1、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 5
2、MM/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 Sin/CL=Sin1/ C1=sin2/C2 T91钢的声速与G102钢的声速存在差异 T91T91钢声速的计算及测定钢声速的计算及测定 理论值 实测值T91T91钢声速的计算及测定钢声速的计算及测定 在纵波情况下： CL=E/(1-)/(1+)(1-2)1/2 在横波情况下： CT=E/1/2(1+)1/2 式(2)、(3)中： E-弹性模量 -介质密度 -泊松比T91T91钢声速的计算及测定钢声速的计算及测定 从相关资料查得T91钢室温下： E=2.20105MP =7.78t/M3 =0.29 结论：
3、CL=6087.39M/s CT=3310.64M/sT91T91钢声速的计算及测定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。 T91T91钢声速的计算及测定钢声速的计算及测定 T91钢声速测量结果：材料的炉号 钢管规格 试样编号 T91 试块厚度(mm) 纵波声速值(m/s) 1-1 4.00 6091 1-2 4.00 6087 800231 425 1-3 4.00 6012 2-1 4.00 6109 2-2 4.00 60
4、98 800501 425 2-3 4.00 6116 3-1 5.00 6 3-2 5.00 6076 162872 386 3-3 5.00 6092 4-1 5.00 6087 石家庄热电厂 576 4-2 5.00 6098 5-1 5.00 6124 邯峰发电厂 608 5-2 5.00 6126 T91T91钢声速的计算及测定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。T91T91钢声速的计算及测定钢声速的计算及测定 T91材料的声速结果我们可以看出，T9
5、1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 Sin/CL=Sin普/ C普=sinT91/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：T91=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序 号 在普低合金钢 中折射角(K值) 在 T91 钢中的 折射角(K值)
6、 计算深度显示 变化91/合 实测T91 钢 10mm 深反射体值显示 水平偏差ST91/S铁 1 63.430(K2) 66.430(K2.29) 1.09 11 1.05 2 64.540(K2.1) 67.700(K2.44) 1.11 11 1.05 3 65.560(K2.2) 68.890(K2.59) 1.12 11.2 1.05 4 66.500(K2.3) 70.010(K2.75) 1.14 11.4 1.05 5 67.380(K2.4) 71.070(K2.92) 1.157 11.6 1.05 6 68.200(K2.5) 71.860(K3.0) 1.17 11.7
7、 1.05 7 68.960(K2.6) 73.030(K3.27) 1.20 12 1.05 8 69.680(K2.7) 73.940(K3.47) 1.225 12.3 1.05 9 70.350(K2.8) 74.820(K3.68) 1.25 12.5 1.05 10 70.970(K2.9) 75.640(K3.91) 1.28 1.05 11 71.570(K3) 76.460(K4.15) 1.32 1.05 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，
8、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 值减小 声速增大 k增大 传播距离增大 值增大声速对缺陷定位的影响 t91 =2H/(cosT91 CT91) t合 =2H/(cos合 C合) t91/ t合=(cos合 C合)/ (cosT91 CT91) 声速对缺陷定位的影响 91/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。
