wsjc201802007
所属栏目 试验研究
基金项目
收稿日期 2017/9/4
修改稿日期
网络出版日期
作者单位点击查看
备注刘长福(1977-),男,本科,高级工程师,主要从事材料检验检测及失效分析研究工作
引用该论文: LIU Changfu,GUO Derui,ZHANG Kun,ZHANG Xuexing,LI Weili,GAO Dawei,SHEN Kang. Application of Phased Array Ultrasonic Technique in Detecting Nickel Base Welds of Dissimilar Steel Intubated[J]. Nondestructive Testing, 2018, 40(2): 29～34
刘长福,郭德瑞,张坤,张学星,李炜丽,高大伟,谌康. 相控阵超声技术在插管异种钢镍基焊缝检测中的应用[J]. 无损检测, 2018, 40(2): 29～34
共有人对该论文发表了看法，其中：
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
参考文献
【1】TSG G0001-2012锅炉安全监察规程[S].
【2】NB/T 47013-2015承压设备无损检测[S].
【3】DL/T 820-2002管道焊接接头超声波检验技术规程[S].
【4】DL/T 1317-2014火力发电厂焊接接头超声衍射时差检测技术规程[S].
【5】杨国忠.医学成像技术[M].北京:人民卫生出版社, 1987:34-37.
【6】HATFIELDJ V.An integrated multi-element array transducer for ultrasonic imaging[J].Sensor and Actuators A, 1994,41/42:167-173.
【7】鞠洪涛.手动相控阵超声检测成像算法研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2008.
【8】靳世久,杨晓霞,陈世利,等.相控阵超声检测技术的发展及应用[J].电子测量与仪器学报, 2014, 28(9):925-933.
【9】杜宝帅,张忠文,李新梅,等.T91钢EPRI P87镍基焊材焊接接头组织与性能[J].金属热处理, 2015, 40(11):44-47.
【10】袁浩,马成勇,齐彦昌,等.镍基合金焊条熔敷金属的组织与性能研究[J].材料科学与工艺, 2016, 24(2):41-46.
【11】郑晖.林树青.超声检测[M]. 北京:中国劳动社会保障出版社, 2008:301-303.
【12】王永兵,侯静, 李志国.相控阵超声检测技术研究进展[J].化工装备, 2012, 14(6):15-18.
【13】汪春晓.相控阵超声波车轮缺陷探伤技术研究[D].成都:西南交通大学, 2010.
【14】黄晶,阙沛文,金建华.线形相控阵超声换能器的阵列设计[J].传感器技术, 2004, 23(1):9-11.
【15】刘长福,张彦新,李中伟,等.超声波相控阵技术原理及特点[J].河北电力技术, 2008, 27(3):29-31.
【16】肖有平.相控阵超声声束形成技术研究[D].成都:西南科技大学, 2010.
【17】李远, 张立德, 王金龙.INCONEL690镍基合金带极电渣堆焊工艺研究[J].锅炉制造, 2011(2):48-51.
【18】王建.核电用镍基材料焊接缺陷的研究[J].经济技术协作信息, 2016(21):43.
【19】谢玉江,王茂才,王明生.高、含量镍基高温合金激光、微弧火花表面熔焊处理研究进展及解决熔焊裂纹的途径[J].中国表面工程, 2010, 23(5):1-16.
【20】王开正.合金管道焊接技术[J].石油化工建设, 2014, 36(1):75-78.
【21】赵建仓,朱平,赵彦芬,等.F22/P91异种钢接头裂纹原因分析及焊接修复[J].焊接, 2010(12):14-17.
【22】娄建新.珠光体钢与奥氏体钢异质接头碳迁移机制及影响因素研究[D].沈阳:沈阳工业大学, 2014.
【23】张建强, 张国栋, 姚兵印,等.马氏体奥氏体异种钢焊接接头Ⅳ型蠕变失效数值模拟[J].机械工程学报, 2013, 49(12):78-83.
【24】陆权森.9%~12% Cr钢Ⅳ型开裂与软化区对比实验[J].锅炉技术, 2015, 46(6):64-68.
【25】秦敬芳.P91钢蠕变-疲劳裂纹扩展速率及扩展规律研究[D].上海:华东理工大学, 2015.
【26】邓平.超超临界锅炉过热器管及其异种钢焊接接头状态评估[D].长沙:长沙理工大学, 2014.
【27】张鹰,张延丰, 雷毅.奥氏体不锈钢焊缝的超声波检测方法研究[J].无损检测, 2006, 28(3):119-122.
【28】郑中兴.加氢裂化装置主管道不锈钢焊缝的超声波探伤[J].无损探伤, 2001(3):5-6.
【29】晏荣明, 李生田.大厚度奥氏体焊缝超声波探伤的研究[J].无损探伤, 1994(4):6-8.
【30】罗琅,王建平,奚延安,等.镍基合金焊缝的超声检测[J].无损检测, 2016, 38(3):60-65.
【31】徐彦霖,王增勇,黄振翅. 奥氏体不锈钢平均晶粒尺寸的超声评价技术[J]. 无损检测,2001,23(6):246-248.
【32】张路根,吴伟,欧阳小琴. 304不锈钢晶粒散射特性的超声检测分析[J]. 无损检测,2010,32(2):99-102.
【33】郑中兴.大厚度奥氏体钢焊缝超声检测用纵波斜射双晶探头研制[J].北京交通大学学报, 1999, 23(3):115-119.
