【正文】 超聲波探傷過程設(shè)備畢業(yè)論文目錄摘要 I 1 1 超聲檢測技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀 2 2 2 常見焊接缺陷及產(chǎn)生原因 2 2 2 超聲探傷 2 橫波斜探頭探傷 2 2 焊縫超聲波探傷的具體實(shí)施過程 2 超聲檢測中缺陷的定量分析 2 2 超聲波探傷實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器調(diào)校 2 現(xiàn)場探傷 2 超聲探傷缺陷評定 2結(jié)論 2參考文獻(xiàn) 2致謝 2附錄 272過程設(shè)備是各個工業(yè)部門不可缺少的重要生產(chǎn)設(shè)備，用于供熱、供電和儲存各種工業(yè)原料及產(chǎn)品，完成工業(yè)生產(chǎn)過程必需的各種物理過程和化學(xué)反應(yīng)。因此它成為石油、化工、電站、核能和軍工等工業(yè)部門的重要生產(chǎn)裝備。其制造工藝以焊接為主，質(zhì)量要求比較高。焊縫質(zhì)量直接決定著壓力容器的使用安全和使用壽命，因此在制造和使用過程中的焊縫檢測顯得尤為重要。因此，迫切需要尋找一種高效、經(jīng)濟(jì)、簡便可行的無損檢測技術(shù)及缺陷評定方法。無損檢測技術(shù)主要包括射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、聲發(fā)射等方法其中超聲波探傷和射線探傷是檢測壓力容器焊縫內(nèi)部缺陷的主要手段。超聲波探傷以其探傷距離大、探傷裝置體積小、重量輕、便于攜帶、檢測速度快、檢測費(fèi)用低等優(yōu)勢，在過程設(shè)備制造和在役檢測工作中得到越來越多的應(yīng)用。由于歷史的原因，在用過程設(shè)備的檢驗(yàn)、檢測及缺陷評定仍存在很大的問題。具體表現(xiàn)在：①在役過程設(shè)備(其中包括國外進(jìn)口設(shè)備)由于設(shè)計(jì)、制造與安裝等所采用的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，其檢驗(yàn)、檢測要求難以統(tǒng)一，制造質(zhì)量難以保證，給設(shè)備的維護(hù)和在用管理帶來很大難度。②過去對過程設(shè)備的驗(yàn)收管理不嚴(yán)，導(dǎo)致了現(xiàn)今在役設(shè)備焊縫中存著大量超標(biāo)缺陷。焊接缺陷的類型主要包括未焊透、未熔合、裂紋、氣孔及夾渣等。③國內(nèi)外關(guān)于缺陷評定的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。這些缺陷如不進(jìn)行定期檢查及有效的安全評定而盲目使用勢必會造成重大惡性事故，給企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，怎樣實(shí)現(xiàn)對焊縫內(nèi)部缺陷的精確定位、定量和定性分析及缺陷評定，是需迫切解決的課題。在焊縫缺陷檢測中，超聲檢測是目前公認(rèn)的最有效的常規(guī)無損檢測方法之一，與其它常規(guī)檢測相比具有明顯的優(yōu)勢。焊縫超聲檢測一方面以其較為經(jīng)濟(jì)、操作輕便靈活而在質(zhì)量控制和在役設(shè)備安全性能檢查中得到廣泛的應(yīng)用，而在另一方面由于焊縫超聲檢測的不直觀性，以及檢測人員、檢測對象、儀器探頭等諸多因素，可能產(chǎn)生漏檢或誤判。因此，針對超聲檢測技術(shù)顯示不直觀，探傷技術(shù)難度大以及探傷結(jié)果不便保存等技術(shù)難點(diǎn)，深入學(xué)習(xí)和掌握超聲檢測技術(shù)，在搞清原理、掌握使用的同時發(fā)揮創(chuàng)新精神探索超聲檢測過程中的出現(xiàn)的問題并加以解決。針對焊縫內(nèi)部缺陷的超聲波檢測及安全評定過程中所涉及的關(guān)鍵性問題進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并依據(jù)缺陷檢測所得到的結(jié)果進(jìn)行缺陷評定具有重要意義?；谝陨显?，本文重點(diǎn)研究過程設(shè)備制造工藝、焊接缺陷的成因及焊縫內(nèi)部缺陷的超聲波檢測方法，并選用GB1134589標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行缺陷評定和質(zhì)量分級，從而對焊接缺陷進(jìn)行有效的安全評定。 