关于超声探伤发现层间弧坑裂纹的探讨袁如龙阮玉明肖俊（中国能源建设集团安徽电力建设第二工程公司）摘要 近年来，超超临界机组大量采用SA335-P92钢为电厂主蒸汽管道和再热段管道用钢在焊接检验中，超 声探伤发现了在层间焊道上有不超过判废线的反射针对这类缺陷，在超声探伤过程中对该类缺陷产生的位置、当 量大小、反射规律以及焊接的位置进行了分析和探讨，为确定缺陷性质提供了判别依据对层间弧坑裂纹的形成和 预防提供建议通过掌握SA335-P92钢接头层间弧坑热裂纹超声检验时的波形特点，以避免检验时发生漏判和误判关键词P92钢；层间弧坑裂纹；超声探伤；缺陷判定1引言在某电厂安装施工中，主蒸汽管道和再热热段管道所用的材质均是SA335-P92,施焊过程检查 中，UT检验发现在焊道中间，经常会出现小的反射，当量一般很小，在I区和II之间，偶尔会发现 达到判废线的当量，但稍一移动，立即消失，而旦要重新找到最大当量点很是不易，更换探头，尤 其角度变换后，出现的当量更是不一样，缺陷的长度很短，不超过5mm,如果按常规JB/T4730-2005 标准评判，属于点状缺陷，反射波幅不超判废线都应评定为I级合格电厂主蒸汽管道和再热热段 管道均属于高温高压部件，关系设备与人身安全，缺陷的存在对安全造成极大隐患。
为此需要对此 类缺陷进行深入研究图1 P92钢焊缝裂纹形貌"2 UT探伤基本情况说明苏州热工研究院对此类缺陷进行过研究，研究认为该缺陷是焊接时产生的层间弧坑裂纹，其形 貌如图1所示，缺陷产生的原因与焊接参数大、层间温度高、弧坑未填满等因素有关⑴为此，我 们对该电厂现场己经焊接和刚焊接完成的主蒸汽管焊口和再热热段焊口随意各抽5只焊I I （其中5G 焊口 5只，2G5只，现场的主蒸汽管道规格为0550X94mm和O377X65mm二种，工件材质为 SA335-P92；再热热段管道规格为中779X40mm，材质为SA335-P92）,按DL/T 820-2002标准进行超 声检验，检验说明及结果如下：我们按DL/T820-2002标准进行B级检测，按DL/T869-2012标准进行验收，检测灵敏度 03X4O-16dB,加上耦合补偿采用CTS-22型仪器，探头选用2.5P13X13 （K1）和（K2）二种，探 头前沿分别为9mm和lOinm,发现缺陷采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本抽查方式来观察 缺陷的动态波型缺陷记录分别见表1、表2表1主蒸汽管道探伤情况工件编号缺陷编号焊接位置实测厚度探测面缺陷距焊缝中心距离缺陷位 置缺陷深度缺 陷 长 度缺陷波幅(dB)质 量 级 别结 论ZQA-912GB+ 180225SL+2ZQA-2612GZQA-112GB-210-11485SL+6ZQA-I512GB-4127.55SL+3ZQB-1515G我们做的超声探伤结果与施工方当时做的在定位和定量上略有差异，因为施工方在调试灵敏度 时用的试块材质是碳钢的，而我们采用了 SA335-P91的材质做的RB-3试块，由于超声波的传播速度 与介质的特性有关,碳钢和P92的波速有些差别，因我们当时没有P92材质做的试块，而P91和P92 超声波传播波速上相差不多，检验中在定位和定量上能减少产生的误差。
表2再热热段管道探伤情况工件编号缺陷编号焊接位置实测厚度探测面缺陷距 焊缝中 心距离缺陷位置缺 陷 深 度缺 陷 长 度缺陷波幅(dB)质 量 级 别结 论RDA-2315GA+20205SL+1RDA-2325GA+20-1335SL+1.5RDA-2335GA02-3235SL+1.5RDA-2345GA-65335SL+2RDA-2355GA-510165SL+2RDA-2365GA-59325SL+2RDA-2415GAB+211245SL+9RDA-2425GAB+29245SL+9RDA-2435GAB+39-10285SL+9RDA-915GAB01205SL-2RDA-925GAB+23-4145SL+2RD A-1015GAB011205SL+2RD A-1022GAB09165SL-2RDA-2112GA-82-3405SL+4RDA-2122GA06-7155SL+0RDA-2132GA00-1155SL+43超声探伤发现的缺陷显示状况和定性分析3. 