188宝金博页面版

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2016 年 120 期 233 双相不锈钢焊缝裂纹缺陷射线检测影像识别 陆雷俊1 徐晨光 2 张忠强 3 段 昊 4 1、4.上海船舶工艺研究所，上海 200032 2、3.沪东中华造船集团有限公司，上海 200129 摘要：双相不锈钢是铁素体与奥氏体各约占一定比例的新型钢种，在化学品船的建造中，裂纹的存在会导致泄漏对此类钢焊缝带来破坏性的影响。对裂纹缺陷进行判断和预估，能有助于正确识别该种材料射线检验过程中可能出现的裂纹影像，提高射线检验质量，降低射线检测中裂纹缺陷的漏检率，有利于监控安装现场的焊缝质量，切实提高双相不锈钢焊缝的安全性。本文通过分析双相不锈钢焊缝中裂纹缺陷的形成原因以及射线检测底片中裂纹缺陷特征影像，找出形成原因和影像特征的一般对应规律。 关键词：双相不锈钢焊缝；裂纹；射线检测底片评定 中图分类号：TG441.7 文献标识码：A 文章编号：1671-5659(2016)120-0233-02 双相不锈钢（简称 DSS），指铁素体与奥氏体各约占一定比例的新型钢种，它兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。 双相不锈钢诞生 20 世纪 40 年代，它的主要特点是屈服强度可达 400-550MPa，是普通不锈钢的 2 倍，因此可以节约用材，降低设备制造成本。 在抗腐蚀方面，特别是介质环境比较恶劣（如海水，氯离子含量较高）的条件下，双相不锈钢的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体不锈钢，可以与高合金奥氏体不锈钢媲美。近年来，被大量应用于用于炼油、化肥、造纸、石油、化工等耐海水耐高温浓硝酸等热交换器和冷淋器及器件。 双相不锈钢是高合金材料，在焊接过程中，对焊接加工的工艺要求较高。 因此，双相不锈钢焊缝除了产生普通合金钢容易产生的气孔、夹渣等常规焊接缺陷外，由于相脆化、氢、应力腐蚀等原因容易产生裂纹等：π匀毕。 双相不锈钢焊缝的焊缝内在质量检测一般采用射线检测。在双相不锈钢焊缝中存在的裂纹类缺陷的实际射线检测中，我们发现裂纹的长度、宽度等形态存在不同的特征，存在位置和时期也各有不同，这要求我们的射线检测评定人员需要按照不同的阶段信息能正确认识并理解其存在原因。这样才能正确判断并有效降低双相不锈钢焊缝中的裂纹漏检、误检，为双相不锈钢焊缝的安全使用打下扎实的基础。 1 双相不锈钢焊缝裂纹及射线检验缺陷影像的识别技术 本文介绍的是双相不锈钢对接焊缝的射线检测裂纹评定技术，所使用的检测方法标准为 ISO17636-2003B 级。 射线检测评定人员应取得相关国家行业等同的认证系统的规定二级人员及以上证书，并有不锈钢焊接的相关知识，经过专项技术交底。 裂纹在 X 射线底片上的基本形态呈现为黑线，影像黑度深浅不定，容易与其他影像相混淆。 另外裂纹属于窄缝型缺陷，所以当射线束和它的扩展面成较大角度时，裂纹的影像变得很：，甚至在 X 射线底片上裂纹影像的对比度不能达到肉眼观察的下限，以致连贯的裂纹在底片上形成断续的影像。 本文在对双相不锈钢焊缝射线检测底片进行分类的基础上，对不同的裂纹影像特征、存在时期及位置进行归类分析。 双相不锈钢焊缝射线检验底片的裂纹影像一般包括奥氏体聚集线裂纹、表面弧坑裂纹、焊缝熔合线及热影响区的表面裂纹、焊道裂纹、缺陷伴生裂纹等等。 1.1 奥氏体聚集线裂纹 双相不锈钢焊缝在焊缝结晶过程中，在焊缝中心线产生奥氏体聚集，部分焊缝在此奥氏体聚集区域产生沿晶开裂的裂纹（如图 1 所示）。 产生原因：焊缝在冷却过程中，在焊缝的中心线产生奥氏体聚集，当聚集的结合部位存在杂质或微小缺陷或存在外力作用时，产生沿晶开裂的裂纹，属于热裂纹的一种。 存在位置：焊缝内部中心线附近，焊缝两端端部为多发部位，部分焊缝开裂至表面。 图 1 奥氏体聚集线裂纹 缺陷影像识别：此类裂纹缺陷存在于焊缝中心线附近，影像长度为 2～60mm，宽度一般不大于 1mm，部分明显开裂处宽度大于 2mm；影像形状为曲折线状；处于射线侧的缺陷影像：，胶片侧稍清晰；裂纹外形中间影像略宽，两端一般不显示分叉。受透射角度的影响，小裂纹射线检验底片发现的可能性不大，影像重复性一般。 发生时期：焊接后 48 小时内产生，此类缺陷在埋弧自动焊中出现，手工焊接中基本没有，主要在车间制作阶段产生。如焊缝受外力影响，48 小时后，可能产生冷裂纹扩展。 1.2 表面弧坑裂纹 表面弧坑裂纹是焊缝表面弧坑位置产生的裂纹，一般属于沿晶开裂（如图 2 所示）。对于射线检验来说不容易发现，主要通过表面目视检查来发现，必要时可以进行表面无损检验来确定。 图 2 弧坑裂纹 产生原因：焊缝表面弧坑填充不够饱满、焊接线能量太大、收弧弧坑杂质偏多、气体保护不好等原因，属于热裂纹的一种。 存在位置：焊缝表面，焊缝外表面收弧位置，部分裂纹扩展至焊道； 缺陷影像识别：此类缺陷存在于焊缝影像的上表面收弧位置，影像长度为 2～6mm；影像形状为星状或线状；处于射线侧的缺陷影像极其：，胶片侧稍清晰，其底片缺陷影像对比度差；裂纹外形中间影像宽，两端一般不显示分叉，底片缺陷影像一般在弧坑位置（小口径管道在 0 点、6 点收弧位置）。射线检验底片发现的可能性不多，影像重复性一般。 发生时期：焊接后 48 小时内产生，此类缺陷在焊接冷却后出现，无延迟倾向，当受到外力拉伸的情况下，如弧坑位置处于焊缝的边沿，可能产生冷裂纹扩展。 1.3 焊缝熔合线及热影响区的裂纹 焊缝融合线及热影响区裂纹主要产生在焊缝熔合线及热影响区靠近焊趾线位置。 裂纹产生原因：双相不锈钢在焊接过程中与焊缝相临近的母材经过焊接热循环，使热影响区始终处于快冷非平衡态，冷却后导致相邻母材区域的铁素体组织增加，增大了腐蚀倾