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在用球罐的無損檢測(cè)技術(shù)

文檔作者：陳玉寶葉偉文文檔來源：廣州市鍋爐壓力容器監(jiān)檢驗(yàn)所		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年08月18日
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第17卷第4共
中國鍋爐壓力容器安全
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無損檢測(cè)
在用球罐的無損檢測(cè)技術(shù)
陳玉寶偉文
 TH49 B
(廣州市鍋爐壓力容器監(jiān)檢驗(yàn)所廣州510080)
摘要球罐的定期檢驗(yàn)中,無損檢測(cè)是其最重要的部分本文介紹了利用聲發(fā)射檢測(cè)輔以磁粉檢測(cè)
和超聲波檢測(cè)復(fù)驗(yàn)進(jìn)行球檢測(cè)的特點(diǎn),說明了該方法的可行性。
 Abstract Nondestructive testing (NDT) is the most important part in the periodic inspection of a spherical
 vessel. The acoustic emission testing which is available way in spherical vessel's inspections is introduced.
關(guān)鍵詞球罐破裂無損檢測(cè)聲發(fā)射
球形容器作為貯存介質(zhì)的壓力容器,開始于二裂,以彈性波形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。
十世紀(jì)三十年代末,它具有節(jié)省材料、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造用儀器檢測(cè)分析聲發(fā)射信號(hào)和利用聲發(fā)射信號(hào)推
價(jià)低、投資小等優(yōu)點(diǎn)。從二十世紀(jì)六十年代起,大量斷聲發(fā)射源的技術(shù)稱為聲發(fā)射技術(shù)聲發(fā)射技術(shù)
應(yīng)用在工業(yè)、國防和民用生活中,是石油工業(yè)中貯存是二十世紀(jì)六十年代開始的一種無損檢測(cè)方法,八
和運(yùn)輸石油氣體、液體及液化氣體的主要壓力容器,十年代以來隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和
也廣泛用于原料、中間產(chǎn)品及成品的貯存。但由于應(yīng)用聲發(fā)射檢測(cè)設(shè)備逐步得到完善。目前聲發(fā)射
球罐儲(chǔ)存的多是易燃和有毒介質(zhì),所以它的安全運(yùn)技術(shù)在壓力容器檢驗(yàn)中的應(yīng)用在美國已較普及和成
行尤為重要。除了設(shè)計(jì)、安裝質(zhì)量和按規(guī)章操作外,功,并于1989年將金屬和復(fù)合材料壓力容器檢驗(yàn)標(biāo)
定期檢驗(yàn)是確保球罐安全運(yùn)行的有效手段。
準(zhǔn)正式收入ASME規(guī)范。我國也頒布了機(jī)械部標(biāo)
總結(jié)在用球罐檢驗(yàn)技術(shù),及時(shí)掌握最新檢驗(yàn)檢準(zhǔn)JB/T7667-95《在役壓力容器聲發(fā)射檢測(cè)評(píng)定方
測(cè)手段,才能使球罐檢驗(yàn)工作再上新的臺(tái)階。我們法和國家標(biāo)準(zhǔn)GBT18182-2000(金屬壓力容器
經(jīng)過三年多的實(shí)踐證明,用聲發(fā)射檢測(cè)結(jié)合其他常聲發(fā)射檢測(cè)及結(jié)果評(píng)價(jià)方法》現(xiàn)在聲發(fā)射檢測(cè)已
規(guī)無損檢測(cè)方法的復(fù)驗(yàn)來檢測(cè)球罐是良好方法。經(jīng)作為一種常規(guī)的無損檢測(cè)方法應(yīng)用在鍋爐壓力容
