P91钢作为一种高强度马氏体耐热钢，自1996年开始作为国产600 mW及以上超临界机组主蒸汽管道、再热管道的主要材料。其不仅具有高抗氧化性和抗高温蒸汽腐蚀性能，还具有良好的冲击韧性和高而稳定的持久塑性及热强性能，因而被广泛应用到电力设备中[1-3]。在超（超）临界机组的电站锅炉建造过程中，锅炉本体各系统的连接管、集箱及四大管道，更是大量使用P91/P92管道。根据DL/T 869—2021《火力发电厂焊接技术规程》的要求，焊接接头超声检测可按标准DL/T 820.2—2019《管道焊接接头超声波检验技术规程》或NB/T 47013.3—2023《承压设备无损检测 第3部分：超声检测》的规定执行。在电厂建设期间，依据DL/T 5210.5—2018《电力建设施工质量验收规程 第5部分：焊接》，焊接无损检测质量要求达到DL/T 820标准规定的I级；依据TSG 11—2020《锅炉安全技术规程》，锅炉受压部件无损检测方法应当符合NB/T 47013的要求。因此，文章依据两标准针对P91材料的焊缝横波斜探头检测灵敏度进行了试验对比分析。
1. 二者标准灵敏度的理论分析
1.1 标准灵敏度
DL/T 820.2—2019中检验技术等级为B级的中直径厚壁管、大直径管焊接接头距离-波幅曲线的灵敏度如表1所示。NB/T 47013.3—2023中，检验技术等级为B级的壁厚为8~120 mm的焊接接头距离-波幅曲线的灵敏度如表2所示。
| 试块型式 | 管壁厚度t/mm | 评定线EL | 定量线SL | 判废线RL |
|---|---|---|---|---|
| DL-2-3# | 8≤t≤45 | ϕ3×40-18 dB | ϕ3×40-12 dB | ϕ3×40-6 dB |
| 45<t≤160 | ϕ3×40-16 dB | ϕ3×40-8 dB | ϕ3×40 |
| 试块型式 | 工件厚度t/mm | 评定线EL | 定量线SL | 判废线RL |
|---|---|---|---|---|
| CSK-ⅡA | 6≤t≤40 | ϕ2-18 dB | ϕ2-12 dB | ϕ2-4 dB |
| 40<t≤100 | ϕ2-14 dB | ϕ2-8 dB | ϕ2+2 dB | |
| 100<t≤200 | ϕ2-10 dB | ϕ2-4 dB | ϕ2+6 dB |
1.2 理论计算
采用横波斜探头将入射角大于第一临界角小于第二临界角的纵波倾斜入射至检测对象的界面上，折射现象使得第二介质中纵波全反射，只存在折射横波。因此，横波斜探头辐射的声场由第一介质中的纵波声场与第二介质中的横波声场两部分组成，两部分声场是折断的。为了便于理解计算，将第一介质中的纵波波源转换为轴线与第二介质中的横波波束轴线重合的假想横波波源，此时整个声场可视为由假想横波波源辐射出来的连续横波声场。
波源附近轴线上由于波的干涉现象将出现一系列声压极大极小值的区域，称为近场区N，波源轴线上至波源的距离�>�的区域称为远场区，其轴线上的声压随距离增加单调减小，当�≥3�时，轴线上声压与距离呈反比，可以得到横波声场波束轴线上的声压公式，为
| �=��scos��s2�cos� | (1) |
式中：K为横波波数；Fs为矩形波源的面积；α为第一介质中纵波入射角；β为第二介质中横波折射角；�s2为第二介质中横波波长；x为轴线上某点至假想波源的距离。
当�≥3�时，在横波声场中长横孔回波声压Pf为
| ��≈��scos�2�s2�cos��f2(�2+�) | (2) |
式中：Df为长横孔的直径；L1为入射点至波源的距离；L2为入射点至假想波源的距离，�2=�1tan�tan�。
所选用的探头型号及参数如表3所示。
