機(jī)械制造畢業(yè)論文范文
摘要：通過在發(fā)電廠的在役超聲波檢測(cè)的經(jīng)驗(yàn)積累，并根據(jù)對(duì)比試驗(yàn)，總結(jié)出一些非全焊透小口徑管座角焊縫超聲波檢測(cè)的方法。
關(guān)鍵詞：小口徑;焊縫;超聲波檢測(cè);試塊;集箱
1.小徑管座角焊縫超聲波檢測(cè)的技術(shù)要求
在焊縫產(chǎn)生的各種缺陷中，面積型缺陷的應(yīng)力集中程度要遠(yuǎn)大于體積型缺陷。因此要首先將裂紋、未焊透、未熔合等危險(xiǎn)性的面積型缺陷檢出并及時(shí)消除。這些面積型缺陷利用超聲波探傷時(shí)靈敏度比較高。角焊縫超聲波探傷技術(shù)的要求是所采用的工藝能使超聲波主聲束掃查到整個(gè)管座角焊縫截面，并能明顯區(qū)分缺陷波與結(jié)構(gòu)波，同時(shí)要求操作簡(jiǎn)便，易于現(xiàn)場(chǎng)使用。
2.小徑接管座角焊縫超聲波檢測(cè)探頭的選用分析
單純采用小徑管斜探頭從接管座一側(cè)對(duì)角焊縫進(jìn)行檢測(cè)， 存在部分漏檢區(qū);單純采用普通斜探頭從集箱一側(cè)對(duì)角焊縫進(jìn)行檢測(cè)也無法實(shí)現(xiàn)。在本次試驗(yàn)中，選用小角度縱波探頭和小徑管橫波斜探頭對(duì)小徑接管座角焊縫進(jìn)行綜合檢測(cè)。
由于受到集箱結(jié)構(gòu)影響，超聲波檢測(cè)只能在管座側(cè)以接管為檢驗(yàn)面進(jìn)行單側(cè)掃查，依據(jù)DL/T 820—2002 《管道焊接接頭超聲波檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，管壁厚度為 8～14 mm， 推薦折 射 角 為 63°～70°(對(duì)應(yīng)的K值分別為2和2.7)， 選取實(shí)測(cè) K 值為 2.7， 晶片尺寸準(zhǔn) 6 mm，頻率5 MHz， 探頭前沿為 5 mm 的斜探頭進(jìn)行檢測(cè)。 儀器選擇以色列生產(chǎn)的 ISONIC 2008，由于該儀器具有 B 掃描功能，對(duì)于顯示缺陷能夠進(jìn)行 B 掃描成像分析，便于缺陷記錄和分析，選用甘油為耦合劑，在小直徑管焊接接頭超聲波檢驗(yàn)專用試塊DL-1上制作準(zhǔn)1 mm孔 的DAC 曲線。
3.對(duì)比試塊的設(shè)計(jì)制作
3.1小角度縱波對(duì)比試塊的制作要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)
分別選取一定曲面、壁厚的材料模擬集箱管材，并在軸向及周向管座開孔部位制作 1 mm 和 2 mm深的切割槽模擬缺陷， 在對(duì)比試塊中間不同深度做!1 mm×6 mm 橫孔進(jìn)行靈敏度比較試驗(yàn)。
3.2小徑管與橫波斜探頭對(duì)比試塊制作要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)
用對(duì)比試塊的切割槽模擬不同深度的未焊透缺陷。該試塊分別切有 1 mm、1.6 mm、2 mm、3 mm、4mm、6 mm、8mm 深的水平線切割槽， 用以模擬管座。
側(cè)未焊透缺陷; 在 1.6 mm 線切割槽后集箱側(cè)焊縫熔合線位置分別切有 1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、6 mm深的切割槽， 模擬不同深度集箱側(cè)坡口未熔合缺陷。
4.檢測(cè)驗(yàn)證
