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摘 要：介绍了凸台的制造过程，根据凸台的结构及容易出现的缺陷设计了超声检测检测面，进而按照检测面规格选择合适的探头。该设计提高了工作效率，降低了缺陷漏检概率，在生产实践中的检测验证了该设计的有效性。
关键词：加氢反应器 凸台 超声波检测 探头
中图分类号：TH878 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0078-02
Ultrasonic Testing Technique for Bump of
Hydrogenation Reactor
Qi Ling min1 Han Taikun2
（1. Department of Science， Guangdong University of Petrochemical Technology； 2.Testing Center，The Challenge Petrochemical Machinery Corporation of Maoming，Maoming Guangdong，525000，China）
Abstract：This paper introduces the manufacturing process of bump， designs ultrasonic testing detective areas according to the bump’s structure and the flaws which appear easily，and then choose the appropriate probes according to specification of detective area. The design improves productivity and reduces probability of undetected flaw，the effectiveness of the proposed design is verified by testing in production practice.
Key Words：Hydrogenation Reactor；Bump；Ultrasonic Testing；Probe
为获得高质量的石油加工产品或增加原油转化为轻质成品油的比率，以及适应高含硫原油、劣质原油深加工的需要与改善环境条件等目的，在现代石油加工工业中出现了加氢工艺装置[1]。与此同时，加氢装置中的关键设备加氢反应器的设计及制造技术也有了很大的进步。
加氢反应器在制造过程中，铬钼钢焊缝以及堆焊层将不可避免地出现一些表面和内部缺陷，同时，反应器长期工作在高温（400～500 ℃）、高压（8～20 MPa）以及临氢状态等苛刻条件下[2]，因此在制造的过程中，反应器的各个部分的质量要求都非常高。
加氢反应器内构件的支撑形式不是采用一般的支耳式焊接支撑圈，而是采用凸台形式。在制造过程中用渗透检测方法检测凸台的表面缺陷，用超声波检测方法检测凸台的内部缺陷。相关标准[3]和以往的教材[4]中并没有给出凸台或相同结构的超声波检测方式，在相关文献[2，5]等中也没有发现相应的检测方式，因此，凸台的检测是一个难点，在检测的过程中如果检测方式设计不当，就有可能漏检，给后续的使用带来很大的安全隐患。结合凸台的制造过程及生产实践中无损检测经验的积累，本文设计了一种凸台制造过程中的超声波检测方式，经过在茂名重力石化机械制造有限公司（为叙述方便，以下简称为重力公司）长期的应用，验证了该设计的可行性。
1 凸台的制造过程及容易出现的缺陷
凸台是在筒体内侧一层一层堆焊起来的，根据高度的不同，堆焊的层数发生相应的变化，堆焊的材质和母材的材质是相同的，例如某加氢精制反应器的母材材质为12Cr2MoR，则焊材的材质也是12Cr2MoR。堆焊成型的凸台由于表面比较粗糙并不能直接检测，而是要进行机加工，使其表面粗糙度复合检测要求。经过机加工后的凸台拐角处圆滑过渡，从而改善了该不连续部位的应力分布，详见图1。
与凸台相关的缺陷按部位可分为四种：
（1）表面缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣等；（2）凸台内的缺陷，一般为夹渣、气孔和未熔合；（3）凸台与母材的未结合；（4）凸台下的再热裂纹。
