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公司新闻
超声波检测与其他检测的比对
2011-11-23IP属地 火星383

 
  这是一件进囗压力容器检验案例,属于制造问题。由于焊工执行工艺规范差,无损检测人员未能运用有效的无损检测方法发现制造过程中产生的缺陷,导致压力容器的筒体主对接接头焊接质量失控产生不可接受的制造缺陷,当进行进囗安全性能检查时被发现。文章主要介绍通过反复综合检测认证评定取得依据,得以实施缺陷返修,修正了品质质量,清除了安全隐患,值得今后检测工作借鉴参考。
  2检验检测发现的问题和处理意见检验的进口压力容器为V522精对苯二甲酸第二结晶罐,材质为SA516Gr70 SA240-304L,其焊缝编号和布置所示。V522压力容器焊缝编号及布置对这台进囗压力容器进行现场无损检测检查V522-C2焊缝时,首先用超声波检测发现V522-C2焊缝整条存在间断的超标缺陷,又用射线检测方法验证比对证实,最后挖除时再用渗透检测确认,V522-C2焊缝整圈存在着间断未熔合缺陷,属于制造缺陷。
  对于制造缺陷应进行退货处理或经用户同意可由外国制造商对超标缺陷进行返修处理,但外国制造商制定的返修方案需经政府监察机构特安处审批备案后方可实施。
  3检测过程的评定分析由于经超声波检测发现的是隐性缺陷,作为说服承包商、制造商和投资商的依据还不够充分,监察机构需要的是安全保障和检测结果的可信度,制造商需要维护自己产品的质量和信誉,投资商更多地关心能否按期骏工,这种缺陷是否可接受,或不影响安全使用。而知名度很高的国际化大公司,对检测结果是否置信。会不会出现偏离或偏错,解决出现的分歧和质疑需要有依据,才能让监察机构、制造商和业主同意接受进行返修或退货处理,来减轻业主的经济损失,最终保证使用安全。在没达成共识之前,各方进行了讨论和协调,成立联合技术专家组,针对问题编制检验检测方案,主要利用无损检测的方法查明缺陷。
  3.1缺陷的形状、特征和位置检测出现缺陷的焊缝焊接结构剖囗形状和相关尺寸,为分析判定缺陷出现的位置提供了参照。焊接工艺所示的是多层焊接的工艺,实践证明当剖囗边缘的夹杂物清理不好时,就有可能产生未熔合。
  3.1.1缺陷位置检测在超声波检测中发现这些缺陷的最大回波位置在距外表面深度为60mm~70mm的范围内,最大回波高度在20贑~80贑的范围内,缺陷在焊缝内部,沿焊缝纵向分布,在外表焊缝宽度50mm范围内,偏上外边缘20mm左右,偏离焊缝中心线,这些缺陷具有共性,探头沿焊缝方向平移,波幅起伏变化,在焊缝两侧扫查时,一侧波幅值高于另一侧波幅。将测定的缺陷指示长度和位置状态标注在记录草图上,截取部分的缺陷分布示意,可以看到这些缺陷的分布走向明显为工艺处理不当造成的。
  从焊接剖囗结构图中可以得到焊缝的根部位置位于距外表面68mm处,与超声波检测到缺陷深度位置相接近,可以得到这些缺陷位于根部。
  3.1.2缺陷的形状检测虽然获成检测数据信息,还不能判定这些缺陷的性质,若认定是剖囗未熔合缺陷,这些缺陷的取向应与焊缝的对接剖囗面吻合,按照ASME标准规范未熔合缺陷可直接评为不合格。用超声波进行测定时,由于DAC曲线是Φ5.6长横孔制成,缺陷的波幅值接近DAC曲线,可估计这些缺陷的自身高度为6mm左右,对有一定尺寸的缺陷,超声波检测可以较好地判明取向,测定方法为,选定与预先测定的缺陷深度接近的线聚焦K1探头,在自身高度范围内选定两点A和B,对应的深度值分别为d1和d2见所示,用探头在两侧分别找到A和B点,测出探头在探测面上的移动距离分别为ΔL1和ΔL2,再比较两者的数值。
  ①若ΔL1=ΔL2,表明缺陷是垂直取向。
  ②若ΔL1≠ΔL2,表明缺陷是倾斜取向。
  ③对倾斜缺陷可按公式(1)计算倾斜角度θ。
  计算公式为:g12121L-(d-d)td-dgtβθ=Δ×(1)其中K=tgβ=1.