超聲檢測技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀無損探傷技術(shù)是檢測壓力容器焊縫內(nèi)部缺陷的主要手段。無損探傷是指利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢對象所處技術(shù)狀態(tài)的所有技術(shù)手段的總稱。工業(yè)生產(chǎn)中常用的無損檢測方法有射線檢驗(yàn)(RT)、超聲檢測(UT)、磁粉檢測(MT)和液體滲透檢測(PT) 四種。其中射線探傷和超聲波探傷是檢測壓力容器焊縫內(nèi)部缺陷的主要手段。 國際超聲檢測技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀無損檢測技術(shù)歷經(jīng)一個世紀(jì)，盡管無損檢測技術(shù)本身并非一種生產(chǎn)技術(shù)，但其技術(shù)水平卻能反映該部門、該行業(yè)、該地區(qū)甚至該國的工業(yè)技術(shù)水平。超聲無損檢測技術(shù)(UT)作為四大常規(guī)檢測技術(shù)之一，由于其與其它常規(guī)無損檢測技術(shù)相比，它具有被測對象范圍廣，檢測深度大；缺陷定位準(zhǔn)確，檢測靈敏度高；成本低，使用方便，速度快，對人體無害以及便于現(xiàn)場使用等特點(diǎn)，因而世界各國都對超聲無損檢測給予了高度的重視。目前，國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家的無損檢測技術(shù)已逐步從NDI和NDT向NDE過渡。無損探傷(NDI)、無損檢測(NDT)和無損評價(NDE)是無損檢測發(fā)展的三個階段。超聲波無損探傷是初級階段，它的作用僅僅是在不損害零部件的前提下，發(fā)現(xiàn)其人眼不可見的內(nèi)部缺陷，以滿足工業(yè)設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度求。超聲無損檢測是近20年來應(yīng)用最廣泛的術(shù)語，它不僅要檢測最終產(chǎn)品，而且還要對生產(chǎn)過程的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。超聲無損評價是超聲檢測發(fā)展的最高界，不但要探測缺陷的有無，還要給出材質(zhì)的定量評價，也包括對材料和缺陷的物理和力學(xué)性能的檢測及其評價。本文建立在NDI的基礎(chǔ)上，在過程裝備制造與維護(hù)過程中，對焊縫進(jìn)行有效檢測，并進(jìn)行缺陷分析和計(jì)算，從而對過程裝備進(jìn)行有效的安全評估。近年來我國超聲無損檢測事業(yè)取得了巨大進(jìn)步和發(fā)展。超聲無損檢測已經(jīng)應(yīng)用到了幾乎所有工業(yè)部門，其用途正日趨擴(kuò)大。超聲無損檢測的相關(guān)理論和方法及應(yīng)用的基礎(chǔ)性研究正在逐步深入，已經(jīng)取得了許多突破性進(jìn)展。比如，用戶友好界面操作系統(tǒng)軟件；各種掃描成象技術(shù)；多坐標(biāo)、多通道的自動超聲檢查系統(tǒng)；超聲機(jī)器人檢測系統(tǒng)等。無損檢測的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，檢測儀器的數(shù)字化、智能化、圖象化、小型化和系列化工作也都取得了較大發(fā)展。我國已經(jīng)制訂了一系列國標(biāo)、部標(biāo)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而且引進(jìn)了ISO，ATSM等一百多個國外標(biāo)準(zhǔn)。無損檢測人員的培訓(xùn)也逐漸與國際接軌。但是，我國超聲無損檢測事業(yè)從整體水平而言，與發(fā)達(dá)國家之間仍存在很大差距。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：1）檢測專業(yè)隊(duì)伍中高級技術(shù)人員和高級操作人員所占比例較小，極大阻礙了超聲無損檢測技術(shù)向自動化、智能化、圖象化的進(jìn)展。由于經(jīng)驗(yàn)豐富的老一輩檢測工作者缺乏把實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為理論總結(jié)，而年輕的檢測人員缺乏切實(shí)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這有可能導(dǎo)致現(xiàn)有的超聲檢測軟件系統(tǒng)不同程度的缺陷，降低了檢測的可靠性。