压力容器全面检验中无损检测方法和工艺因素的确定

中图分类号:TU 文献标识码:A文章编号:1008—925X(2012)O9—0147—02

摘要:无损检测是压力容器全面检验中主要检验项目,在《压力容器定期检验规则》规定范围内,选择适用的无损检测方法,制订并实施合理的检测工艺,是提高无损检测结论准确性的保证,本文通过一台在役容器无损检测的案例,阐述检测方法的选用和制订检测工艺中主要因素的确定。

关键词:压力容器全面检验无损检测工艺因素

一、设备状况和结构

1、Ⅱ类反应容器,在役运行三年,壳体材质15CrMoR,介质具有中度危害,易爆、腐蚀特性。

2、筒体规格¢2800x26x4500m,封头厚度32mm。

3、设备档案中显示该台设备在制造过程中有超次返修记录,部位B4焊接接头2处。

4、壳体内件中心接管(包括锥体)部分不可拆卸。

5、检验现场条件,已进行置换隔断,全面清理容器表面,具备人员进入容器内部进行检验检测必备条件。

二、检验方案中无损检测方法,比例和检测部位的确定

1、该台设备全面检验时的无损检测方法,应以表面检测为主,必要时应用射线检测或超声波检测。

2、表面检测方法选用:壳体材料15CrMoR, 属铁磁性材料,优先采用磁粉检测。

3、检测比例:壳体材质为15CrMoR,按照《压力容器定期检验规则》第二十五条规定:应对容器内表面对接接头进行磁粉检测,检测比例为每条焊接接头的20﹪。

4、检测重要部位:应力集中部位,变形部位,T型焊接接头。补焊接头,工具焊迹部位,电弧损伤部位,易产生裂纹部位,及检验人员有怀疑,确认需要检测部位。

三、磁粉检测的实施及检测结论

1、根据JB/T4730—2005标准有关磁粉检测条文的规定,该设备采用高强度钢,且工作于腐蚀环境,对其内表面焊接接头采用磁粉检测中荧光磁粉检测方法进行,现场检测环境达到荧光检测对黑光灯,观察等规定的要求,检测比例≥ 每条焊接接头的20﹪。

2、检测部位包括检验方案中选定的重点部位,并增加对B4焊接接头超次返修处的检测。

3、磁化方法采用交叉磁轭法,标准试件:采用A1—30/100标准试片。

4、检测结果,B4焊接接头(上封头与筒体对接环向焊接接头)发现2处纵向裂纹。

四、磁粉检测扩检

1、根据B4焊接接头发现2处裂纹的检测结果,确定扩大磁粉检测比例,扩检比例为内表面B4焊接接头长度的10﹪,扩检部位为缺陷部位二端的延伸处。同时对内表面裂纹位置所对应的外表面焊接接头进行检测。

2、扩检结论:对B4焊接接头内表面10﹪扩检和外表面焊接接头的抽查,并无新的危险性缺陷检出,据此确定已无必要进行全部焊接接头的表面检测。

五、埋藏缺陷检测的确定及检测方法适用性的确定

1、通过表面检测已发现B4焊接接头内表面有裂纹存在,并依据设备材质为15CrMoR和腐蚀介质的特性,确定有必要对B4焊接接头进行射线检测或超声波检测。以检测其可能存在的危险性埋藏缺陷。

2、射线检测检测适用性的确定

母材厚度为26mm,在射线检测较佳厚度范围内,射线检测对缺陷定性准确,有利于缺陷产生原因和发展状况的分析,对缺陷的定量较为准确,但对缺陷的埋藏深度定位困难,另若透照角度不当时,射线检测对面积型缺陷的检测率下降。

从检验检测目的角度考虑,该台设备为在役承压容器,对检测结论的评估,及安全等级和检验周期的确定注重于缺陷的性质和发展趋势的分析。

从B4焊接接头的结构分析,由于封头与筒体母材的厚度不同,封头一侧母材的内外表面进行了坡度削薄加工,同时封头直边高度限制了超声波探头的移动扫描距离,因此超声波检测操作工作难度较大,综合考虑对缺陷定性的准确程度和操作的难易程度二个因素,确定采用射线检测方法。