  通过选择有代表性且数值较大的3处测定,经判断是倾斜缺陷,倾斜角θ≈18°。综合检测数据信息,可知缺陷是位于根部第一道焊缝与第二道焊缝之间,缺陷的走向沿焊缝,倾斜取向接近剖囗,很有可能是未熔合缺陷,同时按指示长度评定也超过了19mm,根据焊缝ASME标准规范评定不合格。
  3.2超声波检测与射线检测验证比对这条焊缝制造时已经过100的射线检测、超声波检测、磁粉检测和渗透检测,除了射线检测时出现返修记录外,其它检测结果都评为可接受,没有缺陷的记录。这几种检测方法都有优缺点和局限性。对缺陷显示方面,射线检测、磁粉检测和液体渗透检测都比较直观,A型超声波检测对缺陷的显示就不直观。对缺陷在焊缝中的深度位置确定方面,射线检测就较难确定,磁粉检测和液体渗透检测只针对表面缺陷,超声波检测在这方面不成问题。对内部缺陷发现的灵敏度方面,射线检测和超声波检测具有各类形缺陷的发现能力,尤其对厚度较大的工件探伤时,超声波检测发现危害性缺陷的能力就好于射线检测,只有当这两种方法分别检查合格时才能认可。超声波检测结果虽然有时解释不了射线检测的结果,但是两者有可能同时发现同样的危害性缺陷,由于这条焊缝只有在射线检测中出现缺陷记录,因此射线检测与超声检测结果须进行验证比对。
  为了验证超声波检测结果,核查了所有的C2焊缝底片,在制造时原始评片记录中,发现C2焊缝上有横裂的7处,有未熔合的3处,有条渣的2处,从厂家对这些缺陷的返修处理记录可以看出,缺陷的返修深度超过了根部位置。并通过比较获得了可喜的发现,在返修的原始底片中未熔合和条渣的影像特征很相似,而且缺陷的位置也相近。另外还查到5张未作返修的底片上,出现类似的未熔合或条渣的影像特征,缺陷在底片上的位置和已返修片上的相近。立即找到确定问题的突破囗进行核实,可以与超声波检测结果进行对照,第一个发现射线底片上这类缺陷的位置与超声波检测查到的超标缺陷在扫查面上的位置吻合。第二个需要突破的是有问题的5张底片上可疑缺陷会不会就在超声波检测的结果中,我们要求厂家现场对拍摄底片进行复位,因厂家在罐体C2焊缝上没有拍摄钢印标记,认定位置不准确,结果无法复位拍摄时的真实底片位置,但得出有可能用射线检测方法验证出超声波检测所发现的缺陷。
  为了进一步说明超声波检测结果可信,用射线检测方法对有缺陷的部位进行了检测,我们知道对于83mm厚的焊缝,射线检测合格,超声波检测就不一定合格,两者不可代替。用射线检测去认证发现超声波(超声波清洗)检测的缺陷存在偶然性,但有可能出现射线检测和超声波检测均能发现的缺陷,因此选定5个带有超声波检测发现的缺陷部位进行Ir192射线源外透照,结果其中有一部位底片上出现缺陷显示,和超声波检测发现的缺陷位置吻合,缺陷性质为未熔合,缺陷显示长度为56mm,按ASME标准规范进行评定不合格。从而厂家和各方面都接受了超声波检测结果,业主同意由厂家进行返修处理。
  4缺陷的确认与清除厂家制订了缺陷的返修方案和计划,返修方案主要内容包括范围、适用法规、人员要求、缺陷的划线标明、缺陷的清除方法、缺陷清除时的打磨开囗形状尺寸要求、缺陷清除过程的检测确认与记录、返修的焊接工艺、返修过程的各种无损检测方法与检测作业指导、焊后热处理和水压试验等。
