厚壁容器的超声波检测工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及装置的无损检测技术领域，尤其涉及一种针对厚壁容器的超声波检测工艺。
【背景技术】
[0002]国家大力发展实体经济，对制造业实行大力支持，同时也提出对质量保证的重要性。故而各类大型制造厂大力更新焊接技术，对无损检测也提出了更高的要求，因为无损检测是最直观体现焊接质量最有力的凭证。
[0003]目前市面上大量生产的厚壁容器时，由于其本身的壁厚较大，因此采用传统的射线检测方法很难对厚壁容器进行精准检测，其检测精度大大降低，无法达到无损检测的灵敏度要求。
[0004]传统的射线检测具有以下特点:
I)射线检测对体积型缺陷检出率高，而面积型缺陷的检出率受到各种因素的影响；体积型缺陷是指气孔、夹渣类缺陷。一般情况下，射线照相大致可以检出直径在试件厚度1%以上的体积型缺陷，但在薄试件中，受人眼分辨率的限制，可检出缺陷的尺寸大致在0.5mm左右。面积型缺陷是指裂纹、未熔合类缺陷，其检出率的影响因素包括缺陷形态尺寸、透照厚度、透照角度、透照几何条件、源和胶片种类、像质计灵敏度等。由于厚工件影像细节显示不清，所以一般来说厚试件中的裂纹检出率较低。
[0005]2)适宜检测较薄的工件而不适宜较厚的工件；板厚增大，射线照相绝对灵敏度下降。也就是说对厚工件采用射线照相，小尺寸缺陷以及一些面积型缺陷漏检的可能性增大。
[0006]于此同时，超声波在穿透容器的厚壁时，其衰减较少，同时其本身对裂纹的敏感度大于射线，因此可以尝试通过超声波检测的方法，用于检测厚壁容器，进而保证厚壁容器的质量。
【发明内容】
[0007]针对上述存在的问题，本发明目的在于提供一种衰减少，敏感度高，检测效果好的通过过超声波检测厚壁容器的工艺。
[0008]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:一种厚壁容器的超声波检测工艺，包括以下步骤:
I)根据检测容器的种类、壁厚、承压能力、材质、储存介质及工作环境，判定检测容器的合格级别；综合容器的种类、壁厚、承压能力、材质、储存介质及工作环境，根据固定式压力容器安全技术监察规程(TSGR0004-2009)及蒸汽锅炉安全技术监察规程的规定来判定检测容器的检测技术等级(A\B\C级)。
[0009]I\II\III有两种意义参照ΝΒΥΓ47013.3-2005，其一:指的是波幅为I\II\III的这里指的是距离-波幅曲线的三个区分别为评定区、定量区、判废区。波幅在I区，要求必须评定、在II区时要进行定量(测量长度、深度及缺陷尺寸)、在III区同样要进行II区的操作，唯一区别就是不用考虑任何因素直接判定此容器不合格，直接返工。其二:I\II\III为焊接接头的超声检测的质量分级，主要是根据容器不同厚度、波幅所在的区域及缺陷的指示长度综合分级来判定容器的质量等级；参照ΝΒ/Τ47013.3-2005表33。
[0010]2)根据检测容器的特性，判定检测过程中的曲面衰减和材质衰减；材质衰减与容器的材质有关，超声波通常对碳钢及低合金钢检测灵敏度都很高，但是他对奥氏体不锈钢检测就不那么灵敏，因为奥氏体不锈钢的晶粒粗大比碳钢和低合金钢都大得多，会使超声波产生绕射及散射，故而增加检测难度。曲面衰减与容器的形状有关，根据ΝΒ\Τ47013.3-2005规定曲率半径小于250mm时都要测量声能传输损耗差，这样根据测量的差值进行补偿后才能保证检测灵敏度。
[0011]3)选择检测探头:通过2.5P13*13K2或2.5Ρ13*13Κ1型探头，有效检测覆盖焊缝根部或焊缝内部缺陷；通过检测容器的壁厚、检测面:容器检测时探头移动的区域、材质、容器的形状以及缺陷可能形成的方向位置来综合选择最合适的探头，而不是因为检测项目不同而更换探头。2.5Ρ这里的P指的是频率:一般以MHz记，13*13指的是探头内部晶片尺寸大小，Κ2指的是斜探头的入射角度。
[0012]4)根据检测容器的壁厚，调节仪器的检测灵敏度:选用标准用CSK-1A或CSK-1IIA型超声波试块，调节仪器的检测灵敏度至Φ1*6?9dB。
[0013]5)确定检测容器的检测区域:检测覆盖区域为焊缝本身加焊缝两边各10_的区域。
[0014]6)确定检测探头在检测容器内的移动区域:探头的移动区域为Pl=L 25P，其中P为二次波的检测界限区域，P=2KT，其中K为探头入射角度、T为容器壁厚、2指的是2次波，所以Ρ1=1.25*2ΚΤ=3ΚΤ;这里的探头移动的区域指的是:探头在检测时需要不停地移动来改变超声在容器内的轨迹发现内部缺陷，探头在容器外表面或内表面移动时的区域有一个限制，不能采用3次或4次波检测因为其能量小不能满足灵敏度需求，所以ΝΒ\Τ47013.3-2005规定2次波稍远一点为界限的移动区域为检测区域P。
