检验技术类有关论文范文例文,与水下焊接焊缝检验方法相关论文范文

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【摘 要】海洋石油设施水下构件焊接后检验,是对焊接质量的一种评定.结合国内外水下焊接检验技术的发展及应用现状,通过研究水下超声波探伤技术、交流磁场测量（ACFM）探伤技术等工作原理、特点和适用范围,以便于针对于不同位置的缺陷采用适合的探伤技术进行缺陷探伤检测.

【关 键 词】水下结构物超声波检测ACFM检测

1概述

随着海上石油工业的发展,许多海洋石油设施（包括各类平台、海底管道、海底电缆和特种船舶等）进入了设计寿命的中后期.在海洋的恶劣工况下,这些海上工程结构容易造成疲劳破坏、脆性断裂、应力腐蚀开裂等现象.为了保证海洋石油设施的结构安全,在对海洋工程结构进行安装与维修时,需进行大量水下焊接（湿法、局部干法、干法）,而对于形状复杂、尺寸较大的海洋工程结构物用干法焊接很难实现,本文主要研究适用于60米水深以浅的海洋工程水下湿法焊接后检验技术.

2水下焊接方式

在焊缝探伤中,既要求探伤人员具备熟练的探伤技术,还要求了解有关的焊接基本知识,如焊接接头型式,焊接坡口型式、焊接方法和焊接缺陷等.只有这样,探伤人员才能针对各种不同的焊缝,采用适当的探测方法,从而获得比较正确的探测结果.

（1）焊接过程；焊接过程实际上是一个冶炼和铸造过程,首先利用电能或其他形式的能产生高温使金属熔化,形成熔池,熔融金属在熔池中经过冶金反应后冷却,将两母材牢固地结合在一起.水下焊接常用手工电弧焊,此方法成本低,但是对操作人员及环境要求很高.（2）接头形式；焊接接头形式主要有对接、角接、搭接和T型接头等几种.（3）坡口形式；为保证两母材施焊后能完全熔合,焊前应把接合处的母材加工成一定的形状,这种加工后的形状称为坡面.（4）水下焊接常见缺陷；湿法焊接焊缝熔池冷却凝固快,海水中杂质及焊缝内的溶渣,焊接工艺等因素影响,容易产生气孔、夹渣、焊瘤、焊缝成形差、焊缝及热影响区氢致裂纹等缺陷.这些缺陷在设施服役中危害很大,降低焊缝截面强度,腐蚀后造成穿孔、泄漏,严重时可产生裂纹,导致设施断裂失效.

3水下焊接检验技术

3.1超声波检测法

超声波探伤技术是利用构件中的回声—弹性波的反射现象,来判定构件中缺陷的有无和位置埋藏深度,根据接收到的回声能量来估计缺陷的大小与规定的平底孔、横孔等标准缺陷相比较,再使用一些探测工艺上的技巧并根据生产工艺中易产生缺陷的规律和经验来推判缺陷的性质.

3.2不同焊接形式的超声波检测

（1）对接焊缝探伤；对于板厚较小的焊缝,可采用较高的频率；对于板厚较大,衰减明显的焊缝,应选用较低的频率.海洋石油设施水下对接焊缝多为单面,实际探伤时,可按表1选择斜探头K值.在条件允许的情况下.应尽量采用大K值探头,以便避免近场区探伤,提高定位定量精度.

探头在对接焊缝上扫查扫查时,波束轴线要垂直焊缝,相邻两次扫查要有10%的重叠,扫查速度不大于150mm/s.探伤中发现缺陷波以后,应根据示波屏上缺陷波的位置来确定缺陷在实际焊缝中的位置.

（2）管节点焊缝探伤；管节点焊缝的结构型式主要有T型、Y型和K型三种.Y型管节点焊缝结构不规则,主支管曲率半径小,坡口开在支管上,用手工焊接而成,如图1（b）焊缝内的缺陷有一定的规律性,多数缺陷结构出现在支管侧焊缝熔合区,且大多出现在焊缝根部及中部.因此一般以横波斜探头从支管上进行探伤为主,必要时可从主管上作辅助探伤.

实践证明,在Y型管节点焊缝探伤中,采用折射角β等于45°、60°、70°的斜探头较好,其中β等于70°的斜探头缺陷检出率最高.超声波有一定盲区,也不一定能发现内部缺陷,缺陷的取向不规则,表面缺陷更加难发现.对此,我们采用ACFM用以检测表面缺陷.

3.3ACFM检测技术

ACFM是一种能够精确测量金属表面缺陷的电磁场无损检测技术,是利用导电材料中的缺陷会改变电磁场的分布产生压电磁性效应,通过测量电磁场分布的变化,并和标准的理想缺陷所形成的电磁场进行比较,从而确定缺陷.若金属中有缺陷出现时,金属表面电场因集肤效应在试件上诱发出畸变的磁场,仪器探头迅即将检测出之讯号输到计算机作分析,得到磁场Bx和Bz分量变化,经软件运算后,可准确地将裂缝之正确位置、长度及深度显示出来.

ACFM技术适用于结构物表面缺陷的探测,检测速度快、精度高.裂纹大小深度测量,电子数据实时采集,图形显示缺陷探测过程.多种结构物情况可进行不同探头的操作,可以透过结构物表面金属或非金属涂层直接测量,结构物表面基本平滑即可,无需进行打磨涂层至金属表面.

4焊接构件质量评定

GBll345--89标准将焊缝质量分为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等四级,其中I级质量最高,Ⅳ级质量最低.具体分级规定如下：

Ⅳ级焊缝：（1）存在以下缺陷时评为Ⅳ级.（2）射波高位于Ⅲ区的缺陷者；（3）反射波超过评定线,检验人员判为裂纹等危害性缺陷者.

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I、Ⅱ、Ⅲ、级焊缝：（1）位于Ⅱ区的缺陷按表2评定起其级别；（2）位于I区的非危害性缺陷评为I级.

参考文献：