承压设备的超声检测技术

作者：曹翔

来源：《科技资讯》 2011年第35期

曹翔

(马鞍山市特种设备检测检验中心 安徽马鞍山 243000)

摘 要:承压设备在天然气化工、石油化工以及煤化工等相关工业中应用非常广泛,与人们的日常生活息息相关,该设备是以流程性材料(氧、氮、空气、天然气、液化石油气)的压力来作为基本载荷的,而且在一些应用广泛且有潜在泄漏和爆炸危险的特种设备中普遍应用,例如压力容器、压力管道等,所以要重视承压设备的安全管理,适时进行压力容器检验,防患于未然,本文对承压设备的超声检测技术进行探讨和分析。

关键词:无损检测 承压设备 超声波检测 焊缝

中图分类号:TG115.28 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)12(b)-0088-01

1 无损检测以及超声检测的原理介绍

无损检测是指在不损坏试件的前提和大背景下,通过物理或者化学的手段方法,在先进的技术和设备器材辅助下,检测和测试试件内部及表面的结构、状态、性质等,超声检测是无损检测的一种,主要是在超声波探伤仪、试块以及探头的辅助下对试件内部的缺陷进行探测,超声检测的主体设备是超声波探伤仪,它可以产生电震荡并将其加于探头上,从而激励探头发射出超声波,同时接受探头送回的电信号并将其放大,通过一定的方式显示出来,进而得到被探试件内部是否有缺陷以及缺陷的位置大小等系列信息。

2 承压设备的超声检测方法

在承压设备的检验中,大多数检验的都是在用承压设备对接焊接接头,焊缝中常见的缺陷有很多,在对缺陷自身高度的测定时,主要有三种方法:端部最大回拨法、断电衍射拨法以及6dB法、端部最大回拨法主要是首先找到缺陷两端的峰值回波,将其作为两个基点,并计算两基点的垂直于焊缝水平面位置的差值,进而确定缺陷自身的高度；端点衍射波法主要是对缺陷端点反射波的信息对衍射回波进行辨认,并计算啊缺陷两端点衍射回波之间的延迟时间差值,进而确定出缺陷自身的高度；6dB法的起始点是端部最大的回波位置(如果回波的高度变化不大,则将回波迅速降落前的半波高值作为6dB法的起始点),计算两端的起始点的垂直于焊缝水平面位置差值,进而来确定缺陷自身高度。

3 工业管道的超声波检测焊缝缺陷的识别

焊缝的缺陷主要包括裂纹、焊瘤、内凹、未融合、未焊透、内部错边、内咬边等多种情况,在进行焊缝超声波检验时,针对缺陷情况的不同,工业管道的根部区域的反射波也形态各异,只有对反射波的种类、位置、形态等熟练掌握,才能够针对不同的焊缝缺陷情况对症处理。

(1)密集缺陷反射波。

密集缺陷反射波波形特点是波幅不高,呈一簇反射波,随着气孔的大小、密集程度的变化,波幅也随之变化,在焊缝两侧探测时,可以观察到其波形起伏变化不定、且呈一簇不规则的反射波,

当将探头沿着与焊缝平行的方向移动时,可以观察到缺陷的反射波起伏变化明显；当将探头环绕扫查时,可以观察到反射波的波峰有多个。

(2)焊瘤反射波。

焊瘤反射波的波形特点是波形尖锐、清晰、陡峭,波幅较高,在焊缝两侧进行探测时,反射波的深度显示比母材的厚度要大,在焊缝进行两侧扫查时,水平距离定位点呈交叉状,当将探头前后移动的过程中,只是在一定范围内有反射

(3)内凹反射波。

当在焊缝两侧进行探测时,定位落点在水平距离上存在间距,且该间距比对口的间隙尺寸大,定位点不呈相互交叉状,焊缝反射波比较圆滑,且出现在显示屏偏左位置。

(4)未熔合反射波。

未融合反射波波形单一、尖锐,但是很稳定,而且动态包络区域比较广,在工业管道中主要是利用一次声程波对其进行侧后分析以及缺陷适度定位。

(5)点状缺陷反射波。

如果根部区域出现点状缺陷,大多数是在第一电弧填充或氩弧打底层之间发生的,当将探头沿着与焊缝平行的方向左右移动时,波幅在很短的时间内便消失,且没有指示长度,当将探头环绕扫查时,反射波幅没有变化。

(6)未焊透反射波。

探测时有很强的端角反射波,探头前后移动时波形较稳定,转动或摆动探头时波形消失较快,焊缝两侧探测时水平距离定位落点有一定间距,约等于对口间隙。在焊缝两侧探测,均有波幅较高反射波显示,其位置在根部一次波出现的位置偏左一些。波形特点是波形单一,反射波幅度大,探头平移时波形较稳定,反射波动态包络面大且比较规范。

(7)裂纹反射波。

通常情况下在根部的融合线附近易产生裂纹,裂纹反射波波形特点是波幅宽,波形单一,反射波高度大,多峰,呈锯齿状,当移动探头时波峰迅速下降,包络区域的幅度变化大。

(8)条状缺陷反射波。

焊缝中的条状缺陷大多数在电弧填充层于氩弧打底之间,条状缺陷反射波的波形特点是呈锯齿状,主峰周围有小峰,反射波比较低,当平移探头时,波幅变化不大,但是波峰变化很大。

(9)内咬边反射波。

内咬边反射波的波形特点是该缺陷反射波可以在焊缝的两侧观察到,而且在其中的一侧观察时,可以发现咬边的反射波以及底波,前后移动探头时,可以观察到很小的垂直尺寸。

(10)内部错边反射波。

内部错边反射波的波形特点为波峰上有一个小波,这时因为错口面凹凸不平所导致的,当左右移动探头时,波幅的高度没有明显变化。

4 承压设备超声检测的质量控制

在对承压设备超声检测的过程中,需要相关检测人员具备熟练的焊缝缺陷类型判别以及超声波的摊上技术,并且熟练掌握焊接的基础知识,可以针对不同的焊缝采取合适的检测方法,并进行缜密正确的分析,作出相应的解决办法,这样才可以在承压设备超声检测中起到事半功倍的效果,由于工业管道不可避免的可能出现减薄、腐蚀等情况,所以在对大径焊口的超声波检测时,一次声程波的探测结果更能反映真实缺陷情况,而不是二次声程波,如果对超声检测的结果持有怀疑的态度,可以通过射线检测来再次判断,增加检测的准确性。

结语:随着社会的不断发展,承压设备在国民经济中的地位也越来越高,对承压设备超声检测技术也越来越受到重视,所以承压设备的超声检测技术的准确性和可靠性直接影响我国的经济发展以及国泰民安,是人们生命财产安全以及社会稳定的保障,所以相关工作人员要对承压设备的超声检测技术熟练掌握并且不断完善,才能有效的促进国民经济的发展。

参考文献

[1]中国机械工程学会无损检测学会.超声波检测(第2版)[M].北京:机械工业出版社,2010,6.

[2]单新华,陆建伟．特种设备受压角焊缝的接头形式及工艺分析[J]．当代化工,2011(5):27～28.

[3]杨博乐．承压设备超声相控阵检测应用实例[J]．当代科技,2010(9):67～68.

[4]曹志明,顾福明,许留关．承压设备焊工考试委员会工作应注意的问题[J]．焊接,2011(6):8～9.