器和壓力管道的檢測(cè)中。
1聲發(fā)射檢測(cè)
聲發(fā)射技術(shù)是根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)出的應(yīng)力波判斷
1.1聲發(fā)射檢測(cè)的特點(diǎn)
結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷程度的一種無損檢測(cè)方法,它與傳統(tǒng)
材料或結(jié)構(gòu)受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷的超聲波射線等常規(guī)無損檢測(cè)方法主要區(qū)別在于
焊接鋼管的原材料控制、力學(xué)性能(包括高溫力學(xué)性成分,尤其是含碳量,PS含量的控制以及冶煉過
能)、工藝性能(擴(kuò)口、壓扁及彎曲等)、安全性能(爆程中精練的使用等)直接影響焊鋼管的質(zhì)量及其焊
破實(shí)驗(yàn)以及焊接鋼管表面質(zhì)量來綜合判斷焊接鋼接特性。
管的質(zhì)量。
(4)焊接鋼管的壓扁試驗(yàn)、擴(kuò)口試驗(yàn)等工藝實(shí)驗(yàn)
(2)隨著鍋爐焊管的試制和今后的推廣使用,需和焊管的爆破試驗(yàn)?zāi)鼙容^敏感地檢測(cè)焊管的焊接質(zhì)
要制定關(guān)于鍋爐用焊接鋼管的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)或量及其焊接參數(shù)的穩(wěn)定性。焊接鋼管母材及焊縫的
技術(shù)條件中應(yīng)充分考慮焊管的焊接特性和在鍋爐中金相檢測(cè)可以從組織上判斷焊接質(zhì)量的優(yōu)劣
使用的特點(diǎn)。
(收稿日期2000-08-31)
(3)焊接鋼管所使用的原材料鋼帶的質(zhì)量(化學(xué)
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中國鍋爐壓力容器安全
第17卷第4期
聲發(fā)射技術(shù)是一種動(dòng)態(tài)無損檢測(cè)方法,它能連續(xù)監(jiān)根據(jù)球罐的不同容積來確定所需傳感器的個(gè)
測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷的全過程。由于聲發(fā)射信號(hào)來自缺數(shù),即聲發(fā)射儀的通道數(shù)。傳感器的位置可以任意
陷本身,因此,用聲發(fā)射法可以判斷缺陷的嚴(yán)重性擺放,在輸球罐的體積和焊縫結(jié)構(gòu)后,儀器通過軟
同樣大小、同樣性質(zhì)的缺陷,當(dāng)它所處的位置和所受件計(jì)算,可以給出優(yōu)化的傳感器布置圖。一般,傳感
的應(yīng)力狀態(tài)不同時(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷程度也不同,以器靠近焊擺放,為了容易計(jì)算缺陷的位置,通常把
它的聲發(fā)射特征也有差別,明確了來自缺陷的聲發(fā)傳感器布置為三角形,見圖2
射信號(hào),就可以長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)視缺陷的擴(kuò)展情況,這是
其他無損檢測(cè)方法難于實(shí)現(xiàn)的。
采用多通道傳感器接收信號(hào)并用現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)
處理和計(jì)算機(jī)技術(shù)處理信息,從而達(dá)到在結(jié)構(gòu)加載
時(shí)顯示動(dòng)態(tài)缺陷、確定缺陷位置和評(píng)定缺陷的嚴(yán)重
性。在球罐檢測(cè)時(shí),與傳統(tǒng)的無損檢測(cè)方法相比,它
有下述明顯的特點(diǎn):
(1)傳統(tǒng)的無損檢測(cè)方法主要是按缺陷尺寸的
圖2傳感器布置圖
大小來衡量其危害程度,聲發(fā)射檢測(cè)則只顯示和記
錄擴(kuò)展變化的缺陷,與缺陷的尺寸無關(guān),而擴(kuò)展的缺
