不銹鋼復(fù)合鋼制壓力容器無(wú)損檢測(cè)程序及要點(diǎn)

姚正華

【摘 要】本文根據(jù)不銹鋼復(fù)合板鋼制壓力容器的設(shè)計(jì)及制造特點(diǎn)，對(duì)在制和在用不銹鋼復(fù)合鋼制壓力容器無(wú)損檢測(cè)程序及要點(diǎn)進(jìn)行分析和總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】不銹鋼復(fù)合板鋼制壓力容器；無(wú)損檢測(cè)；程序及要點(diǎn)

不銹鋼復(fù)合鋼板于具有良好的綜合性能和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，在石油化工、食品工業(yè)等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。不銹鋼復(fù)合鋼板所制造的壓力容器，其基層主要滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，而復(fù)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(shù)、熱處理技術(shù)、無(wú)損檢測(cè)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(fù)合鋼制壓力容器無(wú)損檢測(cè)程序及要點(diǎn)進(jìn)行分析和總結(jié)，以供同行借鑒和參考。

1 不銹鋼復(fù)合鋼制壓力容器設(shè)計(jì)及制造特點(diǎn)

不銹鋼復(fù)合鋼制壓力容器焊接時(shí)一般應(yīng)采用先焊基層焊縫，然后焊過(guò)渡焊縫，最后焊覆層焊縫的順序。而其設(shè)計(jì)強(qiáng)度計(jì)算分兩種情況：復(fù)層厚度參與復(fù)合金屬材料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度計(jì)算和復(fù)層厚度不參與復(fù)合金屬材料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度計(jì)算。這兩種情形對(duì)復(fù)層焊縫質(zhì)量要求是不同的。

2 不銹鋼復(fù)合鋼制壓力容器在制無(wú)損檢測(cè)程序及要點(diǎn)

如果復(fù)層與基層共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，那么復(fù)層應(yīng)與基層的焊縫質(zhì)量要求相同，復(fù)層除了要進(jìn)行表面滲透檢測(cè)外，還要進(jìn)行射線檢測(cè)檢查內(nèi)部缺陷，合格級(jí)別與基層相同。焊接接頭的無(wú)損檢測(cè)程序應(yīng)按設(shè)計(jì)文件執(zhí)行，當(dāng)設(shè)計(jì)文件無(wú)規(guī)定時(shí)，可按下述方法之一進(jìn)行：第一種 基層焊接完畢后進(jìn)行射線檢測(cè)，過(guò)渡層及復(fù)層全部焊完后再進(jìn)行射線檢測(cè)和復(fù)層表面滲透檢；第二種 基層、過(guò)渡層和復(fù)層焊縫全部焊接完后，進(jìn)行射線檢測(cè)和復(fù)層表面滲透檢。第一種程序由于先進(jìn)行基層的射線檢測(cè)，可以在焊過(guò)渡層之前，進(jìn)行基層焊接缺陷的返修，全部焊接完成后進(jìn)行的射線檢測(cè)，再發(fā)現(xiàn)的缺陷就應(yīng)是復(fù)層的缺陷，按第二種程序進(jìn)行焊接和無(wú)損檢測(cè)，由于射線底片評(píng)定不能評(píng)定埋藏缺陷的深度，無(wú)法得知缺陷是在基層上還是在復(fù)層上，也就無(wú)法確定從那一面返修比較好，這樣對(duì)返修質(zhì)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(fù)層不參與強(qiáng)度計(jì)算，僅起到耐腐蝕的作用，則復(fù)層的焊縫質(zhì)量要求可以降低，對(duì)內(nèi)部缺陷無(wú)檢測(cè)要求，僅作表面滲透檢測(cè)。焊接接頭的無(wú)損檢測(cè)程序應(yīng)按設(shè)計(jì)文件執(zhí)行，當(dāng)設(shè)計(jì)文件無(wú)規(guī)定時(shí)，也有兩種方法可選擇：第一種 基層焊接完畢后進(jìn)行射線檢測(cè)，過(guò)渡層及復(fù)層全部焊完后再進(jìn)行復(fù)層表面滲透檢測(cè)，只有SH/T3529-2009《石油化工不銹鋼復(fù)合鋼焊接規(guī)程》提出在過(guò)渡層和復(fù)層焊縫全部焊完后，還需進(jìn)行5%的射線檢測(cè)，焊縫不得存在裂紋；第二種 基層、過(guò)渡層和復(fù)層焊縫全部焊接完后，進(jìn)行射線檢測(cè)和復(fù)層表面滲透檢測(cè)。同樣制造單位應(yīng)盡可能的選擇有利于返修的第一種程序。對(duì)于第二種程序由于無(wú)法區(qū)分缺陷的位置而不得不進(jìn)行盲目的返修，過(guò)渡層焊接接頭的組織和性能非常不均勻，返修中極易產(chǎn)生裂紋，避免過(guò)渡層焊接返修是制造單位選擇工藝中考慮的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

3 不銹鋼復(fù)合鋼制壓力容器在用無(wú)損檢測(cè)程序要點(diǎn)

