论文部分内容阅读
摘要：压力容器的种类不断丰富，其内在结构日趋复杂化，在压力容器运行条件影响下使其质量得不到保障。在实践检测作业中发现，很多工厂压力容器出现缺陷，例如表面裂纹、气孔以及未融合缺陷等。这些缺陷主要为焊缝缺陷。当压力容器出现焊缝缺陷会直接影响工厂生产质量和生产水平，因此加强对压力容器缺陷检测至关重要。本文将针对压力容器缺陷检测进行详细分析和论述，并探讨出如何对压力容器的焊缝缺陷进行有效补焊修复。旨在通过本文论述为压力容器缺陷检测提供有力理论参考。
关键词：压力容器;缺陷检测;焊缝缺陷;补焊修复
随着工厂不断发展，技术不断进步，压力容器种类日益丰富，且压力容器结构复杂。在长期工作条件影响下，对压力容器质量造成一定影响。在工厂设备检测工作中发现压力容器常出现一些焊缝缺陷，例如压力容器表面出现裂纹，或出现埋藏缺陷等，都对压力容器整体质量造成影响。压力容器缺陷直接影响工厂生产质量是否合格，因此加强对压力容器缺陷检测十分重要，以保证及时发现焊缝缺陷，并第一时间进行补焊修复，将缺陷影响降低最低，避免影响工厂正常生产活动。
1.压力容器缺陷检测
以某大型加氢反应器为例，在对其容器缺陷检测过程中对焊缝缺陷检测进行全面分析。该加氢反应器总重量大于600t，容器壳体厚度达到202mm，容器主体材料为Cr-Mo钢，容器内壁采用不锈钢堆焊，厚度为6mm，容器工作压力为15.2MPa。在对该加氢反应器缺陷检测中发现，焊缝缺陷宽28mm，主要焊缝类型为U型坡口环焊缝。检测方法首先利用100%超声检测。通过超声检测可知这个环焊缝整体存在缺陷，主要范围在150mm至200mm内。这个环焊缝缺陷当量不够，在承压设备检测下可知，该焊缝缺陷为I级。
1.1焊缝缺陷检测准备工作
针对大型加氢反应器的缺陷检测主要采用CTS-22型模拟超声波探伤仪。由于该压力容器为大型工件，厚度就大，为达到超声横波穿透要求以及达到其横波灵敏度标准，要选择45°折射角，所用晶片标准为20mm×20mm，频率为2.5MHz，探头型号为2.5Z20×20K1。选择CSK-IVNO.4试块。横波斜探头主要检测面包括两个部分，即探头移动区和探头检测区，实现对该压力容器焊缝缺陷的有效检测。探头区宽度是303mm，检测区宽度是焊缝宽度+焊缝两侧10mm。
同时在焊缝缺陷检测前要将检测表面的氧化皮以及油污杂物清理干净。对检测器进行合理调节，主要方法为：通过深度定位和CSK-IA试块对仪器进行定位扫描，也就是在满屏幕200mm宽度扫描。要将检测仪器的灵敏度控制在标准水平，找出CSK-IVA No.3试块的25%、50%及75%位置9.5mm×40mm长横孔反射回波最大值，做出DAC曲线，最后再把灵敏度调整到14dB。
1.2检测实施过程
在压力容器焊缝缺陷检测过程中，以超声波为检测依据，主要流程为：超声波检测→扫查出焊缝缺陷→全面扫查缺陷波→观察焊缝缺陷动态波形→测出焊缝缺陷当量→判断出焊缝缺陷分布方向。
利用斜探头进行检测（45°折射角、2.5MPa频率），获得的焊缝缺陷检测情况为一些较为明显的波形信号在荧光屏偏向右侧方向显示。该检测没有在检测完灵敏度后进行缺陷波形处理，因此检测完成获得的缺陷波形信号只能够在荧光屏的1.5。所以说应当将压力容器焊缝缺陷的当量控制在9.5mm×40mm-16 dB～9.5mm×40mm -10dB。
2.焊缝缺陷检测分析
当检测表明出某些明显缺陷波的位置应当利用气切割取样，并通过机械加工方式去掉式样表面的淬硬层，通过莫名与抛光完成表面处理工作。处理完成后则通过超声波进缺陷定位，能够知道四处缺陷，并主要分布位置在融合线附近。