[0015]7)根据超声波的检测情况，判定检测容器的的缺陷位置和缺陷大小；缺陷的特性是指其在容器内的深度、长度、形状；深度是通过探头垂直于缺陷的长度方向移动得出，而缺陷的长度是通过探头平行于缺陷的长度方向移动得出，而形状是通过平行、垂直、旋转综合分析得出，最终再估判性质。
[0016]8)根据步骤7)中检测出来的缺陷，通过超声波衍射时差法TOFD进行复检，再次确认此缺陷是否为虚假缺陷，最后进行判定该缺陷是否为超标缺陷。
[0017]本发明所述的步骤2)的操作过程中，当检测容器的直径大于500mm时，不考虑检测容器的曲面衰减，当检测的声波频率低于3MHz，声程低于200_时，不考虑检测容器的材质衰减。
[0018]本发明所述步骤4)的操作过程中，在检测焊缝横向缺陷时使仪器灵敏度为Φ1*12 ?15dB0
[0019]本发明所述的步骤6)的操作过程中，需要首先对探头移动区域内的容器表面进行打磨操作，打磨完成后，使得移动区域内的容器表面粗糙度要小于6.3 μ m。
[0020]本发明所述的步骤7)的操作过程中，当反射波幅在II区、缺陷长度超过12mm、在324mm的范围内多个缺陷累计长度超过36_的检测容器，判定为普通缺陷；当反射波幅III区或裂纹的检测容器，判定为严重缺陷。
[0021]本发明的优点在于:本发明的超声波检测工艺可以有效避免因射线检测对缺陷形态尺寸、透照条件等原因造成在厚壁检测中对面积型缺陷漏检的情况，100%超声复探增加了检测结果的准确度，很大程度上减小了裂纹等危害性缺陷存在的破坏性。
[0022]在日常检测工作过程中我们对射线检测是比较依赖和认可的，但是在厚壁容器检验中我们发现，当采用100%的射线检测得到合格结果后，用超声波检测复探却发现了了不止一处超标缺陷，且经TOFD检测复探及最终返修确认为裂纹等危害性缺陷。这说明了超声波复探在厚壁容器检验中存在的必要性，且100%超声检测可很大程度避免裂纹等危害性缺陷的漏检。
[0023]超声波的检测过程具有如下特点:
I)面积型缺陷的检出率较高，而体积型缺陷的检出率较低；因为面积型缺陷反射面积大而体积型缺陷反射面积小，所以面积型缺陷检出率高。而且反射超声波的缺陷面积越大，回波越高，越容易检出。实践中，对较厚(约30mm以上)焊缝的裂纹和未熔合缺陷的检测，超声波检测确实比射线照相灵敏高。
[0024]经验证明:有些面积型缺陷反射波并不是很高的，细小裂纹和未熔合反射波并不高，因而会出现漏检的现象。此外，厚焊缝中的未熔合反射面如果较光滑，单探头检测可能接受不到回波，也会漏检。对厚焊缝的未熔合和裂纹缺陷检测可采用一些特殊超声波检测技术，例如:T0FD技术、串列扫查技术等。
[0025]2)适宜检测厚度较大的工件，不适宜检测较薄的工件；超声波对钢有足够的穿透能力，检测厚度可达几米。对厚度大的工件检测，表面回波与缺陷波容易分开。因此相对射线检测来说，超声波更加适宜检测厚度较大的工件。
【具体实施方式】
[0026]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细的描述。
[0027]实施例1:一种厚壁容器的超声波检测工艺，包括以下步骤:
I)根据检测容器的的壁厚，材质为低合金钢压力为1.7MPa壁厚为42mm，直径为3m的III类容器进行超声检测；判定检测容器的合格级别根据固容规规定检测技术等级为B级，A、B类焊缝100%检测，合格级别为I级。
[0028]2)根据检测容器的特性，判定检测过程中的曲面衰减和材质衰减。此类容器为低合金钢由于壁厚为42mm，根据NB/T47013.3-2015采用斜探头频率为2.5MHz、同时声程不超过200_固不考虑材质衰减。由于容器直径为3m，曲率半径为1500mm，大于标准规定的250mm,因此也不考虑曲面衰减。
[0029]3)选择检测探头:通过2.5P13*13K2或2.5Ρ13*13Κ1型探头，有效检测覆盖焊缝根部或焊缝内部缺陷根据容器直径及壁厚，根据标准要求，以上两个探头均满足检测要求。
[0030]4)根据检测容器的壁厚，调节仪器的检测灵敏度:选用标准用CSK-1A和CSK-1IA型超声波试块，调节仪器的检测灵敏度至Φ 2*60-14dB。
[0031]5)确定检测容器的检测区域:检测覆盖区域为焊缝本身加焊缝两边各10_的区域。
[0032]6)确定检测探头在检测容器内的移动区域:探头的移动区域为Pl=L 25P，为210mmo
[0033]7)根据超声波的检测情况，判定检测容器的的缺陷位置和缺陷大小；操作过程中发现深度为32m