某電廠燃煤鍋爐，機(jī)組累計(jì)運(yùn)行時(shí)間 10 萬小時(shí)以上。為了解鍋爐集箱管座角焊縫運(yùn)行情況，檢修期間，對(duì)水冷壁、低溫再熱器、省煤器、末級(jí)再熱器的集箱管座角焊縫進(jìn)行超聲波檢測(cè)，以Φ51×7 的小徑管座角焊縫檢測(cè)為例：小口徑管座角焊縫規(guī)格：小口徑管規(guī)格為Φ51×7mm，管座角焊縫寬度為 11mm，焊縫高度為8mm，集箱坡口深度為7mm。
4.1儀器、探頭
選用數(shù)字式 A 型脈沖反射式超聲探傷儀，探頭頻率為5MHz，探頭前沿長(zhǎng)度為5mm，晶片尺寸為6mm×6mm，折射角度選為56.3°的K1.5的橫波斜探頭。根據(jù)公式：
計(jì)算出最小折射角度為55°，所選探頭折射角度滿足檢測(cè)條件。
4.2 DAC曲線的制作
利用DL-1小口徑管專用超聲波檢測(cè)試塊上深度為8mm、15mm、20mm、25mm的Φ1mm的'長(zhǎng)橫孔來制作DAC曲線。由于非全焊透小口徑管座角焊縫的結(jié)構(gòu)特殊，小口徑管有一部分插入集箱本體，定量和判廢靈敏度的要求可適當(dāng)降低。
4.3反射信號(hào)的分析
檢測(cè)工作中，必須區(qū)分出焊縫的根部反射信號(hào)和缺陷反射信號(hào)。根據(jù)焊縫的結(jié)構(gòu)尺寸、探頭的位置、示波屏上探頭入射點(diǎn)到反射信號(hào)的水平距離、反射信號(hào)的深度，綜合判定該信號(hào)是否為焊縫根部反射信號(hào)或缺陷反射信號(hào)。根部反射信號(hào)的判定：先使探頭靠近焊縫，再向后拖動(dòng)探頭，示波屏上如果出現(xiàn)反射信號(hào)顯示，先根據(jù)反射信號(hào)的水平距離顯示，依據(jù)焊縫的尺寸，在工件上通過實(shí)際測(cè)量，判斷是否在根部位置;然后根據(jù)反射信號(hào)的深度，依據(jù)工件的厚度，判斷是否在根部位置，如果反射信號(hào)的水平距離、深度顯示都在焊縫根部位置，則可判定該信號(hào)為根部反射信號(hào)顯示。
缺陷反射信號(hào)的判定：繼續(xù)向后拖動(dòng)探頭，示波屏上根部反射信號(hào)的幅值降低。在根部反射信號(hào)以外如果出現(xiàn)反射信號(hào)顯示，則可初步判定為缺陷信號(hào)顯示。如果該反射信號(hào)的深度顯示大于或等于兩倍工件壁厚，且在焊縫范圍內(nèi)，水平距離顯示經(jīng)實(shí)際測(cè)量也在焊縫范圍內(nèi)，則可判定該反射信號(hào)為缺陷信號(hào)顯示。
4.4檢測(cè)結(jié)果
對(duì)缺陷管座經(jīng)過解剖檢查內(nèi)部均發(fā)現(xiàn)未熔合、夾渣、裂紋等缺陷，解剖結(jié)果與超聲檢驗(yàn)結(jié)果全符合，有效保證了鍋爐的焊接質(zhì)量及機(jī)組的安全運(yùn)行。
4.5結(jié)論
4.5.1角焊縫根部無余高只可見集箱殼體端角反射波，反射能量高，波形尖銳，根部有余高可見余高反射波與集箱殼體端角反射波，能量低于端角反射波。
4.5.2根部未完全焊透的反射波形明顯低于余高反射波形，集箱殼體端角反射波能量基本不變。
4.5.3對(duì)于根部完全未焊透結(jié)構(gòu)，集箱殼體端角反射波能量明顯降低，完全未焊透反射能量高于集箱殼體端角反射波能量。
5.結(jié)語
綜上，對(duì)非全焊透小口徑管座角焊縫的超聲波檢測(cè)，采用小晶片、短前沿、小折射角度的超聲波橫波斜探頭進(jìn)行檢測(cè)，可以有效的檢測(cè)出管座角焊縫內(nèi)部缺陷，達(dá)到檢測(cè)的目的，為目前非全焊透小口徑管座角焊縫內(nèi)部缺陷檢測(cè)的有效方法。
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