帶頸對焊法蘭一級環(huán)焊縫探傷工藝研究

□ 劉芝豹

江蘇華電鐵塔制造有限公司 江蘇徐州 221131

特高壓輸電線路鋼管塔，主材采用圓形鋼管構(gòu)件，斜材（或輔材）用鋼管、圓鋼或型鋼等構(gòu)件組成空間塔架（桁架）結(jié)構(gòu)，而帶頸對焊法蘭是鋼管塔必不可少的零部件，其主要形式是鋼管與有頸部的平面法蘭裝配時(shí)，鋼管與法蘭頸部以對接環(huán)焊縫形式實(shí)現(xiàn)連接。對于特高壓輸電線路鋼管塔來講，帶頸對接法蘭環(huán)向焊縫結(jié)構(gòu)，是整個(gè)鋼管塔結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)形式，通常焊接等級均要求為一級，其加工質(zhì)量的好壞，直接影響到整體結(jié)構(gòu)性能、壽命、甚至整條特高壓線路的安全性，因此，對帶頸法蘭環(huán)焊縫進(jìn)行無損檢測，其意義十分重要。

▲圖1 雙面雙側(cè)法探傷

本工藝適用于厚度不小于8 mm的鐵素體類鋼，全焊透熔化焊對接焊縫采用脈沖反射法手工超聲波檢驗(yàn)的方法來檢測。

1 檢測儀器的調(diào)校

1.1 探頭

（1）探頭應(yīng)按ZB Y344《超聲探傷用探頭型號(hào)命名方法》標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定作出標(biāo)志。

（2）晶片的有效面積不應(yīng)超過500 mm2，且任一邊長不應(yīng)大于25 mm。

（3）聲束軸線水平偏離角應(yīng)不大于2°。

1.2 儀器性能

（1）系統(tǒng)有效靈敏度必須大于評定靈敏度10 dB以上。

（2）探傷儀、探頭以及系統(tǒng)性能，需要按照規(guī)定時(shí)間檢查一次。檢查項(xiàng)目及檢查周期見表1。

表1 斜探頭及系統(tǒng)性能檢查周期

1.3 試塊

根據(jù)現(xiàn)有鋼管塔管體壁厚，對比試塊選用RB-1，適用于8～25 mm壁厚檢測。

2 檢驗(yàn)等級及方法

2.1 檢驗(yàn)等級

根據(jù)質(zhì)量要求，檢驗(yàn)等級分為A、B、C三級，檢驗(yàn)的完善程度A級最低、B級一般、C級最高，檢驗(yàn)工作的難度系數(shù)按A、B、C順序逐級增高，應(yīng)按照工件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、焊接方法、使用條件及承受載荷的不同，合理選用檢驗(yàn)級別。檢驗(yàn)等級應(yīng)按產(chǎn)品技術(shù)條件和有關(guān)規(guī)定選擇，或者經(jīng)鋼管塔產(chǎn)品購銷合同雙方協(xié)商選定。

特高壓鋼管塔焊縫均要求達(dá)到一級，選用B級作為檢驗(yàn)等級。

2.2 探傷面

根據(jù)國家電網(wǎng)公司對特高壓鋼管塔一級焊縫的要求，選用雙面雙側(cè)法進(jìn)行探傷，如圖1所示。

2.3 檢測區(qū)域

檢驗(yàn)區(qū)域的寬度應(yīng)是焊縫本身再加上焊縫兩側(cè)各相當(dāng)于母材厚度30%的一段區(qū)域，這個(gè)區(qū)域最小10 mm，最大20 mm。

2.4 探傷面處理

探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其它外部雜質(zhì)，探傷表面應(yīng)平整光滑，便于探頭的自由掃查，其表面粗糙度Ra＜6.3 μm，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行打磨。

對于去除余高的焊縫，應(yīng)將余高打磨到與鄰近母材平齊。保留余高的焊縫，如焊縫表面有咬邊、較大的隆起和凹陷等，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男弈?，并作圓滑過渡，以免影響檢驗(yàn)結(jié)果的評定。