(3)加載和測(cè)試
陷是最危險(xiǎn)的。采用聲發(fā)射方法評(píng)價(jià)缺陷,不但可在球罐的定期檢驗(yàn)中,進(jìn)行聲發(fā)射檢測(cè)時(shí),需要
以避免對(duì)尺寸雖大、但不屬于擴(kuò)展的缺陷進(jìn)行不必對(duì)球罐加載而一般球罐全面檢驗(yàn)時(shí),需要做水壓
要的返修處理,而且能夠提高結(jié)構(gòu)運(yùn)行的可靠性。試驗(yàn)所以我們就利用水壓來作為載荷根據(jù)球罐
(2)采用聲發(fā)射檢測(cè)可以一次性地對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的設(shè)計(jì)壓力來決定水壓試驗(yàn)的壓力P水壓試驗(yàn)可
整體檢測(cè)而不僅是焊縫,檢測(cè)時(shí)無須使傳感器在被分為三階段進(jìn)行,水壓試驗(yàn)的1/3.23和水壓試驗(yàn)
測(cè)結(jié)構(gòu)表面掃描
壓力,見圖3。在每個(gè)加載過程結(jié)束后,保壓10分
(3)缺陷所處的位置和方向不會(huì)影響其檢出率。鐘,在加壓和保壓的過程中采集聲發(fā)射信號(hào)。
(4)節(jié)省時(shí)間和費(fèi)用,特別是對(duì)于帶有保溫層的
球罐的檢測(cè)及球罐的在線檢測(cè)有較大的優(yōu)越性。
1.2聲發(fā)射檢測(cè)的實(shí)施
(1)檢測(cè)儀器
我們檢測(cè)使用的儀器為32通道智能聲發(fā)射儀,
如圖1所示。該儀器采用全波形采集技術(shù),采樣頻
率高達(dá)20MHz,分辨率為12位,具有波形顯示和數(shù)
圖3加載程序
據(jù)存儲(chǔ)功能,利用球面定位,并結(jié)合信號(hào)處理技術(shù)可
以較好地對(duì)缺陷進(jìn)行定量和定位。
(4)缺陷的定量和定位
(2)傳感器的布置
由于該儀器可以定時(shí)顯示檢測(cè)結(jié)果,所以在采
集信號(hào)的同時(shí)就可以得到缺陷的能量大小和位置。
而且測(cè)試完成后,還可以對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以
進(jìn)一步判定缺陷。圖4為多功能信號(hào)處理系統(tǒng),上
面一個(gè)圖為聲發(fā)射信號(hào),下面的圖為它的功率譜分
析
1.3聲發(fā)射檢測(cè)的不足
通過大量的試驗(yàn)證明,聲發(fā)射檢測(cè)一般不會(huì)漏
圖32通道智能聲發(fā)射檢測(cè)儀
檢活動(dòng)性的裂紋缺陷。但由于聲發(fā)射傳感器極其靈
第17卷第4期
中國鍋爐壓力容器安全
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在檢測(cè)縱向焊縫時(shí),必須從上往下檢測(cè),以免后面的
磁懸液沖刷掉原來的磁痕顯示
2.2超聲波檢測(cè)
(1)檢測(cè)的必要性由于聲發(fā)射對(duì)缺陷的定量
是根據(jù)聲發(fā)射信號(hào)的能量大小而確定的,并不是常
規(guī)檢測(cè)的裂紋長(zhǎng)度,為了對(duì)缺陷的返修,需要用超聲
波確定缺陷的大小。另外聲發(fā)射對(duì)缺陷的定位還不
能精確到足以給出缺陷具體的位置,它可以給出缺
圖4多功能信號(hào)處理系統(tǒng)
陷在那個(gè)部位(大約為100mm×100mm),但不能具
體到mm級(jí),所以還需要超聲波復(fù)驗(yàn)來定位
敏,有可能把干擾信號(hào)接收下來,采集到計(jì)算機(jī)從而
(2)檢測(cè)注意事項(xiàng)因?yàn)槁暟l(fā)射發(fā)現(xiàn)的缺陷一
產(chǎn)生誤報(bào)。雖可利用信號(hào)處理技術(shù)消除干擾,但是般是裂紋等活動(dòng)性缺陷,所以超聲波檢測(cè)的目的就
有些情況下,可能還會(huì)出現(xiàn)缺陷的誤報(bào)。也就是說,是確定裂紋的大小和位置。因此在檢測(cè)時(shí)為了發(fā)現(xiàn)