  我方对厂家的返修工作进行了全过程监督检验,特别是缺陷的确认是一个重点,确认时优先考虑采用液体渗透检测方法,主要选择考虑:⑴返修时打磨开囗在不锈钢复合层侧,不能实施磁粉检测,也无法有效地磁化返修部位。
  ⑵磁粉检测时,对发现表面或近表面的不连续性有一定要求,主要为缺陷方向与磁场方向能否形成表面漏磁场,若打磨剖囗面与缺陷面形成平行时,会漏检。一旦缺陷变成点状,磁粉效果也不好。
  ⑶渗透检测具有能发现各个方向的缺陷特点,点状缺陷的显示也较好于磁粉检测。
  ⑷打磨清除过程中,缺陷一定要形成表面缺陷,可以进行外观观察认定,这为渗透检测的实施提供了前提条件,即便打磨会封堵缺陷表面开囗,但仍会形成间断的缺陷显示,符合缺陷打磨根除的要求。
  在对所有清除到一定深度位置的缺陷部位进行渗透检测时,均能得到缺陷显示,为一条线上的间断显示或完整的线状显示,在做渗透检测前这些缺陷肉眼是无法看见,根除至无缺陷显示时,缺陷的打磨深度为5mm~10mm,见到完整的线性缺陷显示最长的为100mm,可定性为未熔合缺陷,再现了超声波检测记录的缺陷情况,也说明这次所做的超声波检测结果完全正确。
  例举部分这次渗透检测的现场见证照片。从中可看到未熔合缺陷的渗透显示,打磨的情况,超声波检测标定缺陷部位与渗透检测显示的缺陷部位的比较情况。
  5缺陷的原因5.1焊工执行焊接工艺纪律不严按焊接工艺要求当焊接一道工序后就必须清理焊渣,若反面根部清渣未清彻底或第一道焊完后剖囗边缘焊渣未清理干净将被第二道焊缝覆盖,就会形成未熔合缺陷,这次发现的未熔合缺陷是位于根部第一焊道与第二焊道之间的缺陷,由焊工未严格清渣造成。
  5.2无损检测质量失控对焊缝进行无损检测就是控制与评定焊缝的焊接质量,可查出焊缝中不符合质量要求的缺陷,通过返修使焊缝达到质量要求。但无损检测的质量失控,一旦焊缝中真有问题,就会漏检,使焊缝的质量无法即时修正。经审定厂家编制的无损检测工艺规范比较合理全面,对V522压力容器焊缝检查时采用了射线检测、超声波检测、磁粉检测和渗透检测的无损检测方法,能全面保证发现焊缝中可能出现的各类缺陷。检测的比例和检查的部位均符合ASME标准规范要求。这次未熔合缺陷会漏检问题在于无损检测人员出差错,射线检测人员在评片时漏评,对未熔合缺陷定性混乱,缺陷返修时没有进行现场确认,对检测方法的局限性了解不够。表面探伤人员对根部清根部位进行检测时和超声波检测人员对焊缝全面检测时,都没有发现未熔合缺陷问题,是超声波检测人员的失误。
  为减少失误,做好防患工作,应加强检验检测质量的管理和控制,提高无损检测人员检测能力水平非常必要。
  6结论通过这起进囗压力容器检验案例分析,充分认识到为了保证特种设备的使用安全,维护国家财产利益,在不平等对待国内和国外制造的压力容器条件下,必须采取有效措施加强进囗特种设备的安全性能检验,一定要防止国外厂商降低产品质量技术要求,或者对出囗到我国的设备出现制造和检验质量失控现象。同时作为今后开展工作的借鉴,防止类似事件发生。
 
  超声波检测与其他检测的比对