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1作者简介：辛永泉，男，1955年出生，河北安新王家寨（乡）村，驻厂室主任，大学本科，高级工程师，主要研究检验与检测。封头与筒体组对B类焊接接头超声波检测辛永泉,齐文浩,郑康宁（保定市特种设备监督检验所，保定市071000）摘要：分析特种设备制造行业无损检测现状，存在的问题；制作典型人工焊接缺陷，包括裂纹、未熔合、未焊透及条状夹渣等缺陷。对试件进行100%射线检测，确定缺陷性质、大小和位置；用K2.0超声波探头在筒体侧进行检测；用不同K值的探头（K1.5、K2.0和K2.5）在封头侧分别进行检测。对两种缺陷评定方式的结果进行对比分析，确定超声波探伤应采取的方案。关键词：裂纹；未熔合；未焊透；射线检测；超声波检测中图分类号：TG115.28文献标志码：A文章编号：HeadandshellofBtypeofWeldultrasonicTestingYongquanXin,WenhaoQi,KangningZheng（ThespecialequipmentsupervisionandinspectionstationofBaodingcity,Baodingcity071000）Abstract:Analysisthestatusquoofnondestructivetestingofspecialequipmentmanufacturingindustry,andtheexistingproblemsofit;Maketypicalartificialwelddefects,thedefectssuchascracks,lackoffusion,lackofpenetrationandstripslaginclusion.100%radiographictestingwascarriedoutonthespecimen,determinethedefectsnature,sizeandlocation.UseK2.0ultrasonicprobetestingthesideofshell.WithdifferentKvalueprobe(K1.5,K2.0andK2.5)respectivelyfortestingagainstthesideofshellcover.Throughanalysestheresultsoftwokindsofdefectassessmentmethods,todeterminetheultrasonictestingschemeshouldbetaken.Keywords:crack;lackoffusion;lackofpenetration;raytesting;ultrasonictesting1目前特种设备无损检测现状和存在的问题根据《压力容器安全技术监监察规程》第86条“压力容器壁厚小于等于38mm时，其对接接头应采用射线检测；……”的规定[1]，无损检测对A、B类焊接接头均采用X射线检测。其成本较高，效率低，现场检测条件要求严格，而且具有一定的危险性。有些危害性缺陷不易检出（如坡口边沿未熔合、未焊透等）。2根据新规程《固定式压力容器安全技术监察规程》第4.5.3.1条规定“压力容器的对接接头应当采用射线检测或者超声检测，超声检测包括衍射时差法超声检测（TOFD）、可记录的脉冲反射法超声检测和不可记录的脉冲反射法超声检测；当采用不可记录的脉冲反射法超声检测时，应当采用射线检测或者衍射时差法超声检测作为附加局部检测”[2]。如采用衍射时差法超声检测（TOFD）国内刚刚开始，设备和技术人员没有普及，许多场合不具备检测条件(比如封头与筒体组对的B类对接接头)。虽然超声波检测在国内有几十年的历史，技术比较成熟，专业无损检测技术人员较普及，但是超声波无损检测封头与筒体组对的B类对接接头，封头侧的探头移动区不满足JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》第5.1.4.1条大于等于“2.5KT”的规定，加上X射线检测习惯因素和监管部门没有标准可依，基本上没有采用超声波检测[3]。