有時(shí)聲發(fā)射檢測(cè)確定的缺陷可能不是真正的缺陷而裂紋需要從探頭,掃查方式和掃查方向等幾個(gè)方面
只是干擾,所以聲發(fā)射檢測(cè)完成后,需要利用其他的來考慮。對(duì)于母材處的缺陷,可以采用探頭和斜
常規(guī)檢測(cè)方法復(fù)驗(yàn)缺陷。
探頭互相結(jié)合來檢測(cè),對(duì)于焊縫處的缺陷,可以用
不同K值的探頭來檢測(cè)。在掃查方向上,除了常用
2常規(guī)檢測(cè)方法的復(fù)驗(yàn)
的鋸齒型掃查外,還應(yīng)采用斜平行和平行掃查。掃
2.1磁粉檢測(cè)
查方式也要采用多種容易檢測(cè)出裂紋的方式
(1)檢測(cè)的必要性對(duì)于球罐的內(nèi)表面缺陷比
如氣孔、夾渣等在聲發(fā)射檢測(cè)時(shí)由于沒有應(yīng)變能不3結(jié)論
產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)而檢驗(yàn)不出來。其次,有些裂紋比
采用聲發(fā)射檢測(cè)軸以磁粉檢測(cè)和超聲波檢測(cè)進(jìn)
如就應(yīng)力腐蝕裂紋,只有在應(yīng)力和腐蝕的共同作用行復(fù)驗(yàn)是檢測(cè)球罐的有效方法。去年我們所利用這
下,才發(fā)生擴(kuò)展,而單純的加載也不一定擴(kuò)展,從而種方法共檢測(cè)了近二十臺(tái)球罐,大部分是在有保溫
使得聲發(fā)射漏檢。第三,可以用磁粉檢測(cè)對(duì)聲發(fā)射層和檢測(cè)周期很短的情況下,圓滿完成了檢測(cè)任務(wù)
發(fā)現(xiàn)的內(nèi)表面裂紋進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。所以,做完聲發(fā)射檢取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益
測(cè)后必須進(jìn)行100%的內(nèi)部磁粉檢測(cè)。
(2)檢測(cè)注意事項(xiàng)一般采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)探傷儀,參考文獻(xiàn)
用黑磁粉或者是熒光磁粉的水懸液或油懸液,但由1張康達(dá),洪起超,壓力容器手冊(cè),勞動(dòng)人事出版社,1989
于熒光磁粉需要黑光燈觀察,很多情況下,出于安全2吳粵壓力容器安全技術(shù),化學(xué)工業(yè)出版社,1980
的考慮,不允許用黑光燈,因?yàn)楹诠鉄舻碾娫匆?袁振明等,聲發(fā)射技術(shù)及其應(yīng)用,機(jī)械工業(yè)出版社
220V在檢測(cè)過程中,由于檢測(cè)多使用拉動(dòng)旋轉(zhuǎn)磁1985
(收稿日期2001-04-26)
場(chǎng)探傷儀的方式磁化,所以磁化時(shí)必須保證磁懸液
是流動(dòng)的,并且確保磁懸液在通電時(shí)間內(nèi)施加完畢
58MW大強(qiáng)制循環(huán)流化床熱水鍋爐日前由無錫華光鍋爐股份有限公司研制成功。有關(guān)專家認(rèn)為
型爐成這種爐燃燒效率高、出力足操作簡(jiǎn)便燃料適應(yīng)性廣綜合環(huán)保性能好,為我國發(fā)展大面積集中供熱
新鍋
暖提供了新一代高效節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品
使用大型強(qiáng)制循環(huán)流化床熱水鍋爐,不但可以大大提高燃燒效率,而且還可以燃用常規(guī)鍋爐無法燃
節(jié)研功用的劣質(zhì)煤,高硫煤和爐等低熱值燃料,并可同時(shí)進(jìn)行爐內(nèi)脫硫,使得鍋爐排放達(dá)到國家環(huán)保要求據(jù)
能制
測(cè)算,這合鍋爐的實(shí)測(cè)熱效率為90.18%,比常規(guī)熱水鍋爐熱效率高出近8個(gè)百分點(diǎn)按每年運(yùn)行6個(gè)月
計(jì)算,每臺(tái)鍋爐每年可節(jié)省燃煤3220噸。(中國冶金報(bào))

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