無損檢驗部分

1、1,方德明 教授浙江工業(yè)大學Dmfang@zjut.edu.cn,無損檢測,第 五 講,固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程,2,新容規(guī)第四章第4.5節(jié)為無損檢測部分內(nèi)容。 本講對《新容規(guī)》無損檢測部分的內(nèi)容、主要特點和注意事項進行簡要分析。,3,隨著大直徑厚壁壓力容器日益增多,對現(xiàn)場組焊厚度超過100 mm的壓力容器焊縫的射線照相已成為約束壓力容器制造的瓶頸,尤其是厚度達到200 mm及200 mm以上的壓力容器焊縫, 實施射

2、線照相是很困難的。,一、無損檢測部分引入新技術(4.5.2),4,《新容規(guī)》第八十三條引入衍射時差法超聲檢測技術（TOFD）—(三)可以采用衍射時差法超聲檢測（TOFD）代替射線檢測。這對國內(nèi)大型壓力容器的制造、安裝具有重要作用。TOFD衍射時差法超聲檢測技術是利用缺陷端點的衍射波信號進行檢測和測定缺陷尺寸的一種超聲檢測方法,通常采用一發(fā)一收模式的雙探頭結構。TOFD衍射時差法超聲檢測技術與其他無損檢測技術相比,有可靠和精確的優(yōu)點。美國

3、在ASME規(guī)范第Ⅲ卷動力鍋爐部分、第Ⅷ卷壓力容器部分以案例形式,對TOFD衍射時差法超聲檢測技術代替射線檢測方法提出了建議。,5,2007年國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局以國質檢特函(2007) 402號文《關于進一步完善鍋爐壓力容器壓力管道安全監(jiān)察工作的通知》規(guī)定，對現(xiàn)場制造安裝壁厚60 mm 以上的壓力容器, 可以采用TOFD檢測方法替代射線檢測。我國的TOFD衍射時差法超聲檢測技術及其推廣應用已經(jīng)日趨成熟,并處于國際先進水平,某些方面

4、甚至處于國際領先水平。《新容規(guī)》將其作為一種法定的檢測方法是完全合理和十分必要的。,6,二、壓力容器對接接頭內(nèi)部缺陷無損檢測方法 的選擇(4.5.2),對接接頭內(nèi)部缺陷無損檢測方法的選擇通常由設計單位依據(jù)相關標準的要求,在設計圖樣中提出。制造、安裝單位則根據(jù)自身的資質和潛在能力,按照壓力容器的材質、結構、制造方法、工作介質、使用條件以及按風險評估要求確定的失效模式和檢驗策略,預計可能產(chǎn)生的缺陷種類、形狀、部位和方向,制定合

5、適的無損檢測工藝。,7,局部無損檢測的壓力容器,其最終安全主要由制造、安裝單位的質量保證體系進行控制,由制造安裝單位負責, 局部無損檢測的部位由制造安裝單位檢驗部門根據(jù)實際情況指定是權責統(tǒng)一。由于焊縫交叉部位焊接條件比較苛刻,質量很難控制;被其他元件覆蓋的焊縫,使用過程中很難再進行檢測。因此對所有的焊縫交叉部位以及將被其他元件覆蓋的焊縫部分必須進行檢測,檢測結果應該有可記錄性,這對保證焊接接頭質量和定期檢驗來說是有利的。,8,局部無損

6、檢測的壓力容器,若在檢測部位發(fā)現(xiàn)超標缺陷,則表示目前的焊接工藝或焊工技術水平可能存在問題,因此應擴大檢測比例來進行驗證,若擴大測仍有問題,則表明整條焊接接頭的質量已無法信賴,因此只有全部進行無損檢測?！缎氯菀?guī)》4.5.3.2條中的這些規(guī)定對于提高產(chǎn)品質量應該說是合理的。,9,由上知，《新容規(guī)》讓壓力容器制造單位根據(jù)設計圖樣和有關標準的規(guī)定選擇檢測方法?！独先菀?guī)》則規(guī)定壓力容器制造單位應根據(jù)本規(guī)程和有關標準的規(guī)定選擇探傷方法。新、老《

7、容規(guī)》對檢測方法的選擇都提出了要求。但《新容規(guī)》未明確規(guī)定鐵磁性材料壓力容器的表面檢測應優(yōu)先應用磁粉檢測。( 第八十三條),10,1、《新容規(guī)》對低碳鋼和低合金鋼（鐵素體鋼）制低溫容器局部無損檢測的比例應大于等于50 %。2、對接接頭100 %射線或超聲檢測 (一)圖樣和相關標準規(guī)定應當進行全部射線或超聲檢測的壓力容器。 (二)第Ⅲ類壓力容器。 (三)按分析設計標準制造的壓力容器。 (四)采用氣壓試驗的壓

8、力容器。(老的為第85條),,三、對接接頭的無損檢測比例(4.5.3.2),11,3、對于Rm ≥540MPa的高強度材料焊縫,由于缺口敏感性比較高,產(chǎn)生細長型冷、熱、再熱和應力腐蝕裂紋的趨勢比較明顯,因此,每條焊縫還應當附加局部超聲檢測；如采用超聲檢測，附加局部檢測應當包括所有的丁字口焊縫，附加局部檢測的方法和比例按本規(guī)程，增加原無損檢測比例的20%（理解一下,是什么的20% ）。,12,4、局部無損檢測壓力容器的某些部位　局部無損

