压力容器无损检测——超声检测技术

压力容器无损检测——超声检测技术

压力容器无损检测

———超声检测技术( Ⅰ)

潘荣宝,范 宇,张保中,李 剑

(合肥通用机械研究所,合肥 230031)

摘 要:简述了压力容器用板、管、锻件、螺栓、焊缝和堆焊层的超声检测,详细介绍了每种检测方法的探头选用、扫查方式、缺陷判别和质量等级评定等。并介绍了三种缺陷自身高度的超声测试方法。

关键词:超声检验;压力容器;板;管;锻件;螺栓;焊缝

中图分类号:TG115. 28 文献标识码:A 文章编号:100026656 (2004) 0420188205

NONDESTRUCTIVE TESTING OF PRESSURE VESSELS :

ULTRASONIC TESTING TECHNOLOGY( Ⅰ)

PAN Rong2bao , FAN Yu, ZHANG Bao2zhong , LI Jian

(General Machinery Research Institute , Hefei 230031 , China)

Abstract : Ultrasonic testing of the plates , pipes and tubings , forgings , bolts , welds and overlaid claddings used for pressurevessels was introduced , including probe selection , scanning mode , defect discrimination and quality classification. Three methodsfor determining the height of defects were given.

Keywords :Ultrasonic testing ; Pressure vessel ; Plate ; Pipe ; Forging ; Bolt ; Weld 凡承受流体介质压力的密闭设备称为压力容器,如各种气瓶、贮罐和塔器等。由于压力容器常在高温(深冷) 、高压以及腐蚀介质条件下使用,因此其安全性十分重要[1 ] 。

压力容器的超声检测包括原材料的超声检测、制造过程和最终成品的超声检测以及在用压力容器的超声检测[2 ] 。

压力容器超声检测主要采用的规范和标准有《压力容器安全技术监察规程》(1999 年) 、《在用压力容器检验规程》(1990 年) 和JB 4730 —1994《压力容器无损检测》[3 ] 。 1 板材超声检测

板材主要用于制造压力容器的壳体,一般厚度为6～250mm[3 ] ,大多数压力容器用的钢板厚度为8～40mm。钢板制造厂多采用超声局部水浸法检测,压力容器制造厂多采用接触法复验。在用压力容器一般不进行钢板超声检测,当发现测厚异常以及鼓包等特殊情况时再做该项工作。

压力容器用钢板的检验与验收采用JB 4730 标准8. 1 款压力容器钢板超声检测及附录H 压力容器钢板横波检测,当使用双晶直探头时,应附合JB4730 标准中附录G双晶直探头性能要求。特别要注意所使用探头的距离2波幅曲线。

1. 1 厚度< 6mm薄板的超声检测

对于厚度< 6mm 的薄板,如用单晶直探头法,由于其板厚可能在盲区内,缺陷难以分辨,因此改用兰姆波(板波) 进行探伤。兰姆波分为对称型(S 型)与非对称型(A 型) 两种,兰姆波的波速不仅与介质性质有关,而且与波的频率f 及板厚d 的乘积有关。由于该方法在冶金系统中应用较多, 在压力容器行业中基本不用,因此不再赘述。

1. 2 6～20mm钢板的超声检测

此类钢板应采用双晶直探头检测,探头频率选用5MHz 效果比2. 5MHz 要好, 晶片面积要求≮150mm2 ,其它性能应符合JB 4730 附录G的要求。JB 4730 修订版中还规定了按6dB 法测定双晶直探头的波束宽度,其有效值必须> 16mm。采用阶梯试块调整灵敏度,使阶梯试块上与工件等厚的底面第一次底波达到满幅度的50 % ,再提高10dB 作为探伤灵敏度。

压力容器无损检测——超声检测技术

1. 3 厚度> 20mm钢板的超声检测

应使用2. 5MHz 单晶直探头(圆晶片直径为<14～25mm ,或方晶片面积≮200mm2) 。使用平底孔试块使其第一次反射波高调整到满幅度的50 %作为检测灵敏度。

当板厚> 60mm 时,也可取钢板无缺陷的完好部位的第一次反射底波来校准灵敏度(JB 4730 修订版要求板厚大于等于探头的三倍近场区) 。6～250mm厚钢板超声检测的扫查方式、缺陷判别和质量等级的评定见JB 4730 标准[3 ] 。我国钢板超声检测标准与德国和日本是一致的。

1. 4 压力容器钢板横波检测

压力容器钢板一般不进行横波检测,除非用户有特殊需要时,JB 4730 —1994 附录H 明确规定该方法用来检测钢板中非夹层性缺陷,并作为直探头超声检测的补充。

1. 5 复合板超声检测

总厚度> 8mm 的压力容器用轧制复合钢板的超声检测方法和缺陷等级评定在JB 4730 标准中有规定。而爆炸复合钢板的超声检测在JB 4733 —1996《压力容器用爆炸不锈钢复合钢板》附录A 爆炸不锈钢复合钢板超声波检测方法中有规定。它是利用复合钢板本身调节灵敏度,将探头置于复合钢板完全结合部位,调节第一次底波高度为荧光屏满幅度的80 %。当第一次底波高度不大于5 %荧光屏满幅度的部位为未结合部位,将探头由未结合部位向四周移动,直至底波高度升为满幅度的40 % ,以探头中心确定未结合区界限。其结合状态中B1 和B2级分别与日本J IS G3601 标准中的B1F 和B2S 相近,B1 级爆炸复合钢板要求结合率为100 % ,严于日本标准的规定,以满足临氢压力容器的使用要求。

1. 6 压力容器用铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测

对于铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测灵敏度和质量等级评定国内是这样规定的:

(1) 将探头置于待检板材完好部位,调节第一次底波高度为荧光屏满幅度的80 % ,以此作为基准灵敏度。检测方法同钢板。

(2) 板材质量仍是根据单个缺陷指示长度、单个缺陷指示面积以及板材中是否有裂纹等危害性缺陷存在来评定。

2 钢管超声检测

钢管超声检测一般采用横波斜射法,它适用于壁厚t 与外径D 之比≤0. 2 的管作周向扫查 …… 此处隐藏：13425字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……