壓力容器焊縫檢測

壓力容器焊縫缺陷及檢測方法

王利君2013.04二、焊縫缺陷常用檢測方法

三、壓力容器焊縫檢測要求及選擇目錄一、常見焊縫缺陷種類二、焊縫缺陷常用檢測方法

三、壓力容器焊縫檢測要求及選擇目錄一、常見焊縫缺陷種類焊縫缺陷種類名稱咬邊焊瘤燒穿未焊透特征焊縫與焊件交界處，在焊件一側(cè)產(chǎn)生凹槽。融化金屬流淌倒焊縫之外母材上形成金屬瘤。業(yè)態(tài)金屬從焊縫反面漏出形成穿孔。母材與母材間或母材與融敷金屬之間未融合。簡圖名稱咬邊焊瘤燒穿未焊透實(shí)例焊縫缺陷種類名稱夾渣氣孔裂紋特征焊后殘留在焊縫金屬中的宏觀非金屬夾雜物。熔池中融入過多的H2\N2及產(chǎn)生的CO2氣體，凝固時來不及溢出，形成氣孔。焊接過程中或結(jié)束后，在焊接接頭區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的金屬局部破裂現(xiàn)象。簡圖焊縫缺陷種類名稱夾渣氣孔裂紋實(shí)例焊縫缺陷種類二、焊縫缺陷常用檢測方法

三、壓力容器焊縫檢測要求及選擇目錄一、常見焊縫缺陷種類

在不損傷被檢物（材料、工件或容器）的完整結(jié)構(gòu)和使用性能情況下，利用電磁波、聲、光、熱、電、磁等與物質(zhì)的相互作用，探測被檢物內(nèi)部或表面的宏觀缺陷，并對其種類、形狀、尺寸、取向和位置做出判斷的工藝方法。

無損檢測（NDT/NDE-nondestructivetesting/examinnation）：焊縫缺陷常用檢測方法

JB/T4730《承壓設(shè)備無損檢測》:

RT(radiographictesting)—射線檢測UT（ultrasonictesting）—超聲檢測MT（magnetictesting）—磁粉檢測PT（penetranttesting）—滲透檢測ET（eddycurrenttesting）—渦流檢測

合理的檢測要求，合適的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、方法，確定恰當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)合格級別。壓力容器產(chǎn)品滿足安全使用要求，經(jīng)濟(jì)合理的制造成本。射線：利用射線對材料或試件進(jìn)行透照，檢查其內(nèi)部缺陷或根據(jù)衍射特性對其晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

X射線的光量子的能量遠(yuǎn)大于可見光。它能夠穿透可見光不能穿透的物體，而且在穿透物體的同時將和物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)作用，可以使原子發(fā)生電離，使某些物質(zhì)發(fā)出熒光，還可以使某些物質(zhì)產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)。如果工件局部區(qū)域存在缺陷，它將改變物體對射線的衰減，引起透射射線強(qiáng)度的變化，這樣，采用一定的檢測方法，比如利用膠片感光，來檢測透射線強(qiáng)度，就可以判斷工件中是否存在缺陷以及缺陷的位置、大小。

射線檢測射線檢測

優(yōu)點(diǎn)：不損傷被檢物，方便實(shí)用，可達(dá)到其他檢測手段無法達(dá)到的獨(dú)特檢測效果，使用面廣，底片長期存檔備查，便于分析事故，可以直觀的顯示缺陷圖像等。

缺點(diǎn)：對人體有副作用甚至一定傷害，對其他敏感物體有不良作用，對環(huán)境有輻射污染。

射線檢測特點(diǎn)

射線源AB級，透照厚度mmX射線，200kV≤20X射線，400kV≤50X射線，1-4meV30-200X射線，9meV50-400X射線，25meV80-500Se(銫)-7510-40Ir（銥）-19220-100Co（鈷）-6040-200meV:百萬伏射線源種類及照射厚度

射線檢測技術(shù)等級A級—低靈敏度技術(shù)（在用承壓設(shè)備受某些方面限制，檢測條件不滿足AB級技術(shù)要求時，在采取有效補(bǔ)償措施后可采用）；AB級—中靈敏度技術(shù)（一般承壓設(shè)備對接接頭的檢測）；B級—高靈敏度技術(shù)（用于重要設(shè)備、特殊材料和特殊焊接工藝制作的對接焊接接頭）；

