無損檢驗部分

1、1,方德明 教授浙江工業(yè)大學(xué)Dmfang@zjut.edu.cn,無損檢測,第 五 講,固定式壓力容器安全技術(shù)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(diǎn)和注意事項進(jìn)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(dá)到200 mm及200 mm以上的壓力容器焊縫, 實(shí)施射

2、線照相是很困難的。,一、無損檢測部分引入新技術(shù)(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(shù)（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(shù)是利用缺陷端點(diǎn)的衍射波信號進(jìn)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(jié)構(gòu)。TOFD衍射時差法超聲檢測技術(shù)與其他無損檢測技術(shù)相比,有可靠和精確的優(yōu)點(diǎn)。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(shù)代替射線檢測方法提出了建議。,5,2007年國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局以國質(zhì)檢特函(2007) 402號文《關(guān)于進(jìn)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(shù)及其推廣應(yīng)用已經(jīng)日趨成熟,并處于國際先進(jìn)水平,某些方面

4、甚至處于國際領(lǐng)先水平?！缎氯菀?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(shè)計單位依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,在設(shè)計圖樣中提出。制造、安裝單位則根據(jù)自身的資質(zhì)和潛在能力,按照壓力容器的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、制造方法、工作介質(zhì)、使用條件以及按風(fēng)險評估要求確定的失效模式和檢驗策略,預(yù)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(zhì)量保證體系進(jìn)行控制,由制造安裝單位負(fù)責(zé), 局部無損檢測的部位由制造安裝單位檢驗部門根據(jù)實(shí)際情況指定是權(quán)責(zé)統(tǒng)一。由于焊縫交叉部位焊接條件比較苛刻,質(zhì)量很難控制;被其他元件覆蓋的焊縫,使用過程中很難再進(jìn)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(jìn)行檢測,檢測結(jié)果應(yīng)該有可記錄性,這對保證焊接接頭質(zhì)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(biāo)缺陷,則表示目前的焊接工藝或焊工技術(shù)水平可能存在問題,因此應(yīng)擴(kuò)大檢測比例來進(jìn)行驗證,若擴(kuò)大測仍有問題,則表明整條焊接接頭的質(zhì)量已無法信賴,因此只有全部進(jìn)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(zhì)量應(yīng)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(shè)計圖樣和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)根據(jù)本規(guī)程和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)優(yōu)先應(yīng)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(yīng)大于等于50 %。2、對接接頭100 %射線或超聲檢測 (一)圖樣和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)當(dāng)進(jìn)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(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度材料焊縫,由于缺口敏感性比較高,產(chǎn)生細(xì)長型冷、熱、再熱和應(yīng)力腐蝕裂紋的趨勢比較明顯,因此,每條焊縫還應(yīng)當(dāng)附加局部超聲檢測；如采用超聲檢測，附加局部檢測應(yīng)當(dāng)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(bǔ)強(qiáng)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(shí)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(yīng)當(dāng)進(jìn)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(shí)不能進(jìn)行射線或者超聲檢測時,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行100%表面檢測。(4.5.3.1第（3）點(diǎn)),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(yīng)當(dāng)按JB /T 4730的規(guī)定執(zhí)行,其質(zhì)量要求和合格級別應(yīng)當(dāng)滿足如下要求： (1)對接焊接接頭應(yīng)當(dāng)進(jìn)行100%無損檢測的鋼制壓力容器等,當(dāng)采用射線檢測時,其射線檢測技術(shù)等級不應(yīng)低于AB 級,其合格級別不應(yīng)低于Ⅱ級;

11、 當(dāng)采用超聲檢測時,其超聲檢測技術(shù)等級不應(yīng)低于B 級,合格級別不應(yīng)低于Ⅰ級。,五、焊接接頭內(nèi)部質(zhì)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(yīng)當(dāng)進(jìn)行局部無損檢測的鋼制壓力容器,當(dāng)采用射線檢測時,其射線檢測技術(shù)等級不應(yīng)低于AB 級,其合格級別不應(yīng)低于Ⅲ級,且不允許有未焊透;當(dāng)采用超聲檢測時,其超聲檢測技術(shù)等級不應(yīng)低于B 級,合格級別不應(yīng)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(dāng)采用射線檢測時,其射線檢測技術(shù)等級不應(yīng)當(dāng)?shù)陀贏B 級,其合格級別為Ⅱ級;當(dāng)采用超聲檢測時,其超聲檢測技術(shù)等級不應(yīng)當(dāng)?shù)陀贐級,合格級別不應(yīng)當(dāng)?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(yīng)當(dāng)?shù)陀冖蚣墶?(7)當(dāng)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(zhì)量要求和合格級別,應(yīng)當(dāng)按各自執(zhí)行的規(guī)程確定,并且均應(yīng)當(dāng)合格。,18,現(xiàn)場組裝焊接的壓力容器，在耐壓試驗前，應(yīng)當(dāng)對現(xiàn)場焊接的焊接

13、接頭進(jìn)行表面無損檢測；在耐壓試驗后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行20%（局部）表面無損檢測。若發(fā)現(xiàn)裂紋等超標(biāo)缺陷，則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)充檢測，若仍不合格，則應(yīng)當(dāng)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(yù)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(jìn)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(zhì)量,前面得到,現(xiàn)場組焊的球形壓力容器,在耐壓試驗前,應(yīng)當(dāng)對現(xiàn)場焊接的焊接接頭進(jìn)行表面無損檢測;在耐壓試驗后,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行不少于20%的表面無損檢測。若發(fā)現(xiàn)裂紋等超標(biāo)缺陷,則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)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(yīng)當(dāng)對該焊接接頭進(jìn)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(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)逐張進(jìn)行超聲檢測： (1)盛裝介質(zhì)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(shè)計壓力大于等于10MPa 的壓力容器。 (4)壓力容器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定逐張進(jìn)行超聲檢測的鋼板。 鋼板超聲檢測應(yīng)當(dāng)按JB/T4730.3—200

16、5《承壓設(shè)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(yīng)當(dāng)不低于Ⅱ級。用于第(4))項的鋼板，合格等級應(yīng)當(dāng)按相應(yīng)壓力容器引用標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量分級可執(zhí)行JB /T 4730—2005《承壓設(shè)備無損檢測》標(biāo)準(zhǔn),其檢測比例和合格級別可以按引用標(biāo)準(zhǔn)或者設(shè)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(shè)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(fù)合板;徑為12～660 mm、壁厚≥2 mm 的碳鋼、低合金鋼無縫鋼