提高工件內(nèi)壁點腐蝕超聲波成像分析精

目錄前言小組概況選題理由活動計劃現(xiàn)狀調(diào)查活動目標原因分析要因確認制定對策對策實施效果確認鞏固措施總結(jié)和打算2025/4/151YJY/QC-2007-4前言點腐蝕也稱孔腐蝕，它的危害是腐蝕孔過深可能造成設(shè)備局部減薄-穿孔。壓力容器的全面檢驗必須對容器的內(nèi)壁表面進行宏觀腐蝕檢查，容器內(nèi)壁點腐蝕的檢測需要對容器進行開罐檢查。但由于諸多條件的限制，在全面檢驗過程中并不是每臺容器都具備開罐檢驗的條件。目前，超聲波測厚主要是檢測均勻腐蝕減薄，它對點腐蝕不能有效檢測。常規(guī)A超檢測方法受到儀器檢測靈敏度、分辨力和缺陷定量方法的影響，對工件內(nèi)壁點腐蝕的深度的定量檢測精度不夠，對缺陷不能進行成像檢測分析。超聲波相控陣技術(shù)可以實現(xiàn)連續(xù)的全方位的信息采集和分析，從這些信息中檢測人員可以得到更加真實的檢測結(jié)果，以這些信息為基礎(chǔ)建立的圖形（成像）更能真實反映被檢測對象的真實狀態(tài)。2025/4/152YJY/QC-2007-4

小組概況小組名稱無損探傷QC小組成立日期1998年01月注冊編號YJY/QC-2007-4序號姓名性別/職務(wù)文化程度參加QC學(xué)習(xí)備注1吳煥利女/室副主任大學(xué)不少于72小時組長2李海華男/室技術(shù)負責(zé)人大學(xué)不少于72小時3李建疆男高中不少于72小時4李敏女/設(shè)備計量員大專不少于72小時5祝家軒男/核算員大專不少于72小時6魏培生男大專不少于72小時7王波男大專不少于72小時8唐飛陽亮男大專不少于72小時2025/4/153YJY/QC-2007-4

選題理由

理由一對工件內(nèi)壁點腐蝕的外檢測，超聲波測厚僅對均勻輻射檢測有效。A超手段由于采用模糊當量法對點缺陷進行定量測量精度低．

檢驗所已經(jīng)購買了8通道Ominsican相控陣檢測儀，配備有16晶片和64晶片相控陣探頭，為課題研究提供硬件保證。選定課題

由于壓力容器和管道不能進入內(nèi)部檢驗，而內(nèi)壁點腐蝕所造成的危害不容忽視，必須解決內(nèi)壁點腐蝕的外檢測問題．理由二理由三2025/4/154YJY/QC-2007-4

活動計劃

日程階段2007年3月4月5月6月7月8月9月10月選擇課題P現(xiàn)狀調(diào)查目標設(shè)定原因分析及要因確認制定對策

實施對策D效果檢查C鞏固措施A總結(jié)和打算無損探傷QC小組2007年年度QC活動計劃表

2025/4/155YJY/QC-2007-4Ｐ階段現(xiàn)狀調(diào)查

調(diào)查一：我們對檢驗所06年所檢驗的壓力容器按檢驗報告進行了隨機抽查，對乙烯廠原料車間、乙烯聚乙烯裝置的10臺容器和煉油廠供氣車間的12臺容器進行分類，其中塔類容器2臺，換熱設(shè)備3臺，過濾器4臺，球罐4臺，分離器3臺，儲罐：6臺。在這些容器中，能夠進行內(nèi)部檢驗的球罐、儲罐和塔類容器有12臺，占到了54.5％；不具備內(nèi)部檢驗的容器有10臺，占到了49.4％。也就是說，有相當一部分容器在進行全面檢驗過程中，容器內(nèi)壁腐蝕情況不能得到有效的檢查，宏觀檢驗不徹底。管道的內(nèi)壁腐蝕檢驗則幾乎100%從管外壁進行。2025/4/156YJY/QC-2007-4Ｐ階段現(xiàn)狀調(diào)查調(diào)查２：經(jīng)我們對不同壁厚、不同深度的平底孔進行測試，測試結(jié)果如下表一：工件厚度平底孔孔徑mm平底孔距離底面距離mm實測平底孔距離底面距離mm誤差mm測量方式點腐蝕形狀評估T=24?20.5/１.０/１.５不能分辨/工件外壁檢測不能形成直觀圖形，點腐蝕形狀依靠6dB法點測量模糊評估2.01次2.80+0.82次1.50-0.53次1.63-0.374次2.38+0.38T=48?20.5/１.０/１.５不能分辨/2.01次4.05+2.052次3.01+1.013次1.50-0.504次1.58-0.42T=24?10.5/１.０/１.５不能分辨/2.01次3.01+1.012次1.50-0.53次1.67-0.334次2.42+0.42T=48?10.5/１.０/１.５不能分辨/2.0不能分辨/由表一可知：目前、內(nèi)壁點腐蝕外檢測現(xiàn)狀：A、隨著腐蝕孔深度變小，小直徑孔更難檢出。B、對腐蝕孔形狀不能形成直觀的圖形，由檢測人員根據(jù)斷續(xù)的點測量數(shù)據(jù)判斷。2025/4/157YJY/QC-2007-4Ｐ階段活動目標通過現(xiàn)狀調(diào)查，本QC小組最終確定課題目標為：對檢測出的點腐蝕部位進行定量分析，對相當于?1平底孔當量的缺陷測深誤差小于10%T，且不大于±2mm。2025/4/158YJY/QC-2007-4Ｐ階段目標可行性分析