由于射線檢測(cè)對(duì)在用壓力容器而言存在檢測(cè)成本高、速度慢、現(xiàn)場(chǎng)條件要求高的缺點(diǎn)，而且重要的一點(diǎn)是射線檢測(cè)無(wú)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(yàn)規(guī)則》對(duì)在用壓力容器埋藏缺陷（非裂紋性缺陷）應(yīng)根據(jù)缺陷長(zhǎng)度和自身高度進(jìn)行安全狀況等級(jí)評(píng)定，所以在用壓力容器的埋藏缺陷檢測(cè)通常選擇超聲檢測(cè)，而且超聲檢測(cè)還具有檢測(cè)成本低，速度快，儀器體積小，重量輕，現(xiàn)場(chǎng)使用方便的優(yōu)點(diǎn)。JB/T 4730.3對(duì)在用承壓設(shè)備按“合于使用”原則進(jìn)行超聲檢測(cè)缺陷定量、缺陷性質(zhì)和屬性的確定的內(nèi)容。

不銹鋼復(fù)合鋼制壓力容器對(duì)接焊縫質(zhì)量的檢查一般采用斜探頭在外壁進(jìn)行基層內(nèi)部缺陷的檢測(cè)，由于基層與堆焊層材質(zhì)的不同，反射波在基層聲程以外區(qū)域的判斷較為困難，不能作為復(fù)層缺陷判定的依據(jù)。如果復(fù)層不參與強(qiáng)度計(jì)算，復(fù)層可僅作表面滲透檢測(cè)。如果復(fù)層與基層共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，則復(fù)層還需進(jìn)行埋藏缺陷的檢測(cè)，對(duì)于復(fù)層內(nèi)部缺陷及復(fù)層與基層結(jié)合處缺陷的檢測(cè)方法，本人認(rèn)為在實(shí)際檢測(cè)中盡可能在內(nèi)壁將復(fù)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(cè)手段結(jié)合起來(lái)，充分利用斜探頭對(duì)堆焊層下有一定傾角的裂紋性缺陷（再熱裂紋）敏感的特點(diǎn)，將可疑區(qū)域做記錄與直探頭檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，慎防漏檢。

對(duì)在用壓力容器超聲檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的超過(guò)制造標(biāo)準(zhǔn)的埋藏缺陷并不是都要消除，但是要確定缺陷的缺陷長(zhǎng)度和自身高度，為T(mén)SG R7001《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》安全狀況等級(jí)評(píng)定提供尺寸數(shù)據(jù)。在實(shí)際檢測(cè)發(fā)現(xiàn)缺陷回波時(shí)，應(yīng)對(duì)位于定量線及定量線以上的超標(biāo)缺陷進(jìn)行回波幅度、埋藏深度、指示長(zhǎng)度、缺陷取向和自身高度的測(cè)定，并對(duì)缺陷的類型和性質(zhì)盡可能作出判定。在測(cè)定以上參數(shù)時(shí)，一般采用直射波，掃查靈敏度可根據(jù)需要確定，但不得使噪聲回波高度超過(guò)滿刻度的20%。在JB/T 4730.3所提供的缺陷自身高度的測(cè)定方法中，利用6dB法測(cè)定缺陷自身高度應(yīng)該是一種比較成熟和通俗的測(cè)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(qiáng)，是一種主要的缺陷自身高度的測(cè)定方法。利用端點(diǎn)衍射法測(cè)定缺陷自身高度應(yīng)該說(shuō)是一種比較準(zhǔn)確的測(cè)定方法，是國(guó)家“八五”攻關(guān)課題研究成果，其關(guān)鍵在于識(shí)別端點(diǎn)回波及端點(diǎn)衍射回波，應(yīng)選擇掌握超聲波端點(diǎn)衍射檢驗(yàn)技能的持證無(wú)損檢測(cè)人員承擔(dān)。目前超聲衍射波時(shí)差檢測(cè)技術(shù)和相控陣技術(shù)已得到推廣應(yīng)用，這些方法可得到內(nèi)部缺陷更直觀和更精確的數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在制與在用不銹鋼復(fù)合鋼制壓力容器的無(wú)損檢測(cè)手段是有所不同的，在制設(shè)備焊縫采用射線檢測(cè)加復(fù)層表面滲透檢測(cè)，同時(shí)要考慮復(fù)層是否參與強(qiáng)度計(jì)算而選擇不同的程序，并且要盡可能有利于返修。在用設(shè)備采用超聲檢測(cè)加復(fù)層表面滲透檢測(cè)，同樣也要考慮復(fù)層是否參與強(qiáng)度計(jì)算來(lái)確定是否要增加復(fù)層內(nèi)部缺陷的超聲檢測(cè)，超聲檢測(cè)的關(guān)鍵是要盡可能精確測(cè)定缺陷的指示長(zhǎng)度及自身高度，為安全狀況等級(jí)評(píng)定提供尺寸數(shù)據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]強(qiáng)天鵬.JB/T4730.1～4730.6-2005《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》學(xué)習(xí)指南[Z].2005.

[2]強(qiáng)天鵬.壓力容器檢驗(yàn)[Z].2008.

[責(zé)任編輯：湯靜]