在监督检验工作中，经常发现由于无损检测人员水平所限和X射线检测灵敏度的影响，有许多危害性焊接缺陷没有检出。如：自动焊纵焊缝端部裂纹（校圆所致）、气体保护焊和手工电弧焊的坡口未熔合（大部分评为表面缺陷）等。有些为错判，如：X射线探伤检测判为裂纹，其实为静电感光。2制作典型人工焊接缺陷采用φ1000×10的筒体与封头进行组对。用各种不同的焊接方法进行组对焊接，制作人工典型焊接缺陷。2.1裂纹的制作取300mm的焊接部位，两侧各100mm采用正常的焊条电弧双面焊。中间100mm不焊接，开单面“V”坡口，直边高度2mm，坡口间隙5～6mm。采用氩弧焊打底焊接第一遍，用气焊加热、焊接后喷水冷却的方法，依靠热胀冷缩的内应力使其产生裂纹。用此方法连续进行三次，使裂纹扩展。正面进行焊条电弧焊，背面清根打磨氩弧焊封底[4]。2.2封头侧坡口边沿未熔合的制作在封头坡口处开20mm长，深3mm与坡口角度相同的槽，用18×8×3mm与封头相同材料的薄片贴于开槽处，周围采用氩弧焊封焊，然后打磨成与其它部位的坡口平齐。用钢印确定其位置（X射线很难检出）。然后进行双面焊条电弧焊。用相同的方法可以制作出筒体侧坡口边沿未熔合。2.3单面焊根部未熔合的制作焊接部位组对间隙4mm，直边高度2mm，采用氩弧焊打底焊条电弧焊，对制作根部未熔合部位长20mm处，偏离中心2mm进行焊接。其它部位进行正常的焊接。偏离中心的另一侧就形3成根部未熔合。2.4气孔和条状夹渣的制作在合格的焊接接头表面，用角向砂轮机打磨出50×6×4mm的沟槽，在沟槽中加入小件铸铁（铸铁件的大小与根据要制作的条状夹渣尺寸相同）。用氩弧焊熔化小铸铁件，然后进行正常的焊条电弧焊。利用铸铁含碳量高、杂质多和熔化过程中易产生飞溅的特性，在熔化中形成气孔和夹渣。2.5未焊透的制作增加坡口直边高度，坡口组对间隙为“0”，并减小焊接电流，可制造各种未焊透。用钢印确定其位置（X射线检出角过大时很难发现）。3X射线检测对带有人工典型焊接缺陷的B类焊接接头进行100%射线检测，按JB/T4730.2-2005《承压设备无损检测》进行评定。把发现的焊接缺陷性质、大小和位置用钢印标记在试件上。以便在超声波检测中对比各类典型焊接缺陷的反射波形。带有典型焊接缺陷的的试件可按缺陷的类型分别制作成小件。在实际的超声波检测中，可作为对比试块，用来辅助判断缺陷性质。4对带有人工典型焊接缺陷环缝进行100%超声波检测4.1超声波检测设备和检测工艺采用HS600C型数字超声波探伤仪机，按K1.5、K2和K2.5探头分别制作“距离—波幅曲线”。对整条焊接接头进行超声波检测。按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》的规定进行缺陷评定。检测方法：用K2的探头对环缝筒体侧进行检测；用K1.5、K2和K2.5三种探头对环缝封头侧分别检测。记录起始波、缺陷最高波位置、伪缺陷波等波形，并测量反射波测量长度。4.2底片评定缺陷和超声波评定缺陷进行对比分析通过上述射线检测和超声波检测，典型焊接缺陷位置基本相同，两种检测方法对人工典型缺陷筒体侧坡口边沿未熔合、封头侧坡口边沿未熔合、筒体侧根部未熔合、封头侧根部未熔合、根部裂纹、封头侧夹渣、气孔、较长裂纹及未焊透缺陷的检测结果对比见表1～表9（以纵缝为基准向右测量确定缺陷最高波位置）。