相控陣檢測技術(shù)的優(yōu)勢具有多通道超聲波數(shù)據(jù)接收、存儲和處理功能，多晶片發(fā)射、掃查，檢測結(jié)果更加真實，獨特的成像功能，可以直觀顯示被檢部位的真實形貌。設(shè)備能力已經(jīng)購買了8通道Ominsican相控陣檢測儀，配備有16晶片和64晶片相控陣探頭人員素質(zhì)小組成員超聲波檢測經(jīng)驗豐富，有UT-III級人員兩名，4名UT-II級人員目標可行2025/4/159YJY/QC-2007-4

Ｐ階段原因分析

j經(jīng)過小組成員認真討論，集思廣益，找出影響工件內(nèi)壁點腐蝕超聲波成像分析精度的原因（原因分析樹狀圖）。

2025/4/1510YJY/QC-2007-4要因確認計劃表：Ｐ階段要因確認2025/4/1511YJY/QC-2007-4

Ｐ階段要因確認經(jīng)確認，本小組成員只有兩人對相控陣檢測技術(shù)比較熟悉，其余人員對該技術(shù)均不了解。但由于制約新技術(shù)應(yīng)用的主要原因是新設(shè)備的使用，人員對理論知識的掌握通過培訓(xùn)短期內(nèi)就能完成。結(jié)論：人員未掌握新的技術(shù)方法，不是主要原因。確認一：人員未掌握新的技術(shù)方法

確認二：人員接觸新技術(shù)時間比較短

由于相控陣檢測儀為07年3月份才到貨的，人員接觸時間才1個多月時間。只要加強實際操作培訓(xùn)和演練，達到熟練操作只是時間問題。結(jié)論：人員接觸新技術(shù)時間比較短,不是主要原因。確認三：采用單晶片探頭、單通道檢測儀器

常規(guī)超聲波檢測，檢測靈敏度取決于儀器與探頭的組合靈敏度。在常規(guī)超聲波檢測過程中，儀器只能在單一的工作通道下、采用波束擴散單晶片探頭進行工作，其檢測結(jié)果的評價是依靠單一的點的信息進行綜合評價，檢測結(jié)果不直觀。經(jīng)我們對不同壁厚、不同深度的平底孔進行測試，測試結(jié)果見表一。從表一中可以得出，平底孔的孔深測量誤差隨著孔徑的增大而減小，隨著工件厚度的增大而增大。結(jié)論：采用單晶片、單通道檢測儀器檢測，是主要原因。2025/4/1512YJY/QC-2007-4Ｐ階段要因確認確認四：儀器無成像功能

儀器無成像功能，即儀器沒有對缺陷在任何二維方向的圖形顯示，僅僅根據(jù)A超顯示的結(jié)果不能得到缺陷更加真實的檢測結(jié)果。結(jié)論：常規(guī)A超檢測儀，儀器無成像功能是主要原因。確認五：藕合劑選擇不當

藕合劑一般選用透聲效果好的機油、甘油、水等。我們長期以來一直選用機油和甘油作為檢測時的藕合劑。結(jié)論：藕合劑選擇不當，不是主要原因。確認六：無相關(guān)對比試塊

在年初制作完成了模擬點腐蝕的人工缺陷模擬試塊。結(jié)論：結(jié)論：無相關(guān)對比試塊，不是主要原因。確認七：非成像檢測

常規(guī)A超檢測不能完成對缺陷的成像，所能得到的只是缺陷在某一時刻的反射波信號，缺陷的定量不能借助缺陷的成像來綜合完成。結(jié)論：非成像檢測，是主要原因。2025/4/1513YJY/QC-2007-4Ｐ階段要因確認確認八：缺陷定量采用當量法模糊判斷

