带颈对焊法兰一级环焊缝探伤工艺研究

□ 刘芝豹

江苏华电铁塔制造有限公司 江苏徐州 221131

特高压输电线路钢管塔，主材采用圆形钢管构件，斜材（或辅材）用钢管、圆钢或型钢等构件组成空间塔架（桁架）结构，而带颈对焊法兰是钢管塔必不可少的零部件，其主要形式是钢管与有颈部的平面法兰装配时，钢管与法兰颈部以对接环焊缝形式实现连接。对于特高压输电线路钢管塔来讲，带颈对接法兰环向焊缝结构，是整个钢管塔结构中关键的结构形式，通常焊接等级均要求为一级，其加工质量的好坏，直接影响到整体结构性能、寿命、甚至整条特高压线路的安全性，因此，对带颈法兰环焊缝进行无损检测，其意义十分重要。

▲图1 双面双侧法探伤

本工艺适用于厚度不小于8 mm的铁素体类钢，全焊透熔化焊对接焊缝采用脉冲反射法手工超声波检验的方法来检测。

1 检测仪器的调校

1.1 探头

（1）探头应按ZB Y344《超声探伤用探头型号命名方法》标准的规定作出标志。

（2）晶片的有效面积不应超过500 mm2，且任一边长不应大于25 mm。

（3）声束轴线水平偏离角应不大于2°。

1.2 仪器性能

（1）系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10 dB以上。

（2）探伤仪、探头以及系统性能，需要按照规定时间检查一次。检查项目及检查周期见表1。

表1 斜探头及系统性能检查周期

1.3 试块

根据现有钢管塔管体壁厚，对比试块选用RB-1，适用于8～25 mm壁厚检测。

2 检验等级及方法

2.1 检验等级

根据质量要求，检验等级分为A、B、C三级，检验的完善程度A级最低、B级一般、C级最高，检验工作的难度系数按A、B、C顺序逐级增高，应按照工件的材质、结构、焊接方法、使用条件及承受载荷的不同，合理选用检验级别。检验等级应按产品技术条件和有关规定选择，或者经钢管塔产品购销合同双方协商选定。

特高压钢管塔焊缝均要求达到一级，选用B级作为检验等级。

2.2 探伤面

根据国家电网公司对特高压钢管塔一级焊缝的要求，选用双面双侧法进行探伤，如图1所示。

2.3 检测区域

检验区域的宽度应是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域，这个区域最小10 mm，最大20 mm。

2.4 探伤面处理

探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其它外部杂质，探伤表面应平整光滑，便于探头的自由扫查，其表面粗糙度Ra＜6.3 μm，必要时应进行打磨。

对于去除余高的焊缝，应将余高打磨到与邻近母材平齐。保留余高的焊缝，如焊缝表面有咬边、较大的隆起和凹陷等，应进行适当的修磨，并作圆滑过渡，以免影响检验结果的评定。

2.5 距离波幅曲线(DAC)的绘制

距离-波幅曲线由选用的仪器、探头系统在对比试块上的实测数据绘成，曲线由判废线RL、定量线SL和评定线EL组成。评定线以上至定量线以下为I区(弱信号评定区)，定量线至判废线以下为II区(长度评定区)，判废线及以上区域为III区(判废区)。

根据国家电网公司对特高压钢管塔一级焊缝的要求，验收标准为：判废线DAC-4 dB；定量线DAC-10 dB；评定线 DAC-16 dB。

2.6 检测

无损检测探伤人员应了解受检工件的材质、结构、曲率、厚度、焊接方法、焊缝种类、坡口形式、焊缝余高及背面衬垫、沟槽等情况，探伤灵敏度不低于评定线灵敏度，扫查速度不大于150 mm/s，相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10%的重叠。为探测纵向缺陷，斜探头垂直于焊缝中心线放置在探伤面上，作锯齿型扫查。探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊缝截面及焊缝热影响区，在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时，还应作10°～15°的左右转动。

2.7 检测结果

最大放射波幅位于II区的缺陷，根据缺陷指示长度按表2的规定予以评级。

最大反射波幅不超过评定线的缺陷，均评为1级。

最大反射波幅超过评定线的缺陷，检验者判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何，均评定为Ⅳ级。

反射波幅位于Ⅰ区的非裂纹性缺陷，均评为Ⅰ级。

反射波幅位于Ⅲ区的缺陷，无论其指示长度如何，均评定为Ⅳ级。

不合格的缺陷，应予返修，修补后，返修部位及补

焊受影响的区域，应按原探伤条件进行复验。

2.8 记录与报告

检验记录主要内容包括:工件名称、编号、焊缝编号、坡口形式、焊缝种类、母材材质、规格、表面情况、探伤方法、检验规程、验收标准、所使用的仪器、探头、耦合剂、试块、扫描比例、探伤灵敏度、所发现的超标缺陷及评定记录、检验人员及检验日期等。反射波幅位于Ⅱ区，其指示长度小于表2的缺陷也应予记录。

检验报告主要内容包括:工件名称、合同号、编号、探伤方法、探伤部位示意图、检验范围、探伤比例验收标准、缺陷情况、返修情况、探伤结论、检验人员及审核人员签字等，检验记录和报告应至少保存7年。

表2 缺陷等级分类

3 结束语

本探伤工艺方法经“皖电东送”特高压工程钢管塔的实践验证，能实现一级焊缝无损检测质量的可控和能控。只要控制好检测工艺技巧，在检测设备正常工作的情况下，错检率为零，因此，该方法值得在钢管塔产品或同类型产品焊接质量检测中推广应用

［1］ 宋天民.无损检测新技术［M］.北京:石油化工出版社,2012.

［2］ 张俊哲.无损检测技术及其应用［M］.北京：科学出版社，2010.

［3］ 夏纪真.无损检测导论［M］.广州:中山大学出版社,2010.

［4］ 夏纪真.建筑工程结构无损检测技术［M］.北京:化学工业出版社,2006.