液化氣罐車人孔接管角焊縫超聲檢測(cè)

馬麗娟

新疆維吾爾自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，烏魯木齊 830011

超聲波檢測(cè)是五大常規(guī)無損檢測(cè)技術(shù)之一，是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛、使用頻率最高且發(fā)展較快的一種無損檢測(cè)技術(shù)。超聲檢測(cè)是產(chǎn)品制造中實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制、節(jié)約原材料、改進(jìn)工藝、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要手段，也是設(shè)備維護(hù)中不可或缺的手段之一。超聲波探傷由于具有適用范圍廣，檢測(cè)靈敏度高，檢測(cè)速度快，缺陷定位準(zhǔn)確，現(xiàn)場(chǎng)使用方便等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于承壓類特種設(shè)備的制造檢驗(yàn)和在用檢驗(yàn)，成為檢測(cè)焊縫內(nèi)部缺陷的重要手段。

下面就以56m3 拉運(yùn)壓縮天然氣的汽車罐車人孔接管角焊縫超聲波探傷(UT)為例，來說明超聲波(UT)探傷技術(shù)的應(yīng)用情況。

液化氣體汽車罐車按《定期檢驗(yàn)規(guī)則》以及《移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求，每五年應(yīng)進(jìn)行一次全面檢驗(yàn)，在對(duì)人孔接管角焊縫進(jìn)行表面探傷(MT)過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)角焊縫上存在氣孔、夾渣、未焊透等危險(xiǎn)性缺陷，嚴(yán)重影響到罐車的安全運(yùn)行，為了準(zhǔn)確及時(shí)的檢出缺陷，常常利用超聲波(UT)探傷內(nèi)部檢測(cè)技術(shù)。

如圖1 所示：人孔接管角焊縫，材質(zhì)∶為16MnR，

尺寸∶Φ2400×12845，盛裝介質(zhì)：壓縮天然氣，筒體厚度：32mm，人孔厚度：30mm.

圖1 檢測(cè)部位示意圖

要求對(duì)圖示焊縫進(jìn)行超聲波（UT）檢測(cè)，合格級(jí)別JB/T4730.3—2005—Ⅰ級(jí)合格。

1 檢驗(yàn)準(zhǔn)備

1）檢測(cè)面：檢測(cè)區(qū)寬度應(yīng)是焊縫本身，再加上焊縫兩側(cè)10mm 的一段區(qū)域；

2）探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)清除焊接飛濺、鐵屑、污垢及其它雜質(zhì)。檢測(cè)表面應(yīng)平整，便于探頭掃查，表面粗糙度應(yīng)不大于6.3μm；

3）根據(jù)檢測(cè)面和厚度的比較，應(yīng)采用直射法和一次波反射法檢測(cè)，探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)大于或等于1.25P，P=2TK；

4）檢測(cè)前應(yīng)將角焊縫周圍用角向磨光機(jī)打磨，露出金屬光澤。

2 探頭的選擇

根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)形式，由圖1 我們知道，探頭、K 值選擇是否合適，直接會(huì)影響到整個(gè)探傷結(jié)果，要想保證二次波聲程能掃查到整個(gè)焊縫截面，應(yīng)盡量選取大K 值的探頭，為了保證超聲波（UT）檢測(cè)過程中不漏檢，同時(shí)還要選擇直探頭在接管內(nèi)壁對(duì)角焊縫進(jìn)行探傷，以有效地檢查出夾渣、未焊透等內(nèi)部缺陷，根據(jù)厚度選用探頭2.5P13×13K2.5 和2.5PΦ14 二種。

3 儀器的選擇

由于選擇了兩種不同型號(hào)的探頭，為了便于檢測(cè)的方便，選擇了CTS—2000 數(shù)字型超聲波探傷儀。

4 試塊的選擇

由于筒體內(nèi)徑較大，接近于平板，選用標(biāo)準(zhǔn)中的CS Ⅱ、CSK—ⅢA 試塊，試塊如圖2、圖3 所示。

圖2 CSK-ⅢA 試塊

圖3 CS Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)試塊

5 距離—波幅曲線的繪制

1）按深度1：1 在CSK—ⅢA 試塊上調(diào)節(jié)掃查比例；

2）利用CSK—ⅢA 試塊上不同距離的Φ1×6 短橫孔來調(diào)節(jié)；

3）斜探頭的距離—波幅曲線靈敏度按表1 規(guī)定；

4）直探頭的距離—波幅曲線靈敏度按表2 規(guī)定。

表1

表2

6 掃查和缺陷評(píng)定

1）可將評(píng)定線靈敏度降低3dB 作為掃查靈敏度進(jìn)行缺陷掃查；

2）用K2 斜探頭在內(nèi)表面以一次反射法對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)，掃查區(qū)域?yàn)楹缚p和熱影響區(qū)；

3）用K2 斜探頭，按圖1 所示探頭1 位置在罐體內(nèi)表面對(duì)角焊縫以直射法進(jìn)行檢測(cè)，缺陷深度已知后，水平位置可直接測(cè)得；

4）用K2 斜探頭，按圖1 所示探頭2 位置在罐體內(nèi)表面對(duì)角焊縫以鋸齒形進(jìn)行掃查，缺陷深度已知后，水平位置能夠直接測(cè)得。依據(jù)深度可測(cè)得缺陷的水平位置，從而可對(duì)缺陷定位；

5）按圖1 所示在人孔接管內(nèi)壁、用直探頭3、斜探頭4進(jìn)行檢測(cè)。以直探頭3 檢測(cè)為主，斜探頭4 檢測(cè)為輔；

6）缺陷指示長(zhǎng)可以由6dB 法和端點(diǎn)6dB 測(cè)得，只有一個(gè)高點(diǎn)位于Ⅱ區(qū)以上時(shí)，用6dB 法測(cè)量，有多個(gè)高點(diǎn)位于Ⅱ區(qū)或Ⅱ區(qū)以上時(shí)，用端點(diǎn)6dB 測(cè)量；

7）缺陷質(zhì)量分級(jí)按JB/T4730.3-2005 的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

7 結(jié)論

以上是筆者對(duì)具體問題的分析，在實(shí)際的檢測(cè)過程當(dāng)中，會(huì)碰到許多類似的問題，這就要求我們檢驗(yàn)檢測(cè)人員能夠結(jié)合自己所學(xué)的知識(shí)，在實(shí)際工作中做到靈活運(yùn)用，合理地選擇儀器、探頭，合理地編制探傷工藝文件，以便于更好地指導(dǎo)實(shí)際工作。

[1]承壓設(shè)備無損檢測(cè) .JB/T4730.3-2005.

[2]超聲檢測(cè).中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.