2）專業(yè)無損檢測人員相對較少，現(xiàn)有無損檢測設(shè)備有待改進(jìn)。從而導(dǎo)致目前我國產(chǎn)品的質(zhì)量普遍存在較大問題。更嚴(yán)重的后果是產(chǎn)品的競爭能力差，焊縫的超聲波檢測技術(shù)研究影響產(chǎn)品進(jìn)入國際市場。3）對無損檢測技術(shù)領(lǐng)域的信息技術(shù)應(yīng)用重視不夠。我國對無損檢測信息技術(shù)的建設(shè)工作還處在相當(dāng)薄弱的階段。4）無損檢測的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范多而雜。我們相信，隨著超聲檢測的廣泛應(yīng)用和對超聲檢測重視程度的不斷提高，我國的超聲檢測將獲得更加快速的發(fā)展和進(jìn)步。本章主要介紹過程設(shè)備制造過程、產(chǎn)生的常見的焊接缺陷，以及產(chǎn)生這些缺陷的原因。過程設(shè)備的生產(chǎn)工藝流程大致為下料、成型、焊接、無損檢測、組對焊接、無損檢測、熱處理、壓力試驗(yàn)幾個階段。下面分別簡要介紹個流程的注意事項(xiàng)。過程設(shè)備的選材主要依據(jù)設(shè)計(jì)文件、合同約定及相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。壓力容器材料的種類有碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、特殊材料（復(fù)合材料、鋼鎳合金、超級雙相不銹鋼、哈氏合金）其中最常用材料為16MnR，20R等壓力容器專用鋼。分舉如下：碳素鋼：20號鋼、20R、Q235；低合金鋼：16MnR、16MnDR、09MnNiDR、15CrMoR、16Mn；高合金鋼：0Cr10Cr18Ni0Cr18Ni10Ti；尿素級材料： （尿素合成塔中使用，有較高耐腐蝕性）。(1) 下料工具與下料要求氣割多用于碳鋼下料，等離子切割多用于合金鋼、不銹鋼下料剪扳機(jī)多用于＆≤8㎜L≤2500㎜板材下料其切邊為直邊，鋸管機(jī)多用于接管下料。(2) 橢圓度要求： 為了保證加工精度內(nèi)壓容器要求橢圓度≤1%D；且≤25㎜ ，換熱器要求DN≤1200㎜橢圓度≤%DN且≤5㎜ ，DN﹥1200㎜時要求橢圓度≤%DN且≤7㎜塔器橢圓度要求如表2—1所示。對于多層包扎內(nèi)筒要求橢圓度≤%D，且≤6㎜ 。表2—1 塔器橢圓度對照表DN（500，1000）（1000，2000）（2000，4000）（4000，+∞）橢圓度177。5㎜177。10㎜177。 15㎜177。20㎜(3) 直線度要求： 一般容器當(dāng)L≤30000㎜時直線度≤L/1000㎜ ，L﹥30000㎜時直線度按塔器要求取值。對于塔器L≤15000㎜時直線度≤L/1000㎜ ，L﹥15000㎜直線度≤+8㎜ 。換熱器L≤6000㎜時直線度≤L/1000且≤㎜ ，L﹥6000㎜時直線度≤L/1000且≤8㎜ 。 焊接(1) 焊前準(zhǔn)備與焊接環(huán)境 為了保證過程設(shè)備焊接質(zhì)量，焊條、焊劑及其他焊接材料的貯存庫應(yīng)保持干燥，相對濕度不得大于60%當(dāng)施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況，且無有效防護(hù)措施時，禁止施焊： % 、雪環(huán)境 (2) 焊接工藝 ，按JB4708進(jìn)行 、B類焊接焊縫的余高不得超過GB150的有關(guān)規(guī)定 、氣孔、弧坑和飛濺物 (3) 焊縫返修 焊逢的同一部位的返修次數(shù)不宜超過兩次。如超過兩次，返修前均應(yīng)經(jīng)制造單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，返修次數(shù)、部位和返修情況應(yīng)記入容器的質(zhì)量證明書。 對于要求焊后熱處理的容器，一般應(yīng)在熱處理前進(jìn)行返修。如在熱處理后返修時，補(bǔ)焊后應(yīng)做必要的熱處理(1) 正火 a.目的：細(xì)化晶粒，提高母材及?；幚砗缚p的綜合機(jī)械性能，消除冷作硬化，便于切削加工。 b.方法：～，風(fēng)冷或霧冷。 c.