1缺陷显示状况从表二中可看出全位置焊接(5G)出现层间缺陷较多，深度从16〜33响，长度均不超过5mm, 均可视为点状，波幅基本在定量线以上1〜2dB,除RDA-24三个缺陷当量超过判废线（按B级检测） 外，其他的定量都很小，按常规检测就可按点状评级，但是现场检测过程中我们发现这类缺陷具有 以下儿个特征：a） 全位置焊接缺陷都产生在焊接的上爬坡处；b） 长度一-般W5mm；c） 超声探伤时当量都很小，只有恰好正对某一角度位置时反射才能达到最高；d） 最高波幅时波形都很尖锐，稍一移动即下降很快；e） 转动和移动时都很难找到最高点，不像其他缺陷在一个范围内能找到缺陷的高点；f） 缺陷位置都在层间，缺陷的间距都在一根或数根焊条焊接长度之间，一道焊口不会单独出现;g） 更换探头检测时，发现缺陷的当量变化较大，很难找到最高波幅：h） 定位时发现一般在焊缝中间，不会在坡口处，排除坡口未熔合缺陷；i） 横焊位置该类缺陷不易产生。
3. 2缺陷定性分析现场工作环境比较恶劣，工作条件变数很大，经常为查找某一曾经发现的缺陷大费周折，稍一 移动，波幅变化很快，想再次查找到会很困难，可以想象，这种缺陷一定很小，反射面很窄，只有 当入射波与反射面达到某一角度时，反射才最大，根据波型分析，该缺陷应为面状缺陷，不是点状 缺陷，且呈一定的角度存在，当入射波角度与缺陷反射而垂直时，反射波幅最高，稍一移动波幅下 降很快，也不易找到最大反射点其他文献对该类缺陷超声波检测的反射波特点也与此相吻合⑵⑶⑷为此，我们判断该类缺陷即为文献"所述弧坑微裂纹主要依据:a） 因为缺陷很小，波幅不大，长度也很短；b） 层间产生，定位不在坡口边缘，在焊缝中间；c） 仅在某一角度时才具有最高的反射点，稍一移动，波幅下降很快具有这些缺陷特征往往是裂纹，而且是微裂纹，该类缺陷往往是在高合金材料焊接时容易产生, 且在层间温度过高时容易发生，而在焊接操作的每一根焊条收弧时，控制温度不当和收弧移动过快 等均容易产生微裂纹从表一中可看到，横焊（2G）四个焊口中仅三个焊口有记录缺陷，且都是一 个，除ZQA-1缺陷波幅较大，另两个却不大，可认为偶然发生的点状缺陷孤坑裂纹很短，呈星状 分布，由于它的延伸方向不一致，故只有在入射波与它的走向相垂直时才会呈现最大反射，稍一移 动反射下降很快。
裂纹的反射是很强烈的，且波形很尖锐陡峭，但因为小，所以波幅不是很大3. 3产生弧坑微裂纹的主要原因因为SA335-P92材料的焊接己是一个较为成熟的工艺，且己有多家单位对此进行过专门研究， 焊接工艺评定符合要求，经过综合分析还是焊工执行工艺不当而引起的，主要原因有以下几条：a） 焊接时层间温度过高，层间温度超过250E时易引起热裂纹；b） 每一根焊条收弧时没有严格执行将电弧移动到旁边慢慢熄灭电弧，而是待焊条快焊接完时很 快收弧，引起弧坑裂纹；c） 焊接时预热温度或层间温度控制不符合工艺要求，甚至低于150C；d） 焊接层间焊缝厚度超标，造成焊接时热量过度集中，高温停留时间过长4防止产生弧坑裂纹的控制措施a） 严格执行工艺纪律，任何人不得变动己经制定的工艺；b） 加强对焊接人员的教育，施焊时认真执行各项工艺规定；c） 监理方加强旁站监督；d） 发现问题时应统计问题的规律，分析到人，经过统计分析是哪些位置和人员在什么时间容易 产生缺陷，是预热温度不当，还是焊接时的层间温度过高所致？好分别对症进行处理5结束语由于目前火电建设大多数都是采用大容量、高参数的火力发电机组，其高温高压管道在选材上 比较多的选用新型高合金耐热钢材料，尤其是超超临界机组的主蒸汽管道和高温再热管道，基本上 都选用了 SA335-P92材料，在选材上各方面都是比较适合的。
但是在焊接过程中，如若控制不当， 容易产生弧坑微裂纹这是一个不容忽视，确实需要值得引起重视的重要问题之一通过掌握 SA335-P92钢焊接接头孤坑微裂纹超声波检验的波形特点，以避免检验时发生漏判和误判参考文献[11陈忠兵.平海电厂P92钢接头缺陷性质与原因分析报告[R].苏州热工研究院,2012.|2]李振山，严正，柳志明.P91/P92钢管道焊接接头的无损检验|J|.电力建设,2010(31),8:94-99.|31朱信钊.1000MW超超临界压力发电机组用管道用P92钢焊接缺欠及质量控制[J].广东电力,2011(24),3:29-32.[4] 严正，龙华明,李振山.超声波检测P92钢焊接接头的几个特殊问幽J].焊接技术,2009(38), 1:50-52.[5] 黎世斌，朱强，沈细乳等.P92钢焊接接头超声波检测工艺分析与经验[J].江西电力职业技术学院学报,201(X23),3:33-35.。