探傷實例-利用射線檢測確定缺陷(裂紋)深度的探究
1.問題的提出
因工作需要對N08810進行無損檢測,之前用TOFD對焊接試驗試板及工藝評定試板進行了檢測,基本未發現超標缺陷。
本次針對44mm厚,N08810焊縫進行了射線拍片檢測,共拍17張底片,發現5張有裂紋。
其中產品試板拍了一張,同樣發現裂紋。
焊縫坡口形式如上圖,a1=a2=50°,板厚h=44,h1=16。
由于N08810屬于奧氏體不銹鋼,晶粒較為粗大,所以普通橫波斜探頭超聲檢測不適用。
分別采用國產中科創新HS800和進口以色列Isonic2007 TOFD檢測設備對發現裂紋處進行檢測,什么也沒有發現。
HS800采用了5M fai6 63°探頭對以及3.5M fai10 55°探頭對,雙通道進行掃查,未發現缺陷信號;
Isonic 2007 采用5M fai6 60°探頭對同樣未發現缺陷信號;
按書上說,奧氏體不銹鋼,采用斜射橫波檢測不適用,但是采用CSK-3A(由于沒有奧氏體不銹鋼焊縫試塊)試塊調節橫波斜探頭對射線檢測出的裂紋進行檢測,卻發現一非常小的疑似裂紋缺陷反射波,波幅在評定線之下,深度33.4。
雖然斜射橫波信噪比不是很高,但是至少能將缺陷信號與噪聲區分開來。
2.思考和分析
我公司現有的TOFD檢測工藝對該焊縫裂紋看來是不適用。
但是,不知道用2.5M fai6-fai10 45°斜楔塊tofd檢測工藝是否能發現?相控陣是否會有效?
我公司焊接工程師,提出利用裂紋影像距離熔合線的長度L,利用坡口角度確定裂紋深度的辦法,估算裂紋實際深度。
受此啟發得到如下公式:
裂紋最大深度h=L/tg(a1/2)
L為裂紋影像距離熔合線的長度
利用超聲發現的疑似裂紋反射波進行反向計算,得到的長度l的與在底片上用尺子量的結果非常一致。
難道是巧合?
3.利用該方法對缺陷定深基于如下假設
裂紋缺陷一般不會在母材當中出現,焊接坡口嚴格按照WPS加工而成。同時,在蓋面時,會使得熔合線向母材側偏移2mm左右,這會給計算帶來一定的誤差。
計算的深度,是缺陷最大可能深度,主要是無法定深時,方便焊工進行返修。
如果不知道深度信息,將會對缺陷處整個焊縫進行打磨或者銑掉,工作量驚人,而且修補后,更容易出現裂紋。
一般采用焊好1/3或2/3先拍一張片子,合格后再焊接剩下的焊縫,這樣返修比較有目標一些。但是加大了無損檢測的次數和導致了增加了探傷成本。
該焊縫為碟形封頭拼焊縫,平板焊接后,需外協沖壓壓制成型。
壓制之前,需要打磨焊縫余高。在打磨余高過后,距離焊縫熔合線15mm左右,著色檢測發現斷續小裂紋,返修過后,重新著色原缺陷處無顯示,但是在距離熔合線15mm其它位置,PT檢測又出現小裂紋,深度與第一次發現的裂紋差不多,大概5-7mm深,重新觀看第一次、第二次拍的底片,底片無顯示。
后來將該處斷續裂紋打磨連通,發現至少400mm長全部是裂紋,并且在該焊縫正反面都有,位置大抵上距離某一熔合線15mm附近。
4.產生的疑點
第一,該材料射線檢測是否有細微裂紋漏檢的可能?
第二,該材料著色檢測出的裂紋,應該是連通的,隨著應力釋放,逐漸開裂?
第三,著色檢測時,未出現裂紋顯示,且處于裂紋斷續處是否存在淬硬組織?裂紋產生的原因是什么?
據焊接指導老師分析,可能由于焊工在夜班接班操作的時候,更改了焊接參數,調大了焊接電流,降低了焊接速速,使得本來四道焊縫蓋面,變成三道焊縫蓋面。
裂紋出現的位置處于最后一道蓋面與上一道蓋面焊縫重疊區域,裂紋深度為距表面8-10mm處,產生于最后一層焊接深度范圍內,從反面測量應該就在34mm左右。
這種新材料焊接需要嚴格控制焊接參數,需要了解材料的焊接性能。
希望有焊接過N08810的焊工和對該材料進行檢測過的檢測人員參與分析和討論
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