應(yīng)用：16MnR高溫保溫時間過長，使奧氏體晶粒大（正火）35﹟鍛件（正火）封頭，筒體（正火） (2) 調(diào)質(zhì)處理： ：提高零件的綜合機(jī)械性能。 b.方法：淬火+高溫回火（500℃以上）。得到索氏體。 c.應(yīng)用：封頭，筒體，法蘭，管板等。20MnMo20MnMoNb13MnNiMoNb900℃～950℃2分～水冷+空冷。 螺栓螺母：①35CrMoA25Cr2MoVA35CrMoVA ②30Mn40Mn35CrMoA 硬度HB=187～229用亞溫淬火。 (3) 固溶處理：（針對奧氏體不銹鋼）即在室溫條件下保留奧氏體。 ：將零件加熱使碳化物溶到奧氏體中，再以足夠快的冷卻速度將碳化物固定在奧氏體中。具有最低的強(qiáng)度、最高塑性、最好的耐蝕性。 ：封頭 ：加熱到1000℃～1150℃，以2分到4分/㎜保溫后快冷，然后水冷，再進(jìn)行空冷。 (4) 焊后熱處理：（消除應(yīng)力，退火）一般熱處理：SRISR ：。 。 。 ：（另一法：把容器視為加熱爐，在設(shè)備內(nèi)部加熱外殼保溫） 99版壓力容器規(guī)則：（高壓容器、中壓反應(yīng)器、儲存容器、石油液化器儲罐）不能用內(nèi)部加熱法。 ：一端在爐內(nèi)，采取適當(dāng)保溫措施以防有害的溫度梯度（重復(fù)加熱的長度≥），長26m →加熱寬度：焊縫中心線每側(cè)2倍板厚。 c焊后熱處理工藝： ℃以下裝爐 ℃/T（有效厚度）/h且≤200℃/h ≤50mm，25mm/hT＞50mm保溫時間=（150+T）/100 ：400℃以上，6500/T℃/h且≤260℃/h A容器整體消應(yīng)力處理須在整體制造完經(jīng)檢驗(yàn)合格后，水壓試驗(yàn)之前進(jìn)行。 。 （含母材試板）掛片試樣等應(yīng)與容器同爐PWHT (1) 壓力試驗(yàn) 壓力試驗(yàn)按試驗(yàn)介質(zhì)不同分為液壓試驗(yàn)及氣壓試驗(yàn)。 液壓實(shí)驗(yàn)一般采用水，需要時也可采用不會導(dǎo)致發(fā)生危險的其他液體。試驗(yàn)時液體的溫度應(yīng)低于其閃點(diǎn)或沸點(diǎn)。奧氏體不銹鋼制壓力容器用水進(jìn)行液壓試驗(yàn)后應(yīng)將水漬清楚干凈。當(dāng)無法達(dá)到這一要求時，應(yīng)控制水的氯離子含量不超過25mg/L。 液壓試驗(yàn)方法： 1）試驗(yàn)時容器頂部應(yīng)設(shè)排氣口，充液時應(yīng)將容器內(nèi)的空氣排盡。試驗(yàn)過程中，應(yīng)保持容器觀察表面的干燥； 2）試驗(yàn)時壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后，保壓時間一般不少于30min。然后將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的80%，并保持足夠長時間對所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行檢查。如有滲漏，修補(bǔ)后重新試驗(yàn)； 3）對于夾套容器，先進(jìn)行內(nèi)筒液壓試驗(yàn)，合格后再焊夾套，然后進(jìn)行夾套內(nèi)的液壓試驗(yàn)； 4）液壓試驗(yàn)完畢后，應(yīng)將液體排盡并用壓縮空氣將內(nèi)部吹干。 氣壓試驗(yàn)應(yīng)有安全措施。該安全措施需經(jīng)試驗(yàn)單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，并經(jīng)本單位安全部門監(jiān)督檢查。試驗(yàn)所用氣體為干燥、潔凈的空氣、氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。 氣壓試驗(yàn)時壓力應(yīng)緩慢上升，至規(guī)定試驗(yàn)壓力的10%，保壓5min，然后對所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行初次泄漏檢查，如有泄漏，修補(bǔ)后重新試驗(yàn)。初次泄漏檢查合格后，再繼續(xù)緩慢升壓至規(guī)定試驗(yàn)壓力的50%，其后按每級為規(guī)定壓力的10%的級差逐級增至規(guī)定試驗(yàn)壓力。保壓10min后將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的87%，并保持足夠長的時間后再次進(jìn)行泄漏檢查。如有泄漏，修補(bǔ)后再按上述規(guī)