射線檢測質(zhì)量分級

Ⅰ級—焊縫內(nèi)不允許存在裂紋、未熔合、未焊透和條形缺陷。Ⅱ級—焊縫內(nèi)不允許存在裂紋、未熔合、未焊透。

Ⅲ級—焊縫內(nèi)不允許存在裂紋、未熔合以及雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透對接焊縫和加墊板單面焊的未焊透。

Ⅴ級—缺陷超過Ⅲ級。

射線質(zhì)量分級要求

Ⅰ級—對疲勞強(qiáng)度要求很高的焊縫。

Ⅱ級—對疲勞強(qiáng)度有一定要求，高壓或工作介質(zhì)為有害氣體焊縫以及承受較大動、靜載荷或有限循環(huán)次數(shù)交變的焊縫。

Ⅲ級—基本不考慮疲勞強(qiáng)度，主要包括低壓或工作介質(zhì)為無害氣體，只承受靜載荷的焊縫。

Ⅴ級—不合格焊縫，無法滿足正常使用鍋爐、壓力容器與管道。夾渣高低不平射線檢測照片

根部凹陷根部焊瘤根部裂紋根部未融合橫向裂紋加珠鏈狀氣孔內(nèi)部未融合內(nèi)部咬肉氣孔燒穿外部咬肉線狀夾渣焊腳高中心裂紋

人類能聽到的聲波頻率為20Hz～20kHz。

超聲波是頻率高于20千赫的機(jī)械波。在探傷中常用的頻率為0.5～5兆赫。波在材料中能以一定的速度和方向傳播，遇到聲阻抗不同的異質(zhì)界面（如缺陷或被測物件的底面等）就會產(chǎn)生反射。超聲檢測

反射現(xiàn)象可被用來進(jìn)行探傷，最常用的是脈沖回波探傷法探傷時，脈沖振蕩器發(fā)出的電壓加在探頭上，探頭發(fā)出的超聲波脈沖通過聲耦合介質(zhì)（如機(jī)油或水等）進(jìn)入材料并在其中傳播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途徑返回探頭，探頭又將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖。根據(jù)缺陷反射波在熒光屏上的位置和幅度（與參考試塊中人工缺陷的反射波幅度作比較），即可測定缺陷的位置和大致尺寸。

超聲波檢測

超聲檢測分類：工業(yè)超聲：A超（波形顯示）醫(yī)用超聲：B超（二維圖像顯示）工業(yè)超聲：測量：材料尺寸、液位、溫度、流量。檢測：發(fā)現(xiàn)缺陷（不連續(xù)、傷），本課的范疇。工業(yè)超聲檢測系指用A型脈沖反射超聲波探傷儀檢測缺陷，適用于金屬制品原材料、零部件和焊縫的超聲檢測以及超聲測厚。

超聲檢測的基本方法穿透法：接收穿透的能量。一發(fā)一收雙探頭。反射法：接從收缺陷反射回來的能量。一發(fā)一收雙探頭；或單探頭同時承擔(dān)發(fā)射和接收超聲波的任務(wù).優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)穿透能力較大，例如在鋼中的有效探測深度可達(dá)1米以上;對平面型缺陷如裂紋、夾層等，探傷靈敏度較高，并可測定缺陷的深度和相對大小；設(shè)備輕便，操作安全，易于實(shí)現(xiàn)自動化檢驗(yàn)。不易檢查形狀復(fù)雜的工件，要求被檢查表面有一定的光潔度，并需有耦合劑充填滿探頭和被檢查表面之間的空隙，以保證充分的聲耦合。對于有些粗晶粒的鑄件和焊縫，因易產(chǎn)生雜亂反射波而較難應(yīng)用。此外，超聲檢測還要求有一定經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員來進(jìn)行操作和判斷檢測結(jié)果。

超聲波檢測特點(diǎn)超聲檢測技術(shù)等級

A級—僅適用于母材厚度為8mm~46mm的對接接頭，一般用于承壓設(shè)備支承件和結(jié)構(gòu)件的焊接接頭檢測。

B級—一般承壓設(shè)備的對接接頭檢測。

C級—適用于重要承壓設(shè)備的對接接頭檢測。焊接接頭的余高需要磨平。

磁粉檢測：對被檢工件進(jìn)行磁化后，利用工件表面漏磁場吸附磁粉的現(xiàn)象，來判斷工件有無缺陷的一種方法。不適用于非鐵磁性材料。

磁粉檢測

鐵磁性材料工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，在合適的光照下形成目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度。

