【正文】 的安全評估。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。無損探傷(NDI)、無損檢測(NDT)和無損評價(jià)(NDE)是無損檢測發(fā)展的三個(gè)階段。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。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。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?；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。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(shí)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。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。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(huì)造成重大惡性事故，給企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失。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。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。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。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。其制造工藝以焊接為主，質(zhì)量要求比較高。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(gè)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。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。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。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。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。③國內(nèi)外關(guān)于缺陷評定的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。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。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。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。 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。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。 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(gè)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。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。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。超聲無損評價(jià)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(jià)，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(jià)。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。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。無損檢測人員的培訓(xùn)也逐漸與國際接軌。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)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(dòng)化、智能化、圖象化的進(jìn)展。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)。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。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。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。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(gè)階段。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)。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）。(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㎜對于多層包扎內(nèi)筒要求橢圓度≤%D，且≤6㎜ 。5㎜177。 15㎜177。一般容器當(dāng)L≤30000㎜直線度≤換熱器L≤6000㎜時(shí)≤㎜ ，時(shí)直線度≤L/1000且≤8㎜ 。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(shí)，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。 如在熱處理后返修時(shí)，補(bǔ)焊后應(yīng)做必要的熱處理(1) 正火 a. b. c.高溫保溫時(shí)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。方法：淬火+高溫回火（500℃以上）。 c.20MnMo13MnNiMoNb2分～ 螺栓螺母：②30Mn35CrMoA (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。具有最低的強(qiáng)度、最高塑性、最好的耐蝕性。 (4) 焊后熱處理：（消除應(yīng)力，退火）一般熱處理：SRISR ：。 