9、檢測的部位，《老容規(guī)》對有下列幾條必須100 %無損檢測(射線或超聲) : a)先拼板后成形的凸形封頭; b)拼接管板對接接頭； c) 拼接補強圈的對接接頭。 《新容規(guī)》第4.5.3.2.3條提到，“局部無損檢測的部位由制造單位檢驗部門根據(jù)實際情況指定。但對所有的丁字口焊接接頭以及將要被其他元件所覆蓋的焊接接頭應當進行射線檢測 。 ”未提及上述幾條，且檢測比例未明確。,13,《新容規(guī)》規(guī)定對有無損檢測要求

10、的角接接頭、T形接頭,確實不能進行射線或者超聲檢測時,應當進行100%表面檢測。(4.5.3.1第（3）點),四、角接接頭、T形接頭的無損檢測,14,《新容規(guī)》規(guī)定， A、B 類焊接接頭的射線或者超聲檢測應當按JB /T 4730的規(guī)定執(zhí)行,其質量要求和合格級別應當滿足如下要求： (1)對接焊接接頭應當進行100%無損檢測的鋼制壓力容器等,當采用射線檢測時,其射線檢測技術等級不應低于AB 級,其合格級別不應低于Ⅱ級;

11、 當采用超聲檢測時,其超聲檢測技術等級不應低于B 級,合格級別不應低于Ⅰ級。,五、焊接接頭內(nèi)部質量的無損檢測要求 和合格級別（4.5.34）,15,(2)對接焊接接頭應當進行局部無損檢測的鋼制壓力容器,當采用射線檢測時,其射線檢測技術等級不應低于AB 級,其合格級別不應低于Ⅲ級,且不允許有未焊透;當采用超聲檢測時,其超聲檢測技術等級不應低于B 級,合格級別不應低于Ⅱ級。,16,(3)有無損檢測要求的鋼制角接接頭、T形接頭

12、,當采用射線檢測時,其射線檢測技術等級不應當?shù)陀贏B 級,其合格級別為Ⅱ級;當采用超聲檢測時,其超聲檢測技術等級不應當?shù)陀贐級,合格級別不應當?shù)陀冖窦墶?17,(6)對于采用衍射時差法超聲檢測的焊接接頭,其合格級別不應當?shù)陀冖蚣墶?(7)當分別采用射線檢測、衍射時差法超聲檢測或者脈沖反射法超聲檢測時,其質量要求和合格級別,應當按各自執(zhí)行的規(guī)程確定,并且均應當合格。,18,現(xiàn)場組裝焊接的壓力容器，在耐壓試驗前，應當對現(xiàn)場焊接的焊接

13、接頭進行表面無損檢測；在耐壓試驗后，應當進行20%（局部）表面無損檢測。若發(fā)現(xiàn)裂紋等超標缺陷，則應當進行補充檢測，若仍不合格，則應當對該焊接接頭做全部表面無損檢測。,六、現(xiàn)場組焊壓力容器表面無損檢測,19,現(xiàn)場組裝焊接的壓力容器由于現(xiàn)場條件的限制,其預熱、焊接工藝和熱處理工藝很難控制,因此在制造安裝后以及耐壓試驗前、后,焊接接頭仍有可能產(chǎn)生延遲裂紋和再熱裂紋等缺陷。因此在耐壓試驗前、后進行表面無損檢測是很有必要的。,20,為了保證現(xiàn)場組

14、焊重要壓力容器的質量,前面得到,現(xiàn)場組焊的球形壓力容器,在耐壓試驗前,應當對現(xiàn)場焊接的焊接接頭進行表面無損檢測;在耐壓試驗后,應當進行不少于20%的表面無損檢測。若發(fā)現(xiàn)裂紋等超標缺陷,則應當進行補檢測(在該缺陷兩端的延伸部位增加檢測長度,增加的長度為該焊接接頭長度的10%且不少于250 mm);若仍存在不允許的缺陷,則應當對該焊接接頭進行全部表面檢測。這種處理方式從中國的現(xiàn)狀和保證安全來說應當是必要和及時的。,21,用于制造壓力容器殼體

15、并且厚度大于或等于12mm 的碳素鋼和低合金鋼鋼板（不包括多層壓力容器的層板），凡符合下列條件之一的，應當逐張進行超聲檢測： (1)盛裝介質毒性程度為極度、高度危害的壓力容器。 (2)在濕硫化氫腐蝕環(huán)境中使用的壓力容器。 (3)設計壓力大于等于10MPa 的壓力容器。 (4)壓力容器產(chǎn)品標準中規(guī)定逐張進行超聲檢測的鋼板。 鋼板超聲檢測應當按JB/T4730.3—200

16、5《承壓設備無損檢測 第3 部分：超聲檢測》的規(guī)定。用于第(1)至第(3)項的鋼板，合格等級應當不低于Ⅱ級。用于第(4))項的鋼板，合格等級應當按相應壓力容器引用標準的規(guī)定。,七、原材料無損檢測—2.5鋼板超聲檢測,,22,原材料和零部件的無損檢測主要采用超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測和渦流檢測。其檢測方法和質量分級可執(zhí)行JB /T 4730—2005《承壓設備無損檢測》標準,其檢測比例和合格級別可以按引用標準或者設計圖樣的要求確定。,2

17、3,超聲檢測主要適用于檢測承壓設備原材料和零部件的內(nèi)部缺陷;包括6～250 mm的碳素鋼、低合金鋼、鐵素體型不銹鋼、馬氏體型不銹鋼、奧氏體型不銹鋼、雙相鋼和鎳及鎳基合金板材;厚度大于或等于6 mm的鋁及鋁合金和鈦及鈦合金板材;厚度小于等于1000 mm碳鋼、低合金鋼鋼鍛件。,24,超聲檢測也適用于基板厚度大于或等于6 mm的不銹鋼、鈦及鈦合金、鋁及鋁合金、鎳及鎳基合金復合板;徑為12～660 mm、壁厚≥2 mm 的碳鋼、低合金鋼無縫鋼