不銹鋼復合鋼制壓力容器無損檢測程序及要點

姚正華

【摘 要】本文根據不銹鋼復合板鋼制壓力容器的設計及制造特點，對在制和在用不銹鋼復合鋼制壓力容器無損檢測程序及要點進行分析和總結。

【關鍵詞】不銹鋼復合板鋼制壓力容器；無損檢測；程序及要點

不銹鋼復合鋼板于具有良好的綜合性能和價格優勢，在石油化工、食品工業等領域得到日益廣泛的應用。不銹鋼復合鋼板所制造的壓力容器，其基層主要滿足結構的強度和剛度，而復層主要滿足耐腐蝕性的要求。但用由于在焊縫中存在兩種不同金屬材料組織，其焊接技術、熱處理技術、無損檢測程序及方法等與一般壓力容器有所不同。本文就在制和在用不銹鋼復合鋼制壓力容器無損檢測程序及要點進行分析和總結，以供同行借鑒和參考。

1 不銹鋼復合鋼制壓力容器設計及制造特點

不銹鋼復合鋼制壓力容器焊接時一般應采用先焊基層焊縫，然后焊過渡焊縫，最后焊覆層焊縫的順序。而其設計強度計算分兩種情況：復層厚度參與復合金屬材料的設計強度計算和復層厚度不參與復合金屬材料的設計強度計算。這兩種情形對復層焊縫質量要求是不同的。

2 不銹鋼復合鋼制壓力容器在制無損檢測程序及要點

如果復層與基層共同承擔結構的強度和剛度，那么復層應與基層的焊縫質量要求相同，復層除了要進行表面滲透檢測外，還要進行射線檢測檢查內部缺陷，合格級別與基層相同。焊接接頭的無損檢測程序應按設計文件執行，當設計文件無規定時，可按下述方法之一進行：第一種 基層焊接完畢后進行射線檢測，過渡層及復層全部焊完后再進行射線檢測和復層表面滲透檢；第二種 基層、過渡層和復層焊縫全部焊接完后，進行射線檢測和復層表面滲透檢。第一種程序由于先進行基層的射線檢測，可以在焊過渡層之前，進行基層焊接缺陷的返修，全部焊接完成后進行的射線檢測，再發現的缺陷就應是復層的缺陷，按第二種程序進行焊接和無損檢測，由于射線底片評定不能評定埋藏缺陷的深度，無法得知缺陷是在基層上還是在復層上，也就無法確定從那一面返修比較好，這樣對返修質量不利，所以建議制造單位盡可能的采用第一種程序。

如果復層不參與強度計算，僅起到耐腐蝕的作用，則復層的焊縫質量要求可以降低，對內部缺陷無檢測要求，僅作表面滲透檢測。焊接接頭的無損檢測程序應按設計文件執行，當設計文件無規定時，也有兩種方法可選擇：第一種 基層焊接完畢后進行射線檢測，過渡層及復層全部焊完后再進行復層表面滲透檢測，只有SH/T3529-2009《石油化工不銹鋼復合鋼焊接規程》提出在過渡層和復層焊縫全部焊完后，還需進行5%的射線檢測，焊縫不得存在裂紋；第二種 基層、過渡層和復層焊縫全部焊接完后，進行射線檢測和復層表面滲透檢測。同樣制造單位應盡可能的選擇有利于返修的第一種程序。對于第二種程序由于無法區分缺陷的位置而不得不進行盲目的返修，過渡層焊接接頭的組織和性能非常不均勻，返修中極易產生裂紋，避免過渡層焊接返修是制造單位選擇工藝中考慮的關鍵問題之一。

3 不銹鋼復合鋼制壓力容器在用無損檢測程序要點

由于射線檢測對在用壓力容器而言存在檢測成本高、速度慢、現場條件要求高的缺點，而且重要的一點是射線檢測無法提供缺陷在厚度方向上的位置和自身高度，但按照TSG R7001《壓力容器定期檢驗規則》對在用壓力容器埋藏缺陷（非裂紋性缺陷）應根據缺陷長度和自身高度進行安全狀況等級評定，所以在用壓力容器的埋藏缺陷檢測通常選擇超聲檢測，而且超聲檢測還具有檢測成本低，速度快，儀器體積小，重量輕，現場使用方便的優點。JB/T 4730.3對在用承壓設備按“合于使用”原則進行超聲檢測缺陷定量、缺陷性質和屬性的確定的內容。

不銹鋼復合鋼制壓力容器對接焊縫質量的檢查一般采用斜探頭在外壁進行基層內部缺陷的檢測，由于基層與堆焊層材質的不同，反射波在基層聲程以外區域的判斷較為困難，不能作為復層缺陷判定的依據。如果復層不參與強度計算，復層可僅作表面滲透檢測。如果復層與基層共同承擔結構的強度和剛度，則復層還需進行埋藏缺陷的檢測，對于復層內部缺陷及復層與基層結合處缺陷的檢測方法，本人認為在實際檢測中盡可能在內壁將復層焊縫磨平，采用T1、T3型試塊將縱波雙晶斜探頭和雙晶直探頭兩種檢測手段結合起來，充分利用斜探頭對堆焊層下有一定傾角的裂紋性缺陷（再熱裂紋）敏感的特點，將可疑區域做記錄與直探頭檢測結果進行比較，慎防漏檢。

對在用壓力容器超聲檢測發現的超過制造標準的埋藏缺陷并不是都要消除，但是要確定缺陷的缺陷長度和自身高度，為TSG R7001《壓力容器定期檢驗規則》安全狀況等級評定提供尺寸數據。在實際檢測發現缺陷回波時，應對位于定量線及定量線以上的超標缺陷進行回波幅度、埋藏深度、指示長度、缺陷取向和自身高度的測定，并對缺陷的類型和性質盡可能作出判定。在測定以上參數時，一般采用直射波，掃查靈敏度可根據需要確定，但不得使噪聲回波高度超過滿刻度的20%。在JB/T 4730.3所提供的缺陷自身高度的測定方法中，利用6dB法測定缺陷自身高度應該是一種比較成熟和通俗的測定方法，盡管這種方法精度不夠高，但使用方便、適用性比較強，是一種主要的缺陷自身高度的測定方法。利用端點衍射法測定缺陷自身高度應該說是一種比較準確的測定方法，是國家“八五”攻關課題研究成果，其關鍵在于識別端點回波及端點衍射回波，應選擇掌握超聲波端點衍射檢驗技能的持證無損檢測人員承擔。目前超聲衍射波時差檢測技術和相控陣技術已得到推廣應用，這些方法可得到內部缺陷更直觀和更精確的數據。

4 結束語

在制與在用不銹鋼復合鋼制壓力容器的無損檢測手段是有所不同的，在制設備焊縫采用射線檢測加復層表面滲透檢測，同時要考慮復層是否參與強度計算而選擇不同的程序，并且要盡可能有利于返修。在用設備采用超聲檢測加復層表面滲透檢測，同樣也要考慮復層是否參與強度計算來確定是否要增加復層內部缺陷的超聲檢測，超聲檢測的關鍵是要盡可能精確測定缺陷的指示長度及自身高度，為安全狀況等級評定提供尺寸數據。

【參考文獻】

[1]強天鵬.JB/T4730.1～4730.6-2005《承壓設備無損檢測》學習指南[Z].2005.

[2]強天鵬.壓力容器檢驗[Z].2008.

[責任編輯：湯靜]