六、B4焊接接头射线检测时透照方式的确定

1、根据JB/T4730标准的规定,在可以实施的情况下应选择单壁透照方式。

2、从设备结构分析,B4焊接接头可采用环向接头源在外单壁透照和环向接头源在内单壁透照。

源在外单壁透照的优点是有利于检出容器内壁焊接接头的微小缺陷,且对焦方便,检测工作开展容易。但缺点是设备内件后背散射较为严重,对散射线的屏蔽要求高。

源在内单壁透照的优点是可避免设备内件对胶片的后背散射,但缺点是不利于检出设备内壁焊接接头的微小缺陷,且对焦困难,检测工作效率低。

综合考虑,针对介质具有腐蚀倾向的特性,为提高设备内壁焊接接头危险性缺陷的检出率,B4焊接接头确定采用环向接头源在外单壁透照方式。

七、B4焊接接头射线检测时射源种类的确定

1、母材厚度26mm时,适用于射线透照的射源种类为X射线探伤仪、Se—75γ射线探伤仪和Ir —192γ射线探伤仪。

2、γ射线探伤仪设备小巧、灵活,适用于现场检测和有限空间内部检测。但缺点是能量分布为线状谱,能量不可调节,其灵敏度和成像质量较X射线而低。同时,由于B4接头区域厚度的变化,不利于参数的设置和对底片对比度、黑度的控制。

3、X射线为连续谱,射线能量可调。其透照对比度、检测灵敏度均高于γ射线。B4接头的母材厚度和设备的结构能满足X射线源在外单壁透照的条件。

4、综合考虑,确定选择检测灵敏度高、对比度高、成像质量高的X射线机为B4接头射线透照的射源。

八、制订B4焊接接头射线检测工艺时,对散射线防护检查的确定

1、采用对B4接头进行源在外单壁透照时,由于容器内部的中心管及锥体等内件均是对胶片的散射源,在制订检测工艺时应规定对后背散射的防护检查。

2、后背散射防护检查的方法在胶片暗合背面放置高1.3mm、厚度1.6mm的铅质“B”标记。当按照检测工艺透照并经暗室处理的底片上出现黑度低于背景黑度的“B”标记影像时,则表明后背散射防护不当。应采取增加屏蔽铅板厚度等措施,加强对散射线的防护。

九、B4焊接接头射线检测工艺其它因素的确定

1、技术要求:执行JB/T4730—2005标准,技术等级为AB级。

2、仪器和器材:仪器型号采用XXQ2505,胶片型号:天津III型(T3类),胶片规格:360x80,增感屏:0.02铅屏,像质计型号:Fe6—Fe12。

3、 像质控制:底片黑度2.0≤D≤4.0,像质计灵敏度10。

4、曝光条件:根据使用时XXQ2505射线仪的曝光曲线确定管电压、管电流、曝光时间,焦距700mm。

5、一次透照长度:300mm(依据K值=1.1时一次透照长度大于300mm,但根据使用胶片的规格360x80,选取300mm)。

6、像质计的摆放:射源侧并横跨焊接接头。

7、胶片处理:天津III型显影液,显影时间5min,显影温度20±2℃。

十、经过上述各种因素的比较和分析,最终确定了使用XXQ2505射线探伤仪,采用环向接头源在外单壁透照方式,实施合理准确的检测工艺,对B4焊接接头进行射线检测

压力容器全面检验中无损检测方法选用的原则在于依据受检设备的特性和结构,设备中可能存在的危险性缺陷的倾向和部位。选择相应检出率高的无损检测方法。无损检测工艺因素的选择和确定,亦在于提高和保证检测灵敏度,提高对危险性微小缺陷的检出率,从而消除设备隐患,及为检验和安全等级的评定提供准确的检测结论。

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