常規(guī)A超檢測儀對缺陷的分析一律采用當量法，其結(jié)果反映的并不是缺陷的真實大小，而是一種當量尺寸和投影尺寸。

結(jié)論：缺陷定量采用當量法模糊判斷，是主要原因。確認九：單聲束反射檢測

采用單聲速反射波檢測缺陷，其檢測精度要明顯低于雙晶探頭。理論表明：探頭晶片數(shù)量越多，超聲波能量集中在某一區(qū)域的范圍越大，因而檢測靈敏度更高。結(jié)論：采用單聲束反射檢測，是主要原因。確認十：非聚焦檢測

常規(guī)超聲波采用非聚焦檢測方法，是導(dǎo)致缺陷定量分析精度差的主要原因之一結(jié)論：非聚焦檢測是主要原因。確認十一：環(huán)境條件不允許進罐環(huán)境條件不允許進罐，將影響對缺陷的宏觀檢測，對超聲波定量檢測影響不大，并且這種現(xiàn)狀在今后依然存在。結(jié)論：環(huán)境條件不允許進罐，不是主要原因。2025/4/1514YJY/QC-2007-4Ｐ階段要因確認最終確認:影響工件內(nèi)壁點腐蝕超聲波成像分析精度的主要原因有五個：采用單晶片探頭、單通道檢測儀器檢測儀器無成像功能缺陷定量采用當量法模糊判斷采用單聲束反射檢測非聚焦檢測2025/4/1515YJY/QC-2007-4Ｐ階段制訂對策

針對要因制定的對策表2025/4/1516YJY/QC-2007-4

D階段對策實施實施一：經(jīng)過小組成員認真分析，小組成員于5月30日初步制定完成了相控陣檢測點腐蝕實驗室檢測方案。

實施二：小組成員通過選用具有成像功能的相控陣檢測設(shè)備，在實驗室完成了對模擬點腐蝕人工缺陷的成像，成像結(jié)果如下圖a/b/c所示：圖a：?2.0不同孔深平底孔成像

圖b：?1.0/?1.5不同孔深平底孔成像

圖c：?2.0、相同孔深、不同間距的平底孔成像

從圖中可以看出，相控陣檢測對直徑很小?1、深度大于等于1mm的平底孔都能清晰成像，對相鄰間距大于2.5mm的平底孔也能夠分辯。

2025/4/1517YJY/QC-2007-4D階段對策實施實施三：采用A+C掃結(jié)果綜合分析，小組成員完成了對不同深度單個平底孔的測試分析，分析結(jié)果如下表：2025/4/1518YJY/QC-2007-4

Ｄ階段對策實施

實施四：選擇多晶片陣列探頭

10晶片

16晶片

32晶片2025/4/1519YJY/QC-2007-4

Ｄ階段對策實施實施五：選擇相控陣聚焦檢測

經(jīng)過測試板厚為24mm的一組不同深度的Φ2平底孔，選擇不同的焦點深度，我們最終確定嚴格按照缺陷所處的深度設(shè)置聚焦深度是最優(yōu)的設(shè)置。2025/4/1520YJY/QC-2007-4

我們對檢修車間的兩臺常減壓已經(jīng)廢棄不用的換熱器選擇腐蝕嚴重的部位進行相控陣檢測，掃查部位選擇在工件外表面，掃查靈敏度增益值選擇為50%。檢測換熱器外貌及腐蝕部位情況見圖A，具體檢測結(jié)果見表a/b，缺陷成像結(jié)果見圖B、圖C。Ｃ階段效果檢查圖A:工件內(nèi)壁腐蝕形貌換熱器局部圖2025/4/1521YJY/QC-2007-4Ｃ階段效果檢查圖B:換熱器H2成像結(jié)果

圖C：換熱器H1成像結(jié)果:

2025/4/1522YJY/QC-2007-4Ｃ階段效果檢查表a：H1成像定量分析(工件厚度18mm，實測厚度17.6mm，一次掃查距離500mm)從表中分析結(jié)果可以看出，對工件內(nèi)壁腐蝕坑檢測的測深誤差控制在±1mm，達到了將誤差控制在10%T且不大于.±2mm的目標。2025/4/1523YJY/QC-2007-4Ｃ階段效果檢查表b：H1成像定量分析(工件厚度12mm，實測厚度11.5mm，一次掃查距離400mm

)從表中分析結(jié)果可以看出，該組數(shù)據(jù)對工件內(nèi)壁腐蝕坑檢測的測深誤差也控制在±1mm，也達到了將誤差控制在10%T且不大于±2mm的目標.2025/4/1524YJY/QC-2007-4Ｃ階段效果檢查活動目標值完成情況：效益分析：目標值完成了！2025/4/1525YJY/QC-2007-4為進一步鞏固活動