2 凸台的超声波检测设计及应用
凸台的检测是超声波检测中的一个难点。超声波检测设计分为两个部分：
第一，检测面的选择；
第二，探头的选择。
首先要确定检测面，例如某加氢精制反应器，E1焊缝的规格为Φ4600×150/60/107 mm，其中内径为4600mm，母材厚度为150 mm，凸台高度为60 mm，宽度为107 mm，检测面选择如图2所示。
该反应器中E4焊缝的规格为Φ4600×150/60/37 mm，宽度为37 mm，其他条件不变，凸台表面结构发生了变化，斜探头在其表面的扫查受到限制，声束检测不到凸台拐角区域，为提高缺陷检出率，检测面就要发生变化，如（图3）所示。
其次是探头的选择，斜探头的选择和焊缝的类似，主要考虑工件厚度和声束的覆盖范围等条件，相关标准和教材中已经提出一般要求，直探头的选择不仅和凸台的厚度有关，也和翼板的直径有关，例如某加氢精制反应器母材内径为4600 mm的E1焊缝用2.5P20探头。某补充精制反应器中的E2焊缝规格为Φ2213×δ120/60/ 37 mm，内径为2213 mm，曲率变大，2.5P20探头表面和凸台表面之间间距变大，耦合效果就会较差，漏检的可能性非常大，因此要选择直径小一点的探头，可以选择2.5P14探头。
3 结语
介绍了凸台的制造过程及容易出现的缺陷，根据这些信息设计了超声波检测检测面，进而结合检测面规格选择合适的探头。该设计经过在重力公司的长期实践，收到了很好的效果，主要表现在以下两个方面：提高了工作效率，盲目的增多检测面和探头，会使得检测劳动量增加，降低工作效率；降低了漏检概率，过少的检测面和单一或不正确的探头又会产生漏检，严重影响产品的质量。因此，合理的设计无论是在提高工作效率方面还是降低漏检概率方面都是显得十分必要。通过在生产实践中的现场检测验证了本文提出的设计的有效性。
参考文献
[1] 黎国磊.我国高压加氢设备国产化的成绩及面临的挑战[J].石油化工设备，1997，26（3）：6-9.
[2] 刘德宇，沈功田，李邦宪.压力容器无损检测—— 加氢反应器的无损检测技术[J].NDT无损检测，2005，27（2）：96-99.
[3] JB/T4730.3—2005承压设备无损检测第三部分：超声检测[Z].
[4] 郑晖，林树青，寿比南，等.超声检测[M].北京，中国劳动保障社会出版社，2008.
[5] 林建荣.加氢裂化反应器的检验及缺陷处理[J].压力容器，2002，19（5）：9-12.
关键词：加氢反应器 凸台 超声波检测 探头
中图分类号：TH878 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0078-02
Ultrasonic Testing Technique for Bump of
Hydrogenation Reactor
Qi Ling min1 Han Taikun2
（1. Department of Science， Guangdong University of Petrochemical Technology； 2.Testing Center，The Challenge Petrochemical Machinery Corporation of Maoming，Maoming Guangdong，525000，China）
Abstract：This paper introduces the manufacturing process of bump， designs ultrasonic testing detective areas according to the bump’s structure and the flaws which appear easily，and then choose the appropriate probes according to specification of detective area. The design improves productivity and reduces probability of undetected flaw，the effectiveness of the proposed design is verified by testing in production practice.