表1筒体侧坡口边沿未熔合射线和超声检测结果对比Table1Comparisonoftestresultsaboutthelackoffusionrayandultrasonicinthesidegrooveofshell射线检测超声检测位置筒体侧（K2）封头侧（K1.5）封头侧（K2）封头侧（K2.5）未发现缺陷最高波位置367mm370mm370mm367mm所在区(db)ⅢⅢⅢⅢ最大反射波幅(db)+16.7+11.1+11.9+15.94缺陷指示长度25mm21mm19mm21mm评定Ⅰ级结果ⅢⅢⅢⅢ表2封头侧坡口边沿未熔合射线和超声检测结果对比Table2Comparisonoftestresultsaboutthelackoffusionrayandultrasonicinthesidegrooveofhead射线检测超声检测位置筒体侧（K2）封头侧（K1.5）封头侧（K2）封头侧（K2.5）表面损伤最高波位置656mm665mm665mm665mm所在区(db)ⅢⅢⅢⅢ最大反射波幅(db)+26+10.7+16.5+21缺陷指示长度24mm10mm23mm23mm评定Ⅰ级结果ⅢⅢⅢⅢ表3筒体侧根部未熔合射线和超声检测结果对比Table3Comparisonoftestresultsaboutthelackoffusionrayandultrasonicinthelateralrootofshell射线检测超声检测位置筒体侧（K2）封头侧（K1.5）封头侧（K2）封头侧（K2.5）根部未熔合16mm最高波位置995mm990mm995mm995mm所在区(db)ⅢⅡⅢⅢ最大反射波幅(db)+11.6+3.8+10.8+11.8缺陷指示长度19mm12mm15mm20mm评定Ⅳ级结果ⅢⅡⅢⅢ表4封头侧根部未熔合射线和超声检测结果对比Table4Comparisonoftestresultsaboutthelackoffusionrayandultrasonicinthelateralrootofhead射线检测超声检测位置筒体侧（K2）封头侧（K1.5）封头侧（K2）封头侧（K2.5）根部未熔合30mm最高波位置1207mm1205mm1197mm1197mm所在区(db)ⅢⅡⅢⅢ最大反射波幅(db)+9.5+3.4+9.0+15.2缺陷指示长度41mm12mm15mm40mm评定Ⅳ级结果ⅢⅡⅢⅢ表5根部裂纹射线和超声检测结果对比Table5Comparisonoftestresultsaboutthelackoffusionrayandultrasonicinrootcrack射线检测超声检测位置筒体侧（K2）封头侧（K1.5）封头侧（K2）封头侧（K2.5）根部裂纹10mm最高波位置2205mm2205mm2207mm2203mm所在区(db)ⅢⅠⅢⅢ最大反射波幅(db)+10.7-3.8+9.5+13.9测量长度11mm8mm9mm10mm评定Ⅳ级结果ⅢⅠⅢⅢ表6封头侧夹渣射线和超声检测结果对比Table6Comparisonoftestresultsaboutthelackoffusionrayandultrasonicinthesideslagofhead5射线检测超声检测位置筒体侧（K2）封头侧（K1.5）封头侧（K2）封头侧（K2.5）夹渣15mm最高波位置2800mm2800mm2795mm2796mm所在区(db)ⅢⅢⅢⅢ最大反射波幅(db)+9.6+7.4+7.7+11.6测量长度18mm10mm15mm15mm评定Ⅳ级结果ⅢⅢⅢⅢ表7气孔射线和超声检测结果对比Table7Comparisonoftestresultsaboutthelackoffusionrayandultrasonicofblowhole射线检测超声检测位置筒体侧（K2）封头侧（K1.5）封头侧（K2）封头侧（K2.5）气孔φ2×2最高波位置805mm803mm805mm805mm所在区(db)ⅡⅡⅡⅡ最大反射波幅(db)+5.5-5.3+5.9+3.8缺陷指示长度5mm5mm5mm5mm评定Ⅲ级结果ⅡⅡⅡⅡ表8较长裂纹射线和超声检测结果对比Table8Comparisonoftestresultsaboutthelackoffusionrayandultrasonicoflongcrack射线检测超声检测位置筒体侧（K2）封头侧（K1.5）封头侧（K2）封头侧（K2.5）中部裂纹82mm最高波位置2955mm2954mm2958mm2955mm所在区(db)ⅢⅢⅢⅢ最大反射波幅(db)+11.3