在完成上述检测后，通过金相显微镜进行进一步观察，采取某一焊缝缺陷试块观察（保证该缺陷试块已做好抛光处理），能够明显发现该位置存在少量尖端杂质，并与裂纹同时存在。利用扫描电镜放大缺陷区域，对网状裂纹进行成分定性，可知该缺陷S、Cr以及Ti元素较多，以S元素为主。因此说，该大型加氢反应器的焊缝缺陷是Ti元素的C与N非平衡化合物与杂质！S元素沿晶界偏聚造成的。
3.压力容器缺陷补焊修复分析
3.1焊缝缺陷表面处理工作
根据相关标注可知在压力容器焊缝裂纹深度小于4mm时通常不会引起断裂时效，因此说当压力容器的表面裂纹小于3mm时无需进行补焊修复，只要通过手动打磨即可。打磨处理要求手法要平稳，不能过于剧烈，以保证对焊缝裂纹端口处理更加圆润，杜绝出现菱角现象。
当压力容器表面裂纹深度大于4mm要进行补焊修复。修复前同样需要进行磨平处理，利用角向磨光机对坡口处理，处理到裂纹两端10-15mm位置。为更好进行补焊作业，要将坡口位置坐好杂质清理和硬化层处理。
3.2焊缝裂纹补焊修复
针对压力容器焊缝裂纹的补焊处理是其整体修复的关键环节。补焊工作要对其裂缝成因分析，然后进行消氢和打磨，要做出准确的安全评定，再通过热处理方式提高容器的使用性能。对压力容器的裂纹进行有效补焊处理，消除缺陷，但也存在出现新生问题可能，如未融合或气孔等，因此必须严格控制补焊工艺。要将控制残余应力增加为前提，杜绝出现新裂纹。要对残余应力和热应力做好控制，避免出现马氏体组织。另外要对焊缝以及范围内的氢含量进行严格控制。
参考文献：
[1]郭传顺，常晓志，康立权.计算机在压力容器缺陷评定中的应用[J].中国锅炉压力容器安全，2010，05（11）：325-326.
[2]龚斌，闻邦椿，齐辉，金志浩.凯塞效应在压力容器缺陷评定中的应用[J].无损检测，2010，03（10）：607-609.
[3]陈学东，王冰，关卫和，胡明东.我国石化企业在用压力容器与管道使用现状和缺陷状况分析及失效预防对策[J].压力容器，2011，05（09）：111-113.
[4]何浩.高温超声横波检测在压力容器焊缝缺陷检测运用研究[J].化学工程与装备，2010，10（12）：204-205.
[5]王泽恒，吴在盛，赵伟，韩冬斌，王建新.压力管道失效评定规范及安全评定概况研究[J].焊管，2013，05（11）：231-233.
关键词：压力容器;缺陷检测;焊缝缺陷;补焊修复
随着工厂不断发展，技术不断进步，压力容器种类日益丰富，且压力容器结构复杂。在长期工作条件影响下，对压力容器质量造成一定影响。在工厂设备检测工作中发现压力容器常出现一些焊缝缺陷，例如压力容器表面出现裂纹，或出现埋藏缺陷等，都对压力容器整体质量造成影响。压力容器缺陷直接影响工厂生产质量是否合格，因此加强对压力容器缺陷检测十分重要，以保证及时发现焊缝缺陷，并第一时间进行补焊修复，将缺陷影响降低最低，避免影响工厂正常生产活动。
1.压力容器缺陷检测
以某大型加氢反应器为例，在对其容器缺陷检测过程中对焊缝缺陷检测进行全面分析。该加氢反应器总重量大于600t，容器壳体厚度达到202mm，容器主体材料为Cr-Mo钢，容器内壁采用不锈钢堆焊，厚度为6mm，容器工作压力为15.2MPa。在对该加氢反应器缺陷检测中发现，焊缝缺陷宽28mm，主要焊缝类型为U型坡口环焊缝。检测方法首先利用100%超声检测。通过超声检测可知这个环焊缝整体存在缺陷，主要范围在150mm至200mm内。这个环焊缝缺陷当量不够，在承压设备检测下可知，该焊缝缺陷为I级。
1.1焊缝缺陷检测准备工作
