厚壁容器的超聲波檢測工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及裝置的無損檢測技術領域，尤其涉及一種針對厚壁容器的超聲波檢測工藝。
【背景技術】
[0002]國家大力發展實體經濟，對制造業實行大力支持，同時也提出對質量保證的重要性。故而各類大型制造廠大力更新焊接技術，對無損檢測也提出了更高的要求，因為無損檢測是最直觀體現焊接質量最有力的憑證。
[0003]目前市面上大量生產的厚壁容器時，由于其本身的壁厚較大，因此采用傳統的射線檢測方法很難對厚壁容器進行精準檢測，其檢測精度大大降低，無法達到無損檢測的靈敏度要求。
[0004]傳統的射線檢測具有以下特點:
I)射線檢測對體積型缺陷檢出率高，而面積型缺陷的檢出率受到各種因素的影響；體積型缺陷是指氣孔、夾渣類缺陷。一般情況下，射線照相大致可以檢出直徑在試件厚度1%以上的體積型缺陷，但在薄試件中，受人眼分辨率的限制，可檢出缺陷的尺寸大致在0.5mm左右。面積型缺陷是指裂紋、未熔合類缺陷，其檢出率的影響因素包括缺陷形態尺寸、透照厚度、透照角度、透照幾何條件、源和膠片種類、像質計靈敏度等。由于厚工件影像細節顯示不清，所以一般來說厚試件中的裂紋檢出率較低。
[0005]2)適宜檢測較薄的工件而不適宜較厚的工件；板厚增大，射線照相絕對靈敏度下降。也就是說對厚工件采用射線照相，小尺寸缺陷以及一些面積型缺陷漏檢的可能性增大。
[0006]于此同時，超聲波在穿透容器的厚壁時，其衰減較少，同時其本身對裂紋的敏感度大于射線，因此可以嘗試通過超聲波檢測的方法，用于檢測厚壁容器，進而保證厚壁容器的質量。

【發明內容】

[0007]針對上述存在的問題，本發明目的在于提供一種衰減少，敏感度高，檢測效果好的通過過超聲波檢測厚壁容器的工藝。
[0008]為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下:一種厚壁容器的超聲波檢測工藝，包括以下步驟:
I)根據檢測容器的種類、壁厚、承壓能力、材質、儲存介質及工作環境，判定檢測容器的合格級別；綜合容器的種類、壁厚、承壓能力、材質、儲存介質及工作環境，根據固定式壓力容器安全技術監察規程(TSGR0004-2009)及蒸汽鍋爐安全技術監察規程的規定來判定檢測容器的檢測技術等級(A\B\C級)。
[0009]I\II\III有兩種意義參照ΝΒΥΓ47013.3-2005，其一:指的是波幅為I\II\III的這里指的是距離-波幅曲線的三個區分別為評定區、定量區、判廢區。波幅在I區，要求必須評定、在II區時要進行定量(測量長度、深度及缺陷尺寸)、在III區同樣要進行II區的操作，唯一區別就是不用考慮任何因素直接判定此容器不合格，直接返工。其二:I\II\III為焊接接頭的超聲檢測的質量分級，主要是根據容器不同厚度、波幅所在的區域及缺陷的指示長度綜合分級來判定容器的質量等級；參照ΝΒ/Τ47013.3-2005表33。
[0010]2)根據檢測容器的特性，判定檢測過程中的曲面衰減和材質衰減；材質衰減與容器的材質有關，超聲波通常對碳鋼及低合金鋼檢測靈敏度都很高，但是他對奧氏體不銹鋼檢測就不那么靈敏，因為奧氏體不銹鋼的晶粒粗大比碳鋼和低合金鋼都大得多，會使超聲波產生繞射及散射，故而增加檢測難度。曲面衰減與容器的形狀有關，根據ΝΒ\Τ47013.3-2005規定曲率半徑小于250mm時都要測量聲能傳輸損耗差，這樣根據測量的差值進行補償后才能保證檢測靈敏度。
[0011]3)選擇檢測探頭:通過2.5P13*13K2或2.5Ρ13*13Κ1型探頭，有效檢測覆蓋焊縫根部或焊縫內部缺陷；通過檢測容器的壁厚、檢測面:容器檢測時探頭移動的區域、材質、容器的形狀以及缺陷可能形成的方向位置來綜合選擇最合適的探頭，而不是因為檢測項目不同而更換探頭。2.5Ρ這里的P指的是頻率:一般以MHz記，13*13指的是探頭內部晶片尺寸大小，Κ2指的是斜探頭的入射角度。
[0012]4)根據檢測容器的壁厚，調節儀器的檢測靈敏度:選用標準用CSK-1A或CSK-1IIA型超聲波試塊，調節儀器的檢測靈敏度至Φ1*6?9dB。
[0013]5)確定檢測容器的檢測區域:檢測覆蓋區域為焊縫本身加焊縫兩邊各10_的區域。
[0014]6)確定檢測探頭在檢測容器內的移動區域:探頭的移動區域為Pl=L 25P，其中P為二次波的檢測界限區域，P=2KT，其中K為探頭入射角度、T為容器壁厚、2指的是2次波，所以Ρ1=1.25*2ΚΤ=3ΚΤ;這里的探頭移動的區域指的是:探頭在檢測時需要不停地移動來改變超聲在容器內的軌跡發現內部缺陷，探頭在容器外表面或內表面移動時的區域有一個限制，不能采用3次或4次波檢測因為其能量小不能滿足靈敏度需求，所以ΝΒ\Τ47013.3-2005規定2次波稍遠一點為界限的移動區域為檢測區域P。
