T91钢小径管超声波探伤工艺研究解析.ppt

T91钢小径管超声波探伤工艺研究 河北省电力研究院 牛晓光 T91钢简介 T91/P91钢属于改良型9Cr-1Mo高强度马氏体耐热钢 具有较高的抗氧化性能和抗高温腐蚀性能 良好的冲击韧性、高而又稳定的持久及热强性能 优良的导热系数和较小的膨胀系数 在使用温度低于620℃时该钢的许用应力高于奥氏体不锈钢 T91钢焊接接头检验存在的问题 T91钢合金元素含量高，淬硬倾向大，焊缝有很大冷裂纹倾向，焊接性能差。如焊接工艺不当如焊前不预热和预热温度过低极易产生冷裂纹。 由于T91钢焊缝熔敷金属溶液粘度大、流动性差，在低参数施焊过程中易产生未熔合、未焊透等危害性较大的缺陷。 探伤时存在的问题 5MM/G102 5MM/T91 原因分析 我们初步分析造成缺陷定位误差的主要原因是探头的K值发生了变化 Sinα/CL=Sinβ1/ C1=sinβ2/C2 T91钢的声速与G102钢的声速存在差异 T91钢声速的计算及测定 理论值 实测值 T91钢声速的计算及测定 在纵波情况下： CL=［E/ρ×(1-μ)/(1+μ)(1-2μ)］1/2 在横波情况下： CT=［E/ρ×1/2(1+μ)］1/2 式(2)、(3)中： E----弹性模量 ρ---介质密度 μ---泊松比 T91钢声速的计算及测定 从相关资料查得T91钢室温下： E=2.20×105MPａ ρ=7.78t/M3 μ=0.29 结论：CL=6087.39M/s CT=3310.64M/s T91钢声速的计算及测定 T91实际声速的测定 依据JB/T7522-94《材料超声速度的测量方法》，采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，通过与已知声速的对比试块的比较，求得T91材料的声速。 测量方法：多次底波法测定。 T91钢声速的计算及测定 T91钢声速测量结果： T91钢声速的计算及测定 #1号样CL=6110m/s, #2号样CL=6120m/s 参照纵波理论计算与实测值比较的结果，横波声速在计算时可取理论计算值为3310.64M/s。 T91钢声速的计算及测定 T91材料的声速结果我们可以看出，T91钢的声速的分散度很小，纵波声速在6076-6126 m/s范围内，横波声速在3300-3328 m/s范围内，声速值与理论计算值都很接近，从而可以确定T91钢的纵波声速平均值为6090M/s,横波声速平均值为3310.64M/s。 声速对K值的影响 Sinα/CL=Sinβ普/ C普=sinβT91/CT91 CT91=3310 m/s C普=3230 m/s。 折射角为68度的探头，该探头在T91钢中的折射角变为： βT91=71.8度 在普通合金钢中K值为K2.5的探头，该探头在T91钢中的K值为K3 声速对超声波探伤的影响 表3 声速对缺陷定位的影响 由于T91与普通低合金的声速的差异，导致同一探头在检测该二种材料时，其K值发生了变化，因此在普通试块上调整好扫描速度后，去探测T91钢同深度缺陷时，使深度、水平指示均发生了变化。 声速对缺陷定位的影响 根据超声波探伤仪原理，缺陷反射波在示波屏上横轴上反映的实质是声波传播时间。也就是说超声波探伤仪示波屏横轴上τ值实质代表的是声波传播时间 声速对缺陷定位的影响 示意图 声速对缺陷定位的影响 声速增大 》τ值减小 声速增大 》k增大 》传播距离增大 》 τ值增大 声速对缺陷定位的影响 t91 =2H/(cosβT91 CT91) t合 =2H/(cosβ合 C合) t91/ t合=(cosβ合 C合)/ (cosβT91 CT91) 声速对缺陷定位的影响 τ91/τ合=1.17 如果时基扫描比例是按深度调整的，K值为2.5的斜探头在普低钢试块上调整好扫描速度后探测T91钢，深度显示是实际深度的1.17倍,对于5mm深的缺陷显示为5x1.17=5.85mm,约等于5.9mm。 试块材料的选用 为了准确调整扫描速度、缺陷定位和定性，必须选用同材质或与T91声速相同的材料制作对比试块。 * *