鈦/鋼及鋯/鋼復合板容器微泄漏的組合檢測工藝

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(1.西安優耐特容器制造有限公司，西安 710201；2.環境保護部核與輻射安全中心，北京100082)

因鈦材、鋯材具有良好的耐蝕性能，被廣泛應用于制鹽、冶金、精細化工及制藥等行業。但由于鈦材、鋯材的成本較高，所以其容器造價也較高。

圖1 覆層蓋板焊接結構示意

鈦、鋯和鋼不能直接熔焊，其復合板容器覆層的焊接接頭位置一般采用墊條蓋板雙層保護的結構(見圖1)。該部位焊接接頭的焊接質量是整臺設備質量的關鍵。

在實際生產中,這些焊接接頭中一些微小穿透性氣孔或微裂紋等缺陷往往不易用常規檢測方法檢出，所以設備在壓力試驗的升壓操作過程中易出現焊縫泄漏。

針對某復合板設備在壓力試驗過程中出現微泄漏的情況，筆者總結了兩種組合檢測工藝，較好地解決了這一問題，為鈦/鋼、鋯/鋼復合板容器設備覆層蓋板焊縫微小缺陷的檢測提供了參考。

1 覆層蓋板焊縫常用無損檢測方法優缺點

復合板設備覆層蓋板焊縫常用的無損檢測方法優缺點如表1所示。

表1 復合板設備覆層蓋板焊縫常用

2 某鋯/鋼復合板設備微泄漏檢測工藝試驗

某鋯/鋼復合板設備的覆層蓋板焊縫在焊接完成后，按產品工藝要求，依據相關標準對其覆層焊縫進行著色滲透法和氣密檢漏法檢測，結果均合格；接著對設備進行整體水壓試驗，當保壓至30 min時，從某檢漏嘴發現了微泄漏。為了精確定位缺陷位置，進行了下述3種組合檢測工藝試驗。

2.1 氣密檢漏法-著色滲透法

圖2 氣密檢漏法檢測現場示例

氣密檢漏法-著色滲透法檢測工藝是先對泄漏區域蓋板焊縫進行氣密試驗，檢測現場示例如圖2所示。由被檢區域的檢漏嘴通入0.3 MPa(因空間較小，如果壓力大可能導致蓋板及其焊縫變形或破壞)壓縮空氣，保壓一定時間后,在其背部(容器內)覆層蓋板焊縫表面涂刷肥皂水并觀察，未發現漏點；接著將被檢部位表面清潔干燥后，按標準NB/T 47013.5-2015《承壓設備無損檢測 第5部分：滲透檢測》Ⅰ級的要求進行著色滲透檢測，也未發現漏點，其檢測現場示例如圖3所示。說明此種組合檢測工藝不能檢出復合板微泄漏缺陷。

圖3 著色滲透法檢測現場示例

2.2 氦氣檢漏法-熒光滲透法

圖4 氦氣檢漏法原理示意

氦氣檢漏法-熒光滲透法檢測工藝為先進行氦氣檢漏法檢測(按標準NB/T 47013.8-2012《承壓設備無損檢測 第8部分：泄漏檢測》)；然后進行熒光滲透法檢測。氦氣檢漏法原理示意如圖4所示，將氦氣與氮氣混合氣通過微泄漏區域檢漏嘴充入蓋板和殼體之間的空間，在容器內部用嗅吸探頭(吸槍)對蓋板及其焊縫進行檢測，檢測過程中氦檢漏儀在蓋板焊縫一段區域內報警，大致確定出了漏點的位置，但無法精確定位。經分析認為，因氦氣較輕，泄漏后在空氣中擴散較快，且報警需一定的響應時間，故不易明確判定泄漏點，氦氣檢漏法檢測現場示例如圖5所示。

圖5 氦氣檢漏法現場檢測示例

接著在氦檢漏儀報警區域(此區域焊縫長度約100 mm)按標準NB/T 47013.5-2015標準Ⅰ級的要求進行熒光滲透法檢測，清晰顯示出了漏點的形狀和位置，這種組合檢測工藝實現了漏點的精確定位。

2.3 氨氣檢漏法-熒光滲透法

氨氣檢漏法-熒光滲透法檢測工藝為先進行氨氣檢漏法檢測(按標準NB/T 47013.8-2012)。將微泄漏區域蓋板和殼體之間的空間抽成真空(不抽真空也可以，其效果稍差)，并在蓋板焊縫表面貼上對氨敏感的酚酞試紙(質量分數為1%的酚酞，質量分數為49%的酒精和50%的水)，然后將純氨通過微泄漏區域檢漏嘴充入蓋板和殼體之間的空間，保壓5 min，隨后發現微泄漏部位酚酞試紙(見圖6)約直徑20 mm的圓形片狀區域變紅，漏點區域基本確定。

圖6 氨氣檢漏法現場檢測示例

接著對該區域按標準NB/T 47013.5-2015 Ⅰ級的要求進行熒光滲透法檢測，很清晰地檢測出了漏點的形狀和位置。這種組合檢測工藝較好地實現了漏點的精確定位。

3 結語

通過上述3種組合檢測工藝的實踐，表明對復合板設備覆層蓋板焊縫的微泄漏檢測，可采用氦氣檢漏法-熒光滲透法，也可采用氨氣檢漏法-熒光滲透法，這兩種工藝均能精確地對漏點進行定位，解決了常規單一檢測方法無法檢測微泄漏或對漏點定位困難的問題。

[1] 胡學知.滲透檢測[M]. 北京：中國勞動社會保障出版社，2007．

[2] 《國防科技工業無損檢測人員資格鑒定與認證培訓教材》編審委員會.泄漏檢測[M].北京：機械工業出版社,2005．