[0015]7)根據超聲波的檢測情況，判定檢測容器的的缺陷位置和缺陷大小；缺陷的特性是指其在容器內的深度、長度、形狀；深度是通過探頭垂直于缺陷的長度方向移動得出，而缺陷的長度是通過探頭平行于缺陷的長度方向移動得出，而形狀是通過平行、垂直、旋轉綜合分析得出，最終再估判性質。
[0016]8)根據步驟7)中檢測出來的缺陷，通過超聲波衍射時差法TOFD進行復檢，再次確認此缺陷是否為虛假缺陷，最后進行判定該缺陷是否為超標缺陷。
[0017]本發明所述的步驟2)的操作過程中，當檢測容器的直徑大于500mm時，不考慮檢測容器的曲面衰減，當檢測的聲波頻率低于3MHz，聲程低于200_時，不考慮檢測容器的材質衰減。
[0018]本發明所述步驟4)的操作過程中，在檢測焊縫橫向缺陷時使儀器靈敏度為Φ1*12 ?15dB0
[0019]本發明所述的步驟6)的操作過程中，需要首先對探頭移動區域內的容器表面進行打磨操作，打磨完成后，使得移動區域內的容器表面粗糙度要小于6.3 μ m。
[0020]本發明所述的步驟7)的操作過程中，當反射波幅在II區、缺陷長度超過12mm、在324mm的范圍內多個缺陷累計長度超過36_的檢測容器，判定為普通缺陷；當反射波幅III區或裂紋的檢測容器，判定為嚴重缺陷。
[0021]本發明的優點在于:本發明的超聲波檢測工藝可以有效避免因射線檢測對缺陷形態尺寸、透照條件等原因造成在厚壁檢測中對面積型缺陷漏檢的情況，100%超聲復探增加了檢測結果的準確度，很大程度上減小了裂紋等危害性缺陷存在的破壞性。
[0022]在日常檢測工作過程中我們對射線檢測是比較依賴和認可的，但是在厚壁容器檢驗中我們發現，當采用100%的射線檢測得到合格結果后，用超聲波檢測復探卻發現了了不止一處超標缺陷，且經TOFD檢測復探及最終返修確認為裂紋等危害性缺陷。這說明了超聲波復探在厚壁容器檢驗中存在的必要性，且100%超聲檢測可很大程度避免裂紋等危害性缺陷的漏檢。
[0023]超聲波的檢測過程具有如下特點:
I)面積型缺陷的檢出率較高，而體積型缺陷的檢出率較低；因為面積型缺陷反射面積大而體積型缺陷反射面積小，所以面積型缺陷檢出率高。而且反射超聲波的缺陷面積越大，回波越高，越容易檢出。實踐中，對較厚(約30mm以上)焊縫的裂紋和未熔合缺陷的檢測，超聲波檢測確實比射線照相靈敏高。
[0024]經驗證明:有些面積型缺陷反射波并不是很高的，細小裂紋和未熔合反射波并不高，因而會出現漏檢的現象。此外，厚焊縫中的未熔合反射面如果較光滑，單探頭檢測可能接受不到回波，也會漏檢。對厚焊縫的未熔合和裂紋缺陷檢測可采用一些特殊超聲波檢測技術，例如:T0FD技術、串列掃查技術等。
[0025]2)適宜檢測厚度較大的工件，不適宜檢測較薄的工件；超聲波對鋼有足夠的穿透能力，檢測厚度可達幾米。對厚度大的工件檢測，表面回波與缺陷波容易分開。因此相對射線檢測來說，超聲波更加適宜檢測厚度較大的工件。
【具體實施方式】
[0026]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的描述。
[0027]實施例1:一種厚壁容器的超聲波檢測工藝，包括以下步驟:
I)根據檢測容器的的壁厚，材質為低合金鋼壓力為1.7MPa壁厚為42mm，直徑為3m的III類容器進行超聲檢測；判定檢測容器的合格級別根據固容規規定檢測技術等級為B級，A、B類焊縫100%檢測，合格級別為I級。
[0028]2)根據檢測容器的特性，判定檢測過程中的曲面衰減和材質衰減。此類容器為低合金鋼由于壁厚為42mm，根據NB/T47013.3-2015采用斜探頭頻率為2.5MHz、同時聲程不超過200_固不考慮材質衰減。由于容器直徑為3m，曲率半徑為1500mm，大于標準規定的250mm,因此也不考慮曲面衰減。
[0029]3)選擇檢測探頭:通過2.5P13*13K2或2.5Ρ13*13Κ1型探頭，有效檢測覆蓋焊縫根部或焊縫內部缺陷根據容器直徑及壁厚，根據標準要求，以上兩個探頭均滿足檢測要求。
[0030]4)根據檢測容器的壁厚，調節儀器的檢測靈敏度:選用標準用CSK-1A和CSK-1IA型超聲波試塊，調節儀器的檢測靈敏度至Φ 2*60-14dB。
[0031]5)確定檢測容器的檢測區域:檢測覆蓋區域為焊縫本身加焊縫兩邊各10_的區域。
[0032]6)確定檢測探頭在檢測容器內的移動區域:探頭的移動區域為Pl=L 25P，為210mmo
[0033]7)根據超聲波的檢測情況，判定檢測容器的的缺陷位置和缺陷大小；操作過程中發現深度為32m