5Ni钢焊缝超声波检测异常反射波分析（5篇）

第一篇：5Ni钢焊缝超声波检测异常反射波分析

5Ni钢焊缝超声波检测异常反射波分析

孙宝民 陆凯

【摘要】某厂5Ni钢大规模焊接产品，验收超声波探伤检测时发现在焊缝熔合线与钢材厚度方向偏中心位置，断断续续有异常回波产生，并且回波峰值超常。验收部门验收不合格，引发大批产品不合格，产生纠纷。针对该现象，采取宏观检查，金相观察，能谱分析等方法进行分析。结果表明，因焊接施工操作不当，使焊材熔敷金属与5Ni钢在熔融时冷却的时间产生异样，导致焊缝内局部区域存在母材金属，隔离了焊缝的连续性，在超声波探伤时产生了声阻抗反射波现象。关键词：5Ni钢；焊接缺陷；金相分析；能谱分析 1.概述 随着天然气（LNG）在全球消耗量的持续增长导致开采量井喷式急剧增长，国内外相续不断建造大型LNG储存设施。目前大型低温储罐和压力容器中镍钢基本取代了Ni-Gr不锈钢成为建设LNG低温储罐的主要材料，有效的焊接对于LNG储罐的安全和可靠性是非常关键的，而焊缝的检测则是保证焊缝质量的关键。本文所述的超声波探伤在焊缝区域有异常回波现象的焊接接头是某型号液罐上使用的X12Ni5钢板的对接接头。在施焊完毕后，接头经100%超声探伤（UT）及射线探伤（RT），发现焊接试板在超声波探伤时，有异常反射波且均超标，但经X光射线拍片底片未发现任何缺陷，且该现象为陆陆续续产生。通过在超声探伤有异常回波的位置采取宏观检查、金相观察、能谱分析等方法，分析了超声波探伤时产生回波的原因。5Ni钢焊接接头采用X形坡口，反面清根，双面焊。样品的形貌如图1所示，我们对图中焊缝标注异常区域进行了分析。2.焊接接头检测 图1 送检试样的宏观形貌 图2 低倍试样取样位置（1）宏观金相检测超声波探伤 根据超声波检测缺陷标识位置，截取焊缝低倍试样，焊缝低倍试样的取样位置如图2所示。每个焊接试样按图中标注的方向定义为上剖面和下剖面，a为上剖面，b为下剖面。试样经磨床磨光后，根据GB/T 226—1991标准进行冷酸侵蚀，试样的低倍组织形貌如图3~图7所示。根据GB/T 6417.1—2005标准对焊缝试面进行评定，所检试面焊缝与母材熔合良好，未见焊接缺陷。图3 1#试样上、下剖面焊缝低倍组织的宏观形貌 图5 3#试样上、下剖面焊缝低倍组织的宏观形貌（2）微观金相检测 分别按委托者提供的异常位置截取3#、4#金相试样，取样位置如图

8、图9所示。试样经镶嵌、磨抛、化学侵蚀后，置于显微镜下观察，3#试样的焊缝内可见与母材金属一致的显微组织，母材的显微组织形貌则存在偏析现象；4#试样的焊缝内可见与母材金属一致的显微组织，母材的显微组织形貌存在偏析现象（见图10~图17）。图4 2#试样上、下剖面焊缝低倍组织的宏观形貌 图6 4#试样上、下剖面焊缝低倍组织的宏观形貌 图7 5#试样上、下剖面焊缝低倍组织的宏观形貌 图8 3#金相试样的取样位置 图9 4#金相试样的取样位置 图10 3#试样焊缝区域剖面侵蚀态形貌 图11 3#试样焊缝区域剖面侵蚀态形貌 图12 3#试样基体的显微组织 图13 3#试样的焊缝显微组织 图14 4#试样焊缝区域剖面侵蚀态形貌 图15 4#试样焊缝区域剖面侵蚀态形貌 图16 4#试样基体显微组织形貌 图17 4#试样焊缝显微组织（3）能谱分析 将3#、4#金相试样置于扫描电镜下观察，对焊缝、母材以及焊缝内异常组织进行元素定性及半定量分析，能谱分析结果如附表所示。能谱分析结果注：该表只显示质量分数。元素 3#焊缝母材异常焊缝母材异常3#3#4#4#4#Si 0.68 0.19 0.45 0.62 0.36 0.47 Mo 2.07— —1.97— —Cr 18.82— —17.55— 0.63 Mn 4.2 0.58 0.79 3.68 0.61 0.65 Fe 57.10 95.05 94.01 61.99 94.65 93.93 Ni 17.13 4.17 4.75 14.18 4.39 4.32 由此可见，3#试样的焊缝金属具有一定量的Cr元素及相当规模的Ni含量，而母材金属的Ni含量较焊缝金属Ni的含量低，只在4.0%~5.0%之间，而在焊缝中异常存在的金属组织的能谱分析结果与母材金属接近，4#试样与3#的分析结果一致。3.结语（1）截取探伤异常区域的焊接低倍试样，低倍组织未见焊接缺陷。（2）金相检测显示在焊缝内存在异常金属组织与母材金属显微组织一致的显微组织。（3）能谱分析结果表明，焊缝内异常组织所含元素与母材金属元素一致。综上可知，超声波探伤发现焊缝异常原因是焊缝内局部区域存在母材金属，隔离了焊缝的连续性，在超声波探伤时产生了声阻抗反射波现象。参考文献： [1] 张文钺.焊接物理冶金[M].天津：天津大学出版社，1991.[2] 陶达天.金相检测实例[M].北京：机械工业出版社，1993.[3] 杨川，等.金属材料零部件失效分析[M].北京：国防工业出版社，2012.作者简介：孙宝民、陆凯，上海船舶工艺研究所。