【34】何勇智.双晶直探头在模具钢厚板探伤中的应用法[J].特钢技术, 2012, 18(4):53-57.
【35】王朝辉,刘峰,周丽.超声检测中双晶纵波探头的选择机理[J].无损检测, 2011, 33(1):23-24.
【36】谢航,张益成,周礼峰,等. 奥氏体不锈钢管道环焊缝的超声相控阵检测[J]. 无损检测,2017,39(3):23-25+29.
【2】NB/T 47013-2015承压设备无损检测[S].
【3】DL/T 820-2002管道焊接接头超声波检验技术规程[S].
【4】DL/T 1317-2014火力发电厂焊接接头超声衍射时差检测技术规程[S].
【5】杨国忠.医学成像技术[M].北京:人民卫生出版社, 1987:34-37.
【6】HATFIELDJ V.An integrated multi-element array transducer for ultrasonic imaging[J].Sensor and Actuators A, 1994,41/42:167-173.
【7】鞠洪涛.手动相控阵超声检测成像算法研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2008.
【8】靳世久,杨晓霞,陈世利,等.相控阵超声检测技术的发展及应用[J].电子测量与仪器学报, 2014, 28(9):925-933.
【9】杜宝帅,张忠文,李新梅,等.T91钢EPRI P87镍基焊材焊接接头组织与性能[J].金属热处理, 2015, 40(11):44-47.
【10】袁浩,马成勇,齐彦昌,等.镍基合金焊条熔敷金属的组织与性能研究[J].材料科学与工艺, 2016, 24(2):41-46.
【11】郑晖.林树青.超声检测[M]. 北京:中国劳动社会保障出版社, 2008:301-303.
【12】王永兵,侯静, 李志国.相控阵超声检测技术研究进展[J].化工装备, 2012, 14(6):15-18.
【13】汪春晓.相控阵超声波车轮缺陷探伤技术研究[D].成都:西南交通大学, 2010.
【14】黄晶,阙沛文,金建华.线形相控阵超声换能器的阵列设计[J].传感器技术, 2004, 23(1):9-11.
【15】刘长福,张彦新,李中伟,等.超声波相控阵技术原理及特点[J].河北电力技术, 2008, 27(3):29-31.
【16】肖有平.相控阵超声声束形成技术研究[D].成都:西南科技大学, 2010.
【17】李远, 张立德, 王金龙.INCONEL690镍基合金带极电渣堆焊工艺研究[J].锅炉制造, 2011(2):48-51.
【18】王建.核电用镍基材料焊接缺陷的研究[J].经济技术协作信息, 2016(21):43.
【19】谢玉江,王茂才,王明生.高、含量镍基高温合金激光、微弧火花表面熔焊处理研究进展及解决熔焊裂纹的途径[J].中国表面工程, 2010, 23(5):1-16.
【20】王开正.合金管道焊接技术[J].石油化工建设, 2014, 36(1):75-78.
【21】赵建仓,朱平,赵彦芬,等.F22/P91异种钢接头裂纹原因分析及焊接修复[J].焊接, 2010(12):14-17.
【22】娄建新.珠光体钢与奥氏体钢异质接头碳迁移机制及影响因素研究[D].沈阳:沈阳工业大学, 2014.
【23】张建强, 张国栋, 姚兵印,等.马氏体奥氏体异种钢焊接接头Ⅳ型蠕变失效数值模拟[J].机械工程学报, 2013, 49(12):78-83.
【24】陆权森.9%~12% Cr钢Ⅳ型开裂与软化区对比实验[J].锅炉技术, 2015, 46(6):64-68.
【25】秦敬芳.P91钢蠕变-疲劳裂纹扩展速率及扩展规律研究[D].上海:华东理工大学, 2015.
【26】邓平.超超临界锅炉过热器管及其异种钢焊接接头状态评估[D].长沙:长沙理工大学, 2014.
【27】张鹰,张延丰, 雷毅.奥氏体不锈钢焊缝的超声波检测方法研究[J].无损检测, 2006, 28(3):119-122.
【28】郑中兴.加氢裂化装置主管道不锈钢焊缝的超声波探伤[J].无损探伤, 2001(3):5-6.
【29】晏荣明, 李生田.大厚度奥氏体焊缝超声波探伤的研究[J].无损探伤, 1994(4):6-8.
【30】罗琅,王建平,奚延安,等.镍基合金焊缝的超声检测[J].无损检测, 2016, 38(3):60-65.
【31】徐彦霖,王增勇,黄振翅. 奥氏体不锈钢平均晶粒尺寸的超声评价技术[J]. 无损检测,2001,23(6):246-248.
【32】张路根,吴伟,欧阳小琴. 304不锈钢晶粒散射特性的超声检测分析[J]. 无损检测,2010,32(2):99-102.
【33】郑中兴.大厚度奥氏体钢焊缝超声检测用纵波斜射双晶探头研制[J].北京交通大学学报, 1999, 23(3):115-119.
【34】何勇智.双晶直探头在模具钢厚板探伤中的应用法[J].特钢技术, 2012, 18(4):53-57.
【35】王朝辉,刘峰,周丽.超声检测中双晶纵波探头的选择机理[J].无损检测, 2011, 33(1):23-24.
【36】谢航,张益成,周礼峰,等. 奥氏体不锈钢管道环焊缝的超声相控阵检测[J]. 无损检测,2017,39(3):23-25+29.
相关信息