Key Words：Hydrogenation Reactor；Bump；Ultrasonic Testing；Probe
为获得高质量的石油加工产品或增加原油转化为轻质成品油的比率，以及适应高含硫原油、劣质原油深加工的需要与改善环境条件等目的，在现代石油加工工业中出现了加氢工艺装置[1]。与此同时，加氢装置中的关键设备加氢反应器的设计及制造技术也有了很大的进步。
加氢反应器在制造过程中，铬钼钢焊缝以及堆焊层将不可避免地出现一些表面和内部缺陷，同时，反应器长期工作在高温（400～500 ℃）、高压（8～20 MPa）以及临氢状态等苛刻条件下[2]，因此在制造的过程中，反应器的各个部分的质量要求都非常高。
加氢反应器内构件的支撑形式不是采用一般的支耳式焊接支撑圈，而是采用凸台形式。在制造过程中用渗透检测方法检测凸台的表面缺陷，用超声波检测方法检测凸台的内部缺陷。相关标准[3]和以往的教材[4]中并没有给出凸台或相同结构的超声波检测方式，在相关文献[2，5]等中也没有发现相应的检测方式，因此，凸台的检测是一个难点，在检测的过程中如果检测方式设计不当，就有可能漏检，给后续的使用带来很大的安全隐患。结合凸台的制造过程及生产实践中无损检测经验的积累，本文设计了一种凸台制造过程中的超声波检测方式，经过在茂名重力石化机械制造有限公司（为叙述方便，以下简称为重力公司）长期的应用，验证了该设计的可行性。
1 凸台的制造过程及容易出现的缺陷
凸台是在筒体内侧一层一层堆焊起来的，根据高度的不同，堆焊的层数发生相应的变化，堆焊的材质和母材的材质是相同的，例如某加氢精制反应器的母材材质为12Cr2MoR，则焊材的材质也是12Cr2MoR。堆焊成型的凸台由于表面比较粗糙并不能直接检测，而是要进行机加工，使其表面粗糙度复合检测要求。经过机加工后的凸台拐角处圆滑过渡，从而改善了该不连续部位的应力分布，详见图1。
与凸台相关的缺陷按部位可分为四种：
（1）表面缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣等；（2）凸台内的缺陷，一般为夹渣、气孔和未熔合；（3）凸台与母材的未结合；（4）凸台下的再热裂纹。
2 凸台的超声波检测设计及应用
凸台的检测是超声波检测中的一个难点。超声波检测设计分为两个部分：
第一，检测面的选择；
第二，探头的选择。
首先要确定检测面，例如某加氢精制反应器，E1焊缝的规格为Φ4600×150/60/107 mm，其中内径为4600mm，母材厚度为150 mm，凸台高度为60 mm，宽度为107 mm，检测面选择如图2所示。
该反应器中E4焊缝的规格为Φ4600×150/60/37 mm，宽度为37 mm，其他条件不变，凸台表面结构发生了变化，斜探头在其表面的扫查受到限制，声束检测不到凸台拐角区域，为提高缺陷检出率，检测面就要发生变化，如（图3）所示。
其次是探头的选择，斜探头的选择和焊缝的类似，主要考虑工件厚度和声束的覆盖范围等条件，相关标准和教材中已经提出一般要求，直探头的选择不仅和凸台的厚度有关，也和翼板的直径有关，例如某加氢精制反应器母材内径为4600 mm的E1焊缝用2.5P20探头。某补充精制反应器中的E2焊缝规格为Φ2213×δ120/60/ 37 mm，内径为2213 mm，曲率变大，2.5P20探头表面和凸台表面之间间距变大，耦合效果就会较差，漏检的可能性非常大，因此要选择直径小一点的探头，可以选择2.5P14探头。
3 结语
介绍了凸台的制造过程及容易出现的缺陷，根据这些信息设计了超声波检测检测面，进而结合检测面规格选择合适的探头。该设计经过在重力公司的长期实践，收到了很好的效果，主要表现在以下两个方面：提高了工作效率，盲目的增多检测面和探头，会使得检测劳动量增加，降低工作效率；降低了漏检概率，过少的检测面和单一或不正确的探头又会产生漏检，严重影响产品的质量。因此，合理的设计无论是在提高工作效率方面还是降低漏检概率方面都是显得十分必要。通过在生产实践中的现场检测验证了本文提出的设计的有效性。
参考文献
[1] 黎国磊.我国高压加氢设备国产化的成绩及面临的挑战[J].石油化工设备，1997，26（3）：6-9.
[2] 刘德宇，沈功田，李邦宪.压力容器无损检测—— 加氢反应器的无损检测技术[J].NDT无损检测，2005，27（2）：96-99.
[3] JB/T4730.3—2005承压设备无损检测第三部分：超声检测[Z].
[4] 郑晖，林树青，寿比南，等.超声检测[M].北京，中国劳动保障社会出版社，2008.
[5] 林建荣.加氢裂化反应器的检验及缺陷处理[J].压力容器，2002，19（5）：9-12.