第二篇：钢箱梁焊缝无损检测技术应用[范文]

钢箱梁焊缝无损检测技术应用

姜银峰

(宁夏机械研究院股份有限公司，宁夏，银川，750011)摘要：钢箱梁(钢板箱型梁)，是由顶板、底板、腹板、横隔板和肋板等通过全焊接方式连接,是大跨径桥常用的结构形式。因其涉及领域的特殊性所以对焊缝焊接质量要求很高，执行的设计验收规范将超声、射线和磁粉的优势联合运用其中，无损检测方法优势的综合应用，确保了钢箱梁的焊接质量。

关键词：钢箱梁；对接焊缝；角焊缝；超声波检验；磁粉检验；射线检验；

Application of nondestructive inspection technique for welded seam

of steel box girder

Jiang Yin-feng(Ningxia machinery research institude co.ltd, Ningxia, Yinchuan 750011)Abstract：Steel box girder consist of the top plate , the bottom plate, web , diaphragm and rib by welding connection,.It is the common structure of large span bridge.Because it involves special professional fields, it requires high welding quality.The executive design specifications specified the test methods with using ultrasonic testing, magnetic particle testing and radiographic testing and it ensures the quality of welding.Key words：Steel box girder;butt weld;fillet weld;ultrasonic inspection;magnetic particle inspection;radiographic examination;

1．概述

钢箱梁具有自重轻、施工迅速、环境影响小、造价成本低和造型美观等优势，是大跨桥梁的理想桥型。近几年来被广泛用于各种城市基础设施建设中，因此钢箱梁的焊缝质量检验的工艺科学性是迫切解决的问题。近几年我公司检测区内外数十座桥梁，本文以滨河黄河大桥检验为实例，JTJ 41-2000《公路桥涵施工技术规范》为技术要求，阐述钢箱梁检验经验供大家参考。

钢桥主体结构所采用的钢材主要是碳素钢和低合金钢，具有良好的可焊性，通过一定得焊接工艺能形成优质的焊接接头。由于施工环境的不同造成了工艺的多样性，不同的施工工艺对无损检测的人员水平也是不小的考验。

根据规范和图纸要求，各种焊缝受力和设计要求不同，检验方式也各有不同，顶板、底板、腹板对接焊缝需做超声波和射线探伤，腹板与顶底板角焊缝需做超声波和磁粉检验，翼板角焊缝需做超声波检

验。对接焊缝按照100%比例进行超声波检验，应符合GB/T 11345标准评定等级Ⅰ级的要求，角焊缝按照100%比例进行超声波检验，应符合GB/T 11345标准评定等级Ⅱ级的要求；对接焊缝按照10～25%比例进行射线检验，应符合GB/T3323标准评定等级Ⅱ级要求；腹板与顶底板角焊缝为主体框架受力焊缝，应加检15～100%比例的磁粉检验，并符合JB/T 6061标准评定等级Ⅱ级要求。(见图1)

图1

焊接完毕后，所有焊缝必须进行外观检查，不得有裂纹、未融合、夹渣、未填满弧坑等目视可见缺陷，外观检查合格后，应在24h后进行无损检验。

2．超声波检验

选用设备CTS-9003进行超声波检验，设备必须要在检定周期内，每次进行检验前应对距离波幅曲线进行调节或校准，一切满足标准要求后方可进行检验，每次检验时间超过4h后必须再进行调试和校准曲线。距离波幅曲线的灵敏度调节应符合图2

