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在用球罐的無損檢測技術(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)檢驗所		點擊數(shù)：	更新時間： 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
在用球罐的無損檢測技術(shù)
陳玉寶偉文
 TH49 B
(廣州市鍋爐壓力容器監(jiān)檢驗所廣州510080)
摘要球罐的定期檢驗中,無損檢測是其最重要的部分本文介紹了利用聲發(fā)射檢測輔以磁粉檢測
和超聲波檢測復驗進行球檢測的特點,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.
關鍵詞球罐破裂無損檢測聲發(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變能的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。
十世紀三十年代末,它具有節(jié)省材料、結(jié)構(gòu)簡單、造用儀器檢測分析聲發(fā)射信號和利用聲發(fā)射信號推
價低、投資小等優(yōu)點。從二十世紀六十年代起,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)中貯存是二十世紀六十年代開始的一種無損檢測方法,八
和運輸石油氣體、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)和計算機技術(shù)的發(fā)展和
也廣泛用于原料、中間產(chǎn)品及成品的貯存。但由于應用聲發(fā)射檢測設備逐步得到完善。目前聲發(fā)射
球罐儲存的多是易燃和有毒介質(zhì),所以它的安全運技術(shù)在壓力容器檢驗中的應用在美國已較普及和成
行尤為重要。除了設計、安裝質(zhì)量和按規(guī)章操作外,功,并于1989年將金屬和復合材料壓力容器檢驗標
定期檢驗是確保球罐安全運行的有效手段。
準正式收入ASME規(guī)范。我國也頒布了機械部標
總結(jié)在用球罐檢驗技術(shù),及時掌握最新檢驗檢準JB/T7667-95《在役壓力容器聲發(fā)射檢測評定方
測手段,才能使球罐檢驗工作再上新的臺階。我們法和國家標準GBT18182-2000(金屬壓力容器
經(jīng)過三年多的實踐證明,用聲發(fā)射檢測結(jié)合其他常聲發(fā)射檢測及結(jié)果評價方法》現(xiàn)在聲發(fā)射檢測已
規(guī)無損檢測方法的復驗來檢測球罐是良好方法。經(jīng)作為一種常規(guī)的無損檢測方法應用在鍋爐壓力容
器和壓力管道的檢測中。
1聲發(fā)射檢測
聲發(fā)射技術(shù)是根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)出的應力波判斷
1.1聲發(fā)射檢測的特點
結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷程度的一種無損檢測方法,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)無損檢測方法主要區(qū)別在于
焊接鋼管的原材料控制、力學性能(包括高溫力學性成分,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
破實驗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、擴口試驗等工藝實驗
(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能比較敏感地檢測焊管的焊接質(zhì)
要制定關于鍋爐用焊接鋼管的技術(shù)標準。該標準或量及其焊接參數(shù)的穩(wěn)定性。焊接鋼管母材及焊縫的
技術(shù)條件中應充分考慮焊管的焊接特性和在鍋爐中金相檢測可以從組織上判斷焊接質(zhì)量的優(yōu)劣
使用的特點。
(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
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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)是一種動態(tài)無損檢測方法,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
測結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷的全過程。由于聲發(fā)射信號來自缺數(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,當它所處的位置和所受件計算,可以給出優(yōu)化的傳感器布置圖。一般,傳感
的應力狀態(tài)不同時,對結(jié)構(gòu)的損傷程度也不同,以器靠近焊擺放,為了容易計算缺陷的位置,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,就可以長期連續(xù)監(jiān)視缺陷的擴展情況,這是
其他無損檢測方法難于實現(xiàn)的。
采用多通道傳感器接收信號并用現(xiàn)代數(shù)字信號
處理和計算機技術(shù)處理信息,從而達到在結(jié)構(gòu)加載
時顯示動態(tài)缺陷、確定缺陷位置和評定缺陷的嚴重
性。在球罐檢測時,與傳統(tǒng)的無損檢測方法相比,它
有下述明顯的特點:
(1)傳統(tǒng)的無損檢測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)射檢測則只顯示和記
錄擴展變化的缺陷,與缺陷的尺寸無關,而擴展的缺
(3)加載和測試
陷是最危險的。采用聲發(fā)射方法評價缺陷,不但可在球罐的定期檢驗中,進行聲發(fā)射檢測時,需要
