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超聲波檢測與其他檢測的比對
2011-11-23IP屬地 火星428
這是一件進囗壓力容器檢驗案例,屬于制造問題。由于焊工執行工藝規范差,無損檢測人員未能運用有效的無損檢測方法發現制造過程中產生的缺陷,導致壓力容器的筒體主對接接頭焊接質量失控產生不可接受的制造缺陷,當進行進囗安全性能檢查時被發現。文章主要介紹通過反復綜合檢測認證評定取得依據,得以實施缺陷返修,修正了品質質量,清除了安全隱患,值得今后檢測工作借鑒參考。 2檢驗檢測發現的問題和處理意見檢驗的進口壓力容器為V522精對苯二甲酸第二結晶罐,材質為SA516Gr70 SA240-304L,其焊縫編號和布置所示。V522壓力容器焊縫編號及布置對這臺進囗壓力容器進行現場無損檢測檢查V522-C2焊縫時,首先用超聲波檢測發現V522-C2焊縫整條存在間斷的超標缺陷,又用射線檢測方法驗證比對證實,最后挖除時再用滲透檢測確認,V522-C2焊縫整圈存在著間斷未熔合缺陷,屬于制造缺陷。 對于制造缺陷應進行退貨處理或經用戶同意可由外國制造商對超標缺陷進行返修處理,但外國制造商制定的返修方案需經政府監察機構特安處審批備案后方可實施。 3檢測過程的評定分析由于經超聲波檢測發現的是隱性缺陷,作為說服承包商、制造商和投資商的依據還不夠充分,監察機構需要的是安全保障和檢測結果的可信度,制造商需要維護自己產品的質量和信譽,投資商更多地關心能否按期駿工,這種缺陷是否可接受,或不影響安全使用。而知名度很高的國際化大公司,對檢測結果是否置信。會不會出現偏離或偏錯,解決出現的分歧和質疑需要有依據,才能讓監察機構、制造商和業主同意接受進行返修或退貨處理,來減輕業主的經濟損失,最終保證使用安全。在沒達成共識之前,各方進行了討論和協調,成立聯合技術專家組,針對問題編制檢驗檢測方案,主要利用無損檢測的方法查明缺陷。 3.1缺陷的形狀、特征和位置檢測出現缺陷的焊縫焊接結構剖囗形狀和相關尺寸,為分析判定缺陷出現的位置提供了參照。焊接工藝所示的是多層焊接的工藝,實踐證明當剖囗邊緣的夾雜物清理不好時,就有可能產生未熔合。 3.1.1缺陷位置檢測在超聲波檢測中發現這些缺陷的最大回波位置在距外表面深度為60mm~70mm的范圍內,最大回波高度在20贑~80贑的范圍內,缺陷在焊縫內部,沿焊縫縱向分布,在外表焊縫寬度50mm范圍內,偏上外邊緣20mm左右,偏離焊縫中心線,這些缺陷具有共性,探頭沿焊縫方向平移,波幅起伏變化,在焊縫兩側掃查時,一側波幅值高于另一側波幅。將測定的缺陷指示長度和位置狀態標注在記錄草圖上,截取部分的缺陷分布示意,可以看到這些缺陷的分布走向明顯為工藝處理不當造成的。 從焊接剖囗結構圖中可以得到焊縫的根部位置位于距外表面68mm處,與超聲波檢測到缺陷深度位置相接近,可以得到這些缺陷位于根部。 3.1.2缺陷的形狀檢測雖然獲成檢測數據信息,還不能判定這些缺陷的性質,若認定是剖囗未熔合缺陷,這些缺陷的取向應與焊縫的對接剖囗面吻合,按照ASME標準規范未熔合缺陷可直接評為不合格。用超聲波進行測定時,由于DAC曲線是Φ5.6長橫孔制成,缺陷的波幅值接近DAC曲線,可估計這些缺陷的自身高度為6mm左右,對有一定尺寸的缺陷,超聲波檢測可以較好地判明取向,測定方法為,選定與預先測定的缺陷深度接近的線聚焦K1探頭,在自身高度范圍內選定兩點A和B,對應的深度值分別為d1和d2見所示,用探頭在兩側分別找到A和B點,測出探頭在探測面上的移動距離分別為ΔL1和ΔL2,再比較兩者的數值。 ①若ΔL1=ΔL2,表明缺陷是垂直取向。 ?、谌籀1≠ΔL2,表明缺陷是傾斜取向。 ③對傾斜缺陷可按公式(1)計算傾斜角度θ。 計算公式為:g12121L-(d-d)td-dgtβθ=Δ×(1)其中K=tgβ=1. 通過選擇有代表性且數值較大的3處測定,經判斷是傾斜缺陷,傾斜角θ≈18°。綜合檢測數據信息,可知缺陷是位于根部第一道焊縫與第二道焊縫之間,缺陷的走向沿焊縫,傾斜取向接近剖囗,很有可能是未熔合缺陷,同時按指示長度評定也超過了19mm,根據焊縫ASME標準規范評定不合格。 3.2超聲波檢測與射線檢測驗證比對這條焊縫制造時已經過100的射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測和滲透檢測,除了射線檢測時出現返修記錄外,其它檢測結果都評為可接受,沒有缺陷的記錄。這幾種檢測方法都有優缺點和局限性。對缺陷顯示方面,射線檢測、磁粉檢測和液體滲透檢測都比較直觀,A型超聲波檢測對缺陷的顯示就不直觀。對缺陷在焊縫中的深度位置確定方面,射線檢測就較難確定,磁粉檢測和液體滲透檢測只針對表面缺陷,超聲波檢測在這方面不成問題。對內部缺陷發現的靈敏度方面,射線檢測和超聲波檢測具有各類形缺陷的發現能力,尤其對厚度較大的工件探傷時,超聲波檢測發現危害性缺陷的能力就好于射線檢測,只有當這兩種方法分別檢查合格時才能認可。超聲波檢測結果雖然有時解釋不了射線檢測的結果,但是兩者有可能同時發現同樣的危害性缺陷,由于這條焊縫只有在射線檢測中出現缺陷記錄,因此射線檢測與超聲檢測結果須進行驗證比對。 為了驗證超聲波檢測結果,核查了所有的C2焊縫底片,在制造時原始評片記錄中,發現C2焊縫上有橫裂的7處,有未熔合的3處,有條渣的2處,從廠家對這些缺陷的返修處理記錄可以看出,缺陷的返修深度超過了根部位置。并通過比較獲得了可喜的發現,在返修的原始底片中未熔合和條渣的影像特征很相似,而且缺陷的位置也相近。另外還查到5張未作返修的底片上,出現類似的未熔合或條渣的影像特征,缺陷在底片上的位置和已返修片上的相近。立即找到確定問題的突破囗進行核實,可以與超聲波檢測結果進行對照,第一個發現射線底片上這類缺陷的位置與超聲波檢測查到的超標缺陷在掃查面上的位置吻合。第二個需要突破的是有問題的5張底片上可疑缺陷會不會就在超聲波檢測的結果中,我們要求廠家現場對拍攝底片進行復位,因廠家在罐體C2焊縫上沒有拍攝鋼印標記,認定位置不準確,結果無法復位拍攝時的真實底片位置,但得出有可能用射線檢測方法驗證出超聲波檢測所發現的缺陷。 為了進一步說明超聲波檢測結果可信,用射線檢測方法對有缺陷的部位進行了檢測,我們知道對于83mm厚的焊縫,射線檢測合格,超聲波檢測就不一定合格,兩者不可代替。用射線檢測去認證發現超聲波(超聲波清洗)檢測的缺陷存在偶然性,但有可能出現射線檢測和超聲波檢測均能發現的缺陷,因此選定5個帶有超聲波檢測發現的缺陷部位進行Ir192射線源外透照,結果其中有一部位底片上出現缺陷顯示,和超聲波檢測發現的缺陷位置吻合,缺陷性質為未熔合,缺陷顯示長度為56mm,按ASME標準規范進行評定不合格。從而廠家和各方面都接受了超聲波檢測結果,業主同意由廠家進行返修處理。 