。 。 ：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≥） c焊后熱處理工藝： ℃以下裝爐 ℃/T（有效厚度）/h且≤200℃/h ≤50mm，25mm/h℃/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)。試驗(yàn)時(shí)液體的溫度應(yīng)低于其閃點(diǎn)或沸點(diǎn)。當(dāng)無法達(dá)到這一要求時(shí)，應(yīng)控制水的氯離子含量不超過25mg/L。試驗(yàn)過程中，應(yīng)保持容器觀察表面的干燥； 2）試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后，保壓時(shí)間一般不少于30min。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） 氣壓試驗(yàn)應(yīng)有安全措施。試驗(yàn)所用氣體為干燥、潔凈的空氣、氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。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。如有泄漏，修補(bǔ)后再按上述規(guī)定重新試驗(yàn)。試驗(yàn)壓力、試驗(yàn)介質(zhì)和檢驗(yàn)要求按照圖樣上的注明。小型容器亦可浸入水中檢查。 常見焊接缺陷及產(chǎn)生原因 焊縫中常見的焊接缺陷影響焊縫機(jī)械性能的焊接缺陷有裂紋、未焊透、未熔合、夾渣和氣孔等。下面就這些缺陷加以敘述。焊接裂紋有許多種類，根據(jù)其產(chǎn)生場所來區(qū)分可分為焊縫金屬裂紋和熱影響區(qū)裂紋。根據(jù)其大小可區(qū)分為宏觀裂紋和微觀裂紋。焊接金屬裂紋分為凝固溫度范圍或稍低于這一溫度的高溫裂紋和約在300℃以下發(fā)生的低溫裂紋。在低合金高強(qiáng)度鋼中，響區(qū)常發(fā)生縫邊裂紋和焊道下裂紋。一般，縫邊裂紋在焊接后幾分鐘內(nèi)發(fā)生，焊道下裂紋在焊接后幾小時(shí)發(fā)生，橫向裂紋則經(jīng)過時(shí)間后發(fā)生。由于氫的原因，在焊接后經(jīng)長時(shí)間發(fā)生的裂紋稱延遲裂紋。(2) 未焊透在焊縫的坡口處或根部，由于電弧未將母材熔化或未填滿熔化金屬所引起的缺陷，稱為未焊透。坡口角度過小或根部間隙過于狹窄時(shí)容易產(chǎn)生未焊透。特別是在背面不可能進(jìn)行焊接的管材縫容易產(chǎn)生。(3) 未熔合所謂未熔合系指母材與焊縫金屬（焊條熔化進(jìn)入坡口的金屬）沒熔合及在焊接中前層焊縫金屬和后續(xù)焊縫金屬未熔合。后者多在熔合不良缺陷中含有熔渣，多數(shù)情況下不能清楚地和夾渣區(qū)別。熔渣的一部分常殘存在焊接金屬內(nèi)部，另一種情況是，當(dāng)附著在下層焊接金屬表面上的熔渣清除不徹底時(shí)，在上層焊接中不熔化而殘存著。夾渣的發(fā)生位置常沿著結(jié)合部位發(fā)生。(5) 氣孔氣孔是在焊接金屬中存在的球狀孔洞。形成氣孔的氣體多數(shù)情況下是氫和二氧化碳?xì)怏w，另外，還有焊條干燥不充分和電弧保護(hù)不好等原因。在使用低氫焊條時(shí)焊道的起點(diǎn)和二氧化碳?xì)怏w焊縫，容易產(chǎn)生密集氣孔。 焊縫缺陷產(chǎn)生的可能因素，常見的焊接缺陷大致與下述因素有關(guān)。表22 焊接缺陷產(chǎn)生的可能因素因素裂紋未焊透夾渣氣孔焊瘤咬邊材料照管不當(dāng)√√材料選用√√焊機(jī)保養(yǎng)√√√√電源與接地√√夾具與轉(zhuǎn)胎√√√工具與焊工管理√√√√焊條選用√√√√√焊條保管√√√焊接設(shè)計(jì)√√√√√坡口尺寸及類型√√√√√裝配精度√√√√√焊接位置√√焊接順序√√焊接條件√√√√√√焊接操作標(biāo)準(zhǔn)√√注：√關(guān)系密切；關(guān)系不大?！〕Ｓ玫臒o損探傷方法有射線探傷、超聲探傷、磁粉探傷、滲透探傷和渦流探傷。(1) 射線探傷 射線探傷（RT）是利用電磁波穿透工件，完好部位與缺陷部位透過劑量有差異，其程度與這兩部分的材質(zhì)、射線強(qiáng)度和透過方向與缺陷尺寸有關(guān)，從而形成缺陷影像。對平行于射線方向的開口性缺陷有檢出能力(2) 超聲探傷 超聲探傷是利用彈性波在缺陷部位形成反射或衍射的方法提取缺陷信號，其信號強(qiáng)度與波的類型、探傷頻率，缺陷的尺寸、取向及其表面狀態(tài)以及完好部位和缺陷部位的材質(zhì)有關(guān)。 超聲探傷有利于檢出裂紋類面積形缺陷。磁粉探傷限于檢驗(yàn)鐵磁材料，要完全接近與工件表面，缺陷性質(zhì)容易辨認(rèn)，油漆與電鍍面基本不影響檢驗(yàn)靈敏度，但應(yīng)做層膜厚度對靈敏度影響的試驗(yàn)。（4）滲透探傷滲透探傷的原理是利用毛細(xì)作用將帶有顏色的滲透液噴涂在焊縫表面上，使其滲入缺陷內(nèi)，清洗后施加顯象劑顯示缺陷彩色痕跡。能夠檢測出光潔與清潔表面開口缺陷。渦流探傷檢驗(yàn)參數(shù)控制相對困難，檢驗(yàn)結(jié)果的解釋稍微困難。焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測是檢驗(yàn)其焊縫質(zhì)量的有效方法，一般包括超射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、聲發(fā)射和渦流探傷等方法。每一種無損檢測方法都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性，因此應(yīng)根據(jù)焊縫的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)形狀來選擇合適的檢測。不同材質(zhì)焊縫探傷方法的選擇見下表31.表31不同材質(zhì)焊縫探傷方法的選擇 檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)對象超聲探傷射線探傷磁粉探傷滲透探傷渦流探傷鐵素體鋼焊縫 內(nèi)部缺陷◎◎— 表面缺陷△△◎◎△奧氏體鋼焊縫 內(nèi)部缺陷△◎ 表面缺陷△△◎△鋁合金焊縫 內(nèi)部缺陷◎◎ 表面缺陷△△◎△其他金屬焊縫 內(nèi)部缺陷—◎ 表面缺陷—△—◎△塑料接頭焊縫△○○注：◎：很適合 ○：適合 △：有附加條件時(shí)適合 ：不適合 超聲探傷超聲波探傷作為無損檢驗(yàn)的一種重要手段，在工業(yè)上已獲得廣泛的應(yīng)用。在超聲波探傷中，由于使用的波型、發(fā)射和接收的方法、信號的顯示方式、探頭與工件耦合的特點(diǎn)、工件形狀和缺陷類型、實(shí)現(xiàn)探傷的手段等都不相同，所以從不同的方面出發(fā)，就可以按不同的歸納方式分類。所以，要想把探傷的方法按一種格式嚴(yán)格分類是不可能的，現(xiàn)僅就常用的金屬超聲波探傷方法綜合歸