图2 探伤时，扫查速度应不大于150mm/s，相邻移动间隔保证至少有探头宽度10%的重叠，对接焊缝应采用检验等级为B级单面双侧进行检验,发现疑似缺陷选用两种不同K值得斜探头进行判定,以避免误判给生产带来损失如图3。由于角焊缝本身结构类型特殊,应采用检验等级为B级双面单侧进行检验，如发现疑似缺陷可以用直探头在焊缝背部进行复查，应根据具体的检测参数和焊缝工艺判定是否为缺陷如图4。

图3

图4 超声检测焊缝内部质量时，对于判断为裂纹、未融合、未焊透等危害性缺陷，直接判定为不合格；对于单个缺陷和多个缺陷，应满足表3的评定要求，其他技术

要求可按现行GB11345标准执行，缺陷的指示长度可用半波法来测定见图5。有些伪缺陷对于检验经验少的人员可能就会造成误判影响施工方的工期，比如焊接电流过大会使得钢板过烧，由于温度过高会让晶粒组织发生变化使得产生缺陷波，如果没有射线的加以验证，就会错判，对于缺陷如果条件可能建议大家拍片验证，可以让检验人员感官得到认识，经验加强。

图5

3．射线检验

X射线对人体健康造成极大危害，无论使用何种射线装置，应具备必要的防护措施，避免人身造成损害。选用定向X射线机B级透照技术进行检测，由于夜间人员流动不频繁，所以拍片时间宜选在夜间最为合适。检测前先进行训机，再进行射线检验，由于现场焊缝长度较长焊缝肋板隔板较多，为了不让胶片位置摆错，图示标注清晰明了，拉线进行准确定位。

缺陷的焦距查询诺模图，制作一个固定拍片架子更为合适，便于检测方便，射线检验示意图见图6。

图6

胶片冲洗前要进行一段时间光改变的适应过程，由于现场洗片环境远远比不上实验室，进行冲洗胶片时候不能一味的参考理论显影和定影时间，显影三至四分钟后拿出来对着斜对着红光灯看焊缝的清晰程度，如果焊缝区发白继续显影，显影期间不间断捞出查看可避免胶片黑度和其它技术条件不达标，冲洗胶片的合格率会明显提高，不至于前功尽弃。

4．磁粉检验

由于现场施工条件限制，角焊缝一般采用二氧化碳气体保护焊进行焊接，再加上焊接应力释放不出容易表面微小裂纹，所以磁粉检验非常有必要，施工技术要求弥补了检验规范的不足。

被检区域应无氧化皮、机油、油脂、焊接飞溅、污物、厚实或松散的油漆和任何能影响检测灵敏度的外来杂物，必要时可用砂纸或局部打磨来改善表面状况，以便准确解释显示，任何清理或表面准备都不应影响磁粉显示的形成。检验采用LKCD系列便携式磁粉探伤仪(如图7)非荧光连续磁轭法进行检验，选用MT-BW黑水磁悬液。工件做好检查准备后，首先应该用C型试片进行灵敏度测试，检验条件符合要求方可进行检验，在磁化前和磁化的同时立即通过喷洒施加检测介质，用磁悬液时，应在工件上保持磁场直至大多数磁悬液从焊缝表面流走，这样可防止显示被冲走。磁轭之间间距至少为75mm如图8

图7

图8 对缺欠所规定的验收水平相当于评定等级如图9，不应考虑低于该水平的显示。

对于可能掩盖相关显示的伪显示宜修整检测表面，缺陷的显示用透明胶带进行粘贴，作为缺陷记录显示。

图9

5．结束语

无损检验在钢箱梁上的运用是否合理关

乎到桥梁的质量好坏，一个检验员的责任心和态度决定检验含金量，检验水平的提高在于不断的钻研。随着西部大开发的战略实施，我坚信会有更多质量过硬钢箱梁屹立在我们的生活当中。

参考文献：

[1]JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范 [2]JB/T 6061-2007 无损检测 焊缝磁粉检测

[3]GB/T 11345-1989 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级

[4]GB/T 3323-2005 金属熔化焊焊接接头射线照相 [5]林树青 郑晖．超声检测(第2版)[M]．中国劳动社会保障出版社，2007年4月1日

[6]强天鹏．射线检测(第2版)[M]．中国劳动社会保障出版社，2007年4月1日

[7]宋地哲．磁粉检测(第2版)[M]．中国劳动社会保障出版社，2007年4月1日

作者简介：

姜银峰(1986-)，男，宁夏银川人，宁夏机械研究院股份有限公司，工程师，电话：***，电子邮箱：nxjxndt@163.com