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摘要:在制作压力容器时,选用复合式的不锈钢板可以强化容器的承载性,进而也增加了强度。然而,不锈钢复合板融合了双重的材质,这两类材质分别呈现出各异的理化特性。具体在检测中,检测人员应能考虑到综合的容器材质特性,在此基础上选取最合适的检测流程及方式。从目前阶段来看,针对焊接压力容器过程中的无损检测仍没能达到成熟,有待长期的改进。未来的实践中,还需继续归纳无损检测的经验,完善配套的检测技术。
关键词:不锈钢复合板、压力容器焊接、无损检测技术
引言:压力容器的无损检测已经得到了广泛应用,它的优势和作用对于压力容器的生产有着积极的作用,在压力容器的检测中,就必须正确的使用无损检测技术,这样才能保证压力容器在运行中的安全系数。
1无损检测方法
无损检测是指在不破坏试样的前提下,通过物理的方法或者通过化学的方法,凭借先进的检测技术,对压力容器等的结构、内部和表面的试样性能、状态进行检测和试验的方法。较为常用的检测方法有射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测、激光全息无损检测和声发射检测等无损检测技术和新型检测技术。
1.1射线检测
射线探伤技术常用在检测压力容器是否有存在的气孔、密孔、夹渣、熔接和焊缝未熔透等缺陷的可能,对于人体不便进入进行检测及不能用超声波检测的单层、多层、球型压力容器也可使用此方法,但不适用于锻件、管材、棒材的检测。射线探伤可以获得存在的缺陷的视觉图像,它对缺陷的长度和宽度的测量更为精确,其结果也更为直观且益于长期保存。该方法对体积缺陷(气孔和夹渣)检测率高,但体积缺陷在摄影角度不佳时易泄漏。另外,该方法不适用于较厚的工件,具有检测成本高,速度慢,对人体有害,需要特殊保护的不足之处。
1.2超声波检测
超声检测是通过利用超声波在介质中传播过程中会产生衰减的特性来检测压力容器中的缺陷。这种检测方法可用于检测压力容器焊缝中的缺陷,检测其内表面的裂纹,也可用于检测高压螺栓中可能出现的裂纹。这种方法具有检测灵敏度较高、穿透力强、检测效率高、成本低等优点。与此同时,这种检测仪的体积小巧,便于携带和手持操作,且对人无害。但这种方法检测出的结果对缺陷的定性和定量表征的体现是不准确的。
1.3磁粉检测
磁粉探伤是基于磁场与磁粉相互作用的无损检测方法。在铁磁材料为原材料的压力容器的检验、制造和安装的过程中,可以采用这种检测方式来进行质量控制,通过质量检验和缺陷修复来监测生产过程,发现钢铁类、磁性材料表面和近表面可能存在的裂纹、折叠、切割等缺陷,确保产品质量合格。磁粉探伤的灵敏度高、速度快、成本低,但是只适用于磁性材料,而且其检测结果有时会受压力容器或其他工件的形状和尺寸影响。
1.4渗透检测
渗透检测源于毛细管现象,这种方法是将渗透液渗入压力容器表面,用显像剂查看清理后工件表面是否存在开放缺陷的方法。常用于除多孔疏松的材料外如钢、有色金属、塑料等材料的压力容器的表面开口缺陷。这种检测方法操作容易,显示缺陷方式直观,缺陷检测灵敏度高,可接受的材料范围宽,因此,每次检测缺陷的显示面宽,适于用在对复杂形状零件进行全面检测。然而,它只可用来检测材料表面的开口缺陷,不适合检测多孔材料,同时这种方法也会污染工件和工作环境。
1.5声发射检测
声发射检测是通过检测压力容器使用的材料在受力时产生的应力波来确定容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。
压力容器在高温和高压条件下由于材料的疲劳和腐蚀而开裂。在裂纹形成、扩展和开裂过程中,发射出不同尺寸的声发射信号。根据声发射信号的大小,可以检测到裂纹,并确定裂纹扩展的程度。声发射信号是在外界条件下产生的,它们对缺陷的变化很敏感,检测灵敏度很高。它们可以以微米量级检测微裂纹的产生和传播的信息。另外,由于许多种类的材料均具有声发射的特性,因此,可以说声发射检测几乎不受材料种类的限制,可以用于长期监控缺陷,对缺陷进行超限报警。
2焊接不锈钢复合板的无损检测技术
焊接不锈钢复合板的具体工艺为:开单面v性坡口,复合层刨至离坡口10mm处,打磨光滑后用渗透(PT)检测坡口质量,确定无分层、重叠等缺陷。卷制完成后先焊纵焊缝基层,经校圆后组装封头筒节,然后焊接环缝基层,基层焊接结束后将根部磨平,进行渗透检测(PT),除去因筒体卷制、组对造成的复合层开裂及因两种材料的焊接收缩系数不同而造成的微裂纹,除去表面开口性质的裂纹等缺陷后再对整个基层进行超声检测(UT)。
因两种材料的焊接收缩系数不同在基层焊接完成后容易在基层与复合层之间产生裂纹性质的缺陷,而超声检测对裂纹性质的缺陷其检出率要强于RT检测,如在基层焊接接头中存在超标缺陷时也容易进行返修,且不会影响复合层的焊接质量。经过超声检测合格后再开始复合层焊缝堆焊(焊接材料与复合板相同)至整个焊缝成型,成型后的焊缝进行修磨后再进行渗透检测,以除掉焊接过程中产生的开口性缺陷,最终对所有对接焊缝进行100%的射线检测,用以排除超声和渗透检测方式中无法发现或难以发现的超标缺陷。针对于复合板不镑钢焊接的无损检测可选如下的技术流程。
第一类方式为:针对AB这两类的基层接头,焊接过后即可通过超声或射线的具体检测。检测人员在这个步骤中,有必要结合实情来设置合格等级以及检测比例。经过初步测查,再进入后续的复层及过渡层焊缝测查。在这其中,若选用了渗透检测那么需要确认I级的焊缝检测等级。选用这类检测可在更大范围内确保符合基层强度,同时也便利了后续的返修。然而,这类检测也较易漏掉焊接时的过渡层,因而留下了后续测查时的隐患。
第二类方式为:完成基层焊接以后,直接进入超声或射线的无损检测。检测了基层材质后,再次打磨容器内的焊缝而后进入磁粉检测。在确认合格后,再次焊接容器的过渡层。经过表层的检测,相关人员可进入后期的焊接复层。在最后步骤中,无损检测才进入了检测渗透的过程中。如果有必要,可选择射线检测用来探测过渡层、基层和容器复层。这种操作可以妥善防控漏检复层和过渡层,需要从全程入手来监督焊接质量。然而,这类检测也耗费了额外的工序成本,流程比较繁琐。
第三类方式为:针对CD等级的接头焊缝,检测人员可视情况来选取较低层次的无损检测。在详细测定时,也可参照给出的容器等级予以具体设置。这类检测较多适用于容器接管、封头以及筒体、容器支架衔接的垫板鞍座等。总体来看,较低层次的焊接容器检测针对于少数受压或者非受压性的容器构件。操作时,还需要考虑到检测表层焊材的具体方式,设置因地制宜的无损检测。
结束语:相比于常见材质,不镑钢轧制得到的复合板兼具了优良的强度以及耐腐蚀的特性,因而可用在化工炼油等较多行业。具体在检测时,相关人员也需要配备独特的方式用来测定复合板容器的真实性能,防控细微的质量弊病。选用无损检测的具体方式来测探压力容器的特性,在根本上提升了检测容器的总体质量。
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