lng罐体焊接接头的相控阵超声检测工艺研究

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1、LNG罐体焊接接头的相控阵超声检测工艺研究中国船级社实业公司ChinaClassificationSocietyIndustrialCo. 目录研究目的1材料特性实验检测方案23下一步研究方向42 一、研究目的LNG船是连接天然气液化厂和接收站的重要工具，是除海底长输管线以外进行天然气传输最有效的方法之一。2009年至今，中国所建LNG船在世界LNG船建造市场中的比重不断增加。9%NI、5%NI钢因在低温下具有低温冲击韧性良好、强度高且具有良好的焊接性能，是制造大型LNG船储罐的主要材料。LNG船3 一、研究目的9%NI、5%NI钢

2、焊缝检测一般采用射线检测技术进行检测。ü漏检—坡口未熔合等缺陷ü辐射性—检测时无法进行其他工作降低LNG船整体建造的效率，严重影响了LNG船的建造周期。建造现场4 一、研究目的—难点p晶粒粗大焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区。焊缝熔合区热影响区Ni含量高达55％以马氏体和贝氏体主要组成奥氏体组织上组织阻止碳迁移，避免产生脆组织，保证低温韧性良好的低温韧性逆转奥氏体减少，使低温韧性下降。特性示意图1-焊缝；2-熔合区；3-热影响区；4-母材5 一、研究目的—难点p衰减严重ü扩散衰减ü散射衰减ü吸收衰减马氏体与奥氏体焊缝边界处，奥氏体

3、焊缝晶粒粗大，超声因材料的声阻抗不同，会产生反射、横波衰减严重.折射。6 二、材料特性实验—金相分析p目的了解焊接接头区域内部晶粒大小及各向异性情况p方法分别对9%NI、5%NI和碳钢母材及焊缝区域进行金相分析，取样位置编号及位置如图所示。取样位置及编号：2-1、2-2、2-3焊缝；2-4热影响区；2-5母材7 二、材料特性实验—金相分析例：9%NI取样位置2-1焊缝组织2-2焊缝组织2-3焊缝组织2-4热影响区2-5母材晶粒度等级2.7级2.6级2.6级7级奥氏体+铁奥氏体+铁奥氏体+铁奥氏体+铁素体组织组织过腐蚀素体素体素体显微

4、组织照片晶粒平均直径0.125<焊缝组织<0.177mm0.030mm8 二、材料特性实验—金相分析钢的晶粒度测定(参考YB27-77)计算的晶粒平均直径(mm)弦的平均长一个晶粒的平均在1mm3内晶粒的粒度号度(mm)面积(mm2)平均数量010.3530.2500.1770.1250.0880.0620.0440.0300.0220.01560.01100.00780.00550.3130.2220.1250.062522.66420.1570.031218130.1110.015651240.07830.05530.03910

5、.02670.01960.01380.00980.00680.00480.007810.003900.001950.000980.000490.000240.0001220.0000610.0001311448540966115853238192682262144741458210726360105187891011129 二、材料特性实验—金相分析p结论超声波散射与材料晶粒平均直径有关,当晶粒平均直径与波长的比值小于0.1时，散射现象微弱，对超声检测不会造成大的影响；而当比值大于0.1时，散射现象将显著增强，超声检测的信噪比降低灵

6、敏度下降。焊缝组织晶粒平均直径（2.6、2.7级的中间值0.14mm）与波长的比值声波类型探头频率波速波长横波纵波5MHz3200m/s0.64mm2.58mm0.22>0.10.05<0.12.25MHz5800m/s10 二、材料特性实验—衰减实验p目的测量待测9%NI、5%NI试块的长、宽和高三个方向的纵波衰减系数。试块示意图5800超声激励仪器p方法示波器SYNCRCVROUTOUTT/R采用接触式脉冲回波法测量待测试件在各方向上的衰减系数。CHACHB直探头UPh实验系统待测试块11 二、材料特性实验—衰减实验p结论Ø9%

7、NI、5%NI在母材不同方向上平均衰减较小；Ø焊材在不同方向上的平均衰减明显；Ø在高度方向上焊材衰减系数是母材衰减系数4倍以上，因此在焊材区域高度方向上的衰减要大于母材。测量平均值(mm)平均衰减系数(dB/mm)最大衰减系数偏差最小衰减系数偏差序号试块类型测量方向(dB/mm)(dB/mm)长度宽度高度长度宽度高度长度宽度高度长度宽度高度40.0123.7715.5639.5424.5915.5739.9724.9215.5839.9723.7515.550.12200.38830.64120.11970.06220.10600.

8、16250.33060.59440.08380.10380.13790.00580.01040.00130.00070.00090.00560.00070.01430.00720.00080.00210.00180.00170.000