磁粉檢測優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)無損，操作簡單方便，檢測成本低。對被檢測件的表面光滑度要求高，對檢測人員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)要求高，檢測范圍小檢測速度慢。磁粉檢測每一個被檢區(qū)域至少進(jìn)行兩次獨(dú)立的檢測，兩次檢測的磁力線方向應(yīng)大致相互垂直。為檢測工件各方向的缺陷，可采用各種磁化方法（縱向、周向、多向）進(jìn)行磁化。磁化方法1適用于檢測鐵磁性材料表面和近表面缺陷，例如：表面和近表面間隙極窄的裂紋和目視難以看出的其他缺陷。不適合檢測埋藏較深的內(nèi)部缺陷。2適用于檢測鐵鎳基鐵磁性材料，例如：不銹鋼材料，不適用于檢測非磁性材料，例如：奧氏體不銹鋼材料。3適用于檢測未加工的原材料（如鋼坯）和加工的半成品、成品件及在役與使用過的工件。4適用于檢測管材棒材板材形材和鍛鋼件鑄鋼件及焊接件。5適用于檢測工件表面和近表面的延伸方向與磁力線方向盡量垂直的缺陷，但不適用于檢測延伸方向與磁力線方向夾角小于20度的缺陷。6適用于檢測工件表面和近表面較小的缺陷，不適合檢測淺而寬的缺陷。磁粉檢測

滲透檢測：利用液體的毛細(xì)管作用，將滲透液滲入固體材料表面開口缺陷處。再通過顯像劑將滲入的滲透液析出到表面顯示缺陷的存在。透檢測可廣泛應(yīng)用于檢測大部分的非吸收性物料的表面開口缺陷，如鋼鐵，有色金屬，陶瓷及塑料等，對于形狀復(fù)雜的缺陷也可一次性全面檢測。無需額外設(shè)備，便于現(xiàn)場使用。

滲透檢測

滲透檢測方法:在測試材料表面使用一種液態(tài)染料，并使其在體表保留至預(yù)設(shè)時限，該染料可為在正常光照下即能辨認(rèn)的有色液體，也可為需要特殊光照方可顯現(xiàn)的黃/綠熒光色液體。滲透檢測液態(tài)染料由于“毛細(xì)作用”進(jìn)入材料表面開口的裂痕。毛細(xì)作用在染色劑停留過程中始終發(fā)生，直至多余染料完全被清洗。此時將某種顯像劑施加到被檢材質(zhì)表面，滲透入裂痕并使其著色，進(jìn)而顯現(xiàn)。滲透檢測優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)廣泛應(yīng)用于檢測大部分的非吸收性物料的表面開口缺陷，如鋼鐵，有色金屬，陶瓷及塑料等，對于形狀復(fù)雜的缺陷也可一次性全面檢測。無需額外設(shè)備，便于現(xiàn)場使用。檢測程序繁瑣，速度慢，試劑成本較高，靈敏度低于磁粉檢測，對于埋藏缺陷或閉合性表面缺陷無法測出，對被檢測物體表面光潔度有一定要求。滲透檢測

利用電磁感應(yīng)原理，使導(dǎo)電的電容元件（導(dǎo)體）產(chǎn)生渦流，當(dāng)渦流碰到裂紋或缺陷時會迂回通過，從而造成渦流分布紊亂，通過測量渦流的變化進(jìn)行檢測。渦流檢測

1、適用于鋼鐵、有色金屬、石墨等導(dǎo)電體工件。

2、檢測設(shè)備的投資在表面檢測方法中最貴。

3、非接觸檢測，速度最快，適用于表面缺陷，但無法判定缺陷種類。渦流檢測二、焊縫缺陷常用檢測方法

三、壓力容器焊縫檢測要求及選擇目錄一、常見焊縫缺陷種類壓力容器建造對無損檢測的要求

1.無損檢測的三個階段

1)原材料的無損檢測。目的在于發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，保證原材料質(zhì)量。鋼板、鋼鍛件主要采用超聲檢測。

2)制造過程中的無損檢測。目的在于發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，保證后續(xù)工序的順利實(shí)施。主要有原材料清除超標(biāo)缺陷后的表面磁粉或滲透檢