以避免對尺寸雖大、但不屬于擴展的缺陷進行不必對球罐加載而一般球罐全面檢驗時,需要做水壓
要的返修處理,而且能夠提高結(jié)構(gòu)運行的可靠性。試驗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)射檢測可以一次性地對結(jié)構(gòu)進行的設計壓力來決定水壓試驗的壓力P水壓試驗可
整體檢測而不僅是焊縫,檢測時無須使傳感器在被分為三階段進行,水壓試驗的1/3.23和水壓試驗
測結(jié)構(gòu)表面掃描
壓力,見圖3。在每個加載過程結(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。
(4)節(jié)省時間和費用,特別是對于帶有保溫層的
球罐的檢測及球罐的在線檢測有較大的優(yōu)越性。
1.2聲發(fā)射檢測的實施
(1)檢測儀器
我們檢測使用的儀器為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)存儲功能,利用球面定位,并結(jié)合信號處理技術(shù)可
以較好地對缺陷進行定量和定位。
(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顯示檢測結(jié)果,所以在采
集信號的同時就可以得到缺陷的能量大小和位置。
而且測試完成后,還可以對存儲的數(shù)據(jù)進行分析,以
進一步判定缺陷。圖4為多功能信號處理系統(tǒng),上
面一個圖為聲發(fā)射信號,下面的圖為它的功率譜分
析
1.3聲發(fā)射檢測的不足
通過大量的試驗證明,聲發(fā)射檢測一般不會漏
圖32通道智能聲發(fā)射檢測儀
檢活動性的裂紋缺陷。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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在檢測縱向焊縫時,必須從上往下檢測,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
(1)檢測的必要性由于聲發(fā)射對缺陷的定量
是根據(jù)聲發(fā)射信號的能量大小而確定的,并不是常
規(guī)檢測的裂紋長度,為了對缺陷的返修,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多功能信號處理系統(tǒng)
陷在那個部位(大約為100mm×100mm),但不能具
體到mm級,所以還需要超聲波復驗來定位
敏,有可能把干擾信號接收下來,采集到計算機從而
(2)檢測注意事項因為聲發(fā)射發(fā)現(xiàn)的缺陷一
產(chǎn)生誤報。雖可利用信號處理技術(shù)消除干擾,但是般是裂紋等活動性缺陷,所以超聲波檢測的目的就
有些情況下,可能還會出現(xiàn)缺陷的誤報。也就是說,是確定裂紋的大小和位置。因此在檢測時為了發(fā)現(xiàn)
有時聲發(fā)射檢測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方面
只是干擾,所以聲發(fā)射檢測完成后,需要利用其他的來考慮。對于母材處的缺陷,可以采用探頭和斜
常規(guī)檢測方法復驗缺陷。
探頭互相結(jié)合來檢測,對于焊縫處的缺陷,可以用
不同K值的探頭來檢測。在掃查方向上,除了常用
2常規(guī)檢測方法的復驗
的鋸齒型掃查外,還應采用斜平行和平行掃查。掃
2.1磁粉檢測
查方式也要采用多種容易檢測出裂紋的方式
(1)檢測的必要性對于球罐的內(nèi)表面缺陷比
如氣孔、夾渣等在聲發(fā)射檢測時由于沒有應變能不3結(jié)論
產(chǎn)生聲發(fā)射信號而檢驗不出來。其次,有些裂紋比
采用聲發(fā)射檢測軸以磁粉檢測和超聲波檢測進
如就應力腐蝕裂紋,只有在應力和腐蝕的共同作用行復驗是檢測球罐的有效方法。去年我們所利用這
下,才發(fā)生擴展,而單純的加載也不一定擴展,從而種方法共檢測了近二十臺球罐,大部分是在有保溫
使得聲發(fā)射漏檢。第三,可以用磁粉檢測對聲發(fā)射層和檢測周期很短的情況下,圓滿完成了檢測任務
發(fā)現(xiàn)的內(nèi)表面裂紋進行復驗。所以,做完聲發(fā)射檢取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益
測后必須進行100%的內(nèi)部磁粉檢測。
(2)檢測注意事項一般采用旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀,參考文獻
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,洪起超,壓力容器手冊,勞動人事出版社,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),化學工業(yè)出版社,1980
的考慮,不允許用黑光燈,因為黑光燈的電源要求3袁振明等,聲發(fā)射技術(shù)及其應用,機械工業(yè)出版社
220V在檢測過程中,由于檢測多使用拉動旋轉(zhuǎn)磁1985
(收稿日期2001-04-26)
場探傷儀的方式磁化,所以磁化時必須保證磁懸液
是流動的,并且確保磁懸液在通電時間內(nèi)施加完畢
58MW大強制循環(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。有關專家認為
型爐成這種爐燃燒效率高、出力足操作簡便燃料適應性廣綜合環(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,并可同時進行爐內(nèi)脫硫,使得鍋爐排放達到國家環(huán)保要求據(jù)
能制
測算,這合鍋爐的實測熱效率為90.18%,比常規(guī)熱水鍋爐熱效率高出近8個百分點按每年運行6個月
計算,每臺鍋爐每年可節(jié)省燃煤3220噸。(中國冶金報)

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