2.5 距離波幅曲線(DAC)的繪制

距離-波幅曲線由選用的儀器、探頭系統(tǒng)在對比試塊上的實(shí)測數(shù)據(jù)繪成，曲線由判廢線RL、定量線SL和評定線EL組成。評定線以上至定量線以下為I區(qū)(弱信號(hào)評定區(qū))，定量線至判廢線以下為II區(qū)(長度評定區(qū))，判廢線及以上區(qū)域?yàn)镮II區(qū)(判廢區(qū))。

根據(jù)國家電網(wǎng)公司對特高壓鋼管塔一級焊縫的要求，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為：判廢線DAC-4 dB；定量線DAC-10 dB；評定線 DAC-16 dB。

2.6 檢測

無損檢測探傷人員應(yīng)了解受檢工件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、曲率、厚度、焊接方法、焊縫種類、坡口形式、焊縫余高及背面襯墊、溝槽等情況，探傷靈敏度不低于評定線靈敏度，掃查速度不大于150 mm/s，相鄰兩次探頭移動(dòng)間隔保證至少有探頭寬度10%的重疊。為探測縱向缺陷，斜探頭垂直于焊縫中心線放置在探傷面上，作鋸齒型掃查。探頭前后移動(dòng)的范圍應(yīng)保證掃查到全部焊縫截面及焊縫熱影響區(qū)，在保持探頭垂直焊縫作前后移動(dòng)的同時(shí)，還應(yīng)作10°～15°的左右轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.7 檢測結(jié)果

最大放射波幅位于II區(qū)的缺陷，根據(jù)缺陷指示長度按表2的規(guī)定予以評級。

最大反射波幅不超過評定線的缺陷，均評為1級。

最大反射波幅超過評定線的缺陷，檢驗(yàn)者判定為裂紋等危害性缺陷時(shí)，無論其波幅和尺寸如何，均評定為Ⅳ級。

反射波幅位于Ⅰ區(qū)的非裂紋性缺陷，均評為Ⅰ級。

反射波幅位于Ⅲ區(qū)的缺陷，無論其指示長度如何，均評定為Ⅳ級。

不合格的缺陷，應(yīng)予返修，修補(bǔ)后，返修部位及補(bǔ)

焊受影響的區(qū)域，應(yīng)按原探傷條件進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。

2.8 記錄與報(bào)告

檢驗(yàn)記錄主要內(nèi)容包括:工件名稱、編號(hào)、焊縫編號(hào)、坡口形式、焊縫種類、母材材質(zhì)、規(guī)格、表面情況、探傷方法、檢驗(yàn)規(guī)程、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、所使用的儀器、探頭、耦合劑、試塊、掃描比例、探傷靈敏度、所發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)缺陷及評定記錄、檢驗(yàn)人員及檢驗(yàn)日期等。反射波幅位于Ⅱ區(qū)，其指示長度小于表2的缺陷也應(yīng)予記錄。

檢驗(yàn)報(bào)告主要內(nèi)容包括:工件名稱、合同號(hào)、編號(hào)、探傷方法、探傷部位示意圖、檢驗(yàn)范圍、探傷比例驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、缺陷情況、返修情況、探傷結(jié)論、檢驗(yàn)人員及審核人員簽字等，檢驗(yàn)記錄和報(bào)告應(yīng)至少保存7年。

表2 缺陷等級分類

3 結(jié)束語

本探傷工藝方法經(jīng)“皖電東送”特高壓工程鋼管塔的實(shí)踐驗(yàn)證，能實(shí)現(xiàn)一級焊縫無損檢測質(zhì)量的可控和能控。只要控制好檢測工藝技巧，在檢測設(shè)備正常工作的情況下，錯(cuò)檢率為零，因此，該方法值得在鋼管塔產(chǎn)品或同類型產(chǎn)品焊接質(zhì)量檢測中推廣應(yīng)用

［1］ 宋天民.無損檢測新技術(shù)［M］.北京:石油化工出版社,2012.

［2］ 張俊哲.無損檢測技術(shù)及其應(yīng)用［M］.北京：科學(xué)出版社，2010.

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