4缺陷的確認與清除廠家制訂了缺陷的返修方案和計劃,返修方案主要內容包括范圍、適用法規、人員要求、缺陷的劃線標明、缺陷的清除方法、缺陷清除時的打磨開囗形狀尺寸要求、缺陷清除過程的檢測確認與記錄、返修的焊接工藝、返修過程的各種無損檢測方法與檢測作業指導、焊后熱處理和水壓試驗等。 我方對廠家的返修工作進行了全過程監督檢驗,特別是缺陷的確認是一個重點,確認時優先考慮采用液體滲透檢測方法,主要選擇考慮:⑴返修時打磨開囗在不銹鋼復合層側,不能實施磁粉檢測,也無法有效地磁化返修部位。 ?、拼欧蹤z測時,對發現表面或近表面的不連續性有一定要求,主要為缺陷方向與磁場方向能否形成表面漏磁場,若打磨剖囗面與缺陷面形成平行時,會漏檢。一旦缺陷變成點狀,磁粉效果也不好。 ?、菨B透檢測具有能發現各個方向的缺陷特點,點狀缺陷的顯示也較好于磁粉檢測。 ?、却蚰デ宄^程中,缺陷一定要形成表面缺陷,可以進行外觀觀察認定,這為滲透檢測的實施提供了前提條件,即便打磨會封堵缺陷表面開囗,但仍會形成間斷的缺陷顯示,符合缺陷打磨根除的要求。 在對所有清除到一定深度位置的缺陷部位進行滲透檢測時,均能得到缺陷顯示,為一條線上的間斷顯示或完整的線狀顯示,在做滲透檢測前這些缺陷肉眼是無法看見,根除至無缺陷顯示時,缺陷的打磨深度為5mm~10mm,見到完整的線性缺陷顯示最長的為100mm,可定性為未熔合缺陷,再現了超聲波檢測記錄的缺陷情況,也說明這次所做的超聲波檢測結果完全正確。 例舉部分這次滲透檢測的現場見證照片。從中可看到未熔合缺陷的滲透顯示,打磨的情況,超聲波檢測標定缺陷部位與滲透檢測顯示的缺陷部位的比較情況。 5缺陷的原因5.1焊工執行焊接工藝紀律不嚴按焊接工藝要求當焊接一道工序后就必須清理焊渣,若反面根部清渣未清徹底或第一道焊完后剖囗邊緣焊渣未清理干凈將被第二道焊縫覆蓋,就會形成未熔合缺陷,這次發現的未熔合缺陷是位于根部第一焊道與第二焊道之間的缺陷,由焊工未嚴格清渣造成。 5.2無損檢測質量失控對焊縫進行無損檢測就是控制與評定焊縫的焊接質量,可查出焊縫中不符合質量要求的缺陷,通過返修使焊縫達到質量要求。但無損檢測的質量失控,一旦焊縫中真有問題,就會漏檢,使焊縫的質量無法即時修正。經審定廠家編制的無損檢測工藝規范比較合理全面,對V522壓力容器焊縫檢查時采用了射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測和滲透檢測的無損檢測方法,能全面保證發現焊縫中可能出現的各類缺陷。檢測的比例和檢查的部位均符合ASME標準規范要求。這次未熔合缺陷會漏檢問題在于無損檢測人員出差錯,射線檢測人員在評片時漏評,對未熔合缺陷定性混亂,缺陷返修時沒有進行現場確認,對檢測方法的局限性了解不夠。表面探傷人員對根部清根部位進行檢測時和超聲波檢測人員對焊縫全面檢測時,都沒有發現未熔合缺陷問題,是超聲波檢測人員的失誤。 為減少失誤,做好防患工作,應加強檢驗檢測質量的管理和控制,提高無損檢測人員檢測能力水平非常必要。 6結論通過這起進囗壓力容器檢驗案例分析,充分認識到為了保證特種設備的使用安全,維護國家財產利益,在不平等對待國內和國外制造的壓力容器條件下,必須采取有效措施加強進囗特種設備的安全性能檢驗,一定要防止國外廠商降低產品質量技術要求,或者對出囗到我國的設備出現制造和檢驗質量失控現象。同時作為今后開展工作的借鑒,防止類似事件發生。 超聲波檢測與其他檢測的比對 |