针对大型加氢反应器的缺陷检测主要采用CTS-22型模拟超声波探伤仪。由于该压力容器为大型工件，厚度就大，为达到超声横波穿透要求以及达到其横波灵敏度标准，要选择45°折射角，所用晶片标准为20mm×20mm，频率为2.5MHz，探头型号为2.5Z20×20K1。选择CSK-IVNO.4试块。横波斜探头主要检测面包括两个部分，即探头移动区和探头检测区，实现对该压力容器焊缝缺陷的有效检测。探头区宽度是303mm，检测区宽度是焊缝宽度+焊缝两侧10mm。
同时在焊缝缺陷检测前要将检测表面的氧化皮以及油污杂物清理干净。对检测器进行合理调节，主要方法为：通过深度定位和CSK-IA试块对仪器进行定位扫描，也就是在满屏幕200mm宽度扫描。要将检测仪器的灵敏度控制在标准水平，找出CSK-IVA No.3试块的25%、50%及75%位置9.5mm×40mm长横孔反射回波最大值，做出DAC曲线，最后再把灵敏度调整到14dB。
1.2检测实施过程
在压力容器焊缝缺陷检测过程中，以超声波为检测依据，主要流程为：超声波检测→扫查出焊缝缺陷→全面扫查缺陷波→观察焊缝缺陷动态波形→测出焊缝缺陷当量→判断出焊缝缺陷分布方向。
利用斜探头进行检测（45°折射角、2.5MPa频率），获得的焊缝缺陷检测情况为一些较为明显的波形信号在荧光屏偏向右侧方向显示。该检测没有在检测完灵敏度后进行缺陷波形处理，因此检测完成获得的缺陷波形信号只能够在荧光屏的1.5。所以说应当将压力容器焊缝缺陷的当量控制在9.5mm×40mm-16 dB～9.5mm×40mm -10dB。
2.焊缝缺陷检测分析
当检测表明出某些明显缺陷波的位置应当利用气切割取样，并通过机械加工方式去掉式样表面的淬硬层，通过莫名与抛光完成表面处理工作。处理完成后则通过超声波进缺陷定位，能够知道四处缺陷，并主要分布位置在融合线附近。
在完成上述检测后，通过金相显微镜进行进一步观察，采取某一焊缝缺陷试块观察（保证该缺陷试块已做好抛光处理），能够明显发现该位置存在少量尖端杂质，并与裂纹同时存在。利用扫描电镜放大缺陷区域，对网状裂纹进行成分定性，可知该缺陷S、Cr以及Ti元素较多，以S元素为主。因此说，该大型加氢反应器的焊缝缺陷是Ti元素的C与N非平衡化合物与杂质！S元素沿晶界偏聚造成的。
3.压力容器缺陷补焊修复分析
3.1焊缝缺陷表面处理工作
根据相关标注可知在压力容器焊缝裂纹深度小于4mm时通常不会引起断裂时效，因此说当压力容器的表面裂纹小于3mm时无需进行补焊修复，只要通过手动打磨即可。打磨处理要求手法要平稳，不能过于剧烈，以保证对焊缝裂纹端口处理更加圆润，杜绝出现菱角现象。
当压力容器表面裂纹深度大于4mm要进行补焊修复。修复前同样需要进行磨平处理，利用角向磨光机对坡口处理，处理到裂纹两端10-15mm位置。为更好进行补焊作业，要将坡口位置坐好杂质清理和硬化层处理。
3.2焊缝裂纹补焊修复
针对压力容器焊缝裂纹的补焊处理是其整体修复的关键环节。补焊工作要对其裂缝成因分析，然后进行消氢和打磨，要做出准确的安全评定，再通过热处理方式提高容器的使用性能。对压力容器的裂纹进行有效补焊处理，消除缺陷，但也存在出现新生问题可能，如未融合或气孔等，因此必须严格控制补焊工艺。要将控制残余应力增加为前提，杜绝出现新裂纹。要对残余应力和热应力做好控制，避免出现马氏体组织。另外要对焊缝以及范围内的氢含量进行严格控制。
参考文献：
[1]郭传顺，常晓志，康立权.计算机在压力容器缺陷评定中的应用[J].中国锅炉压力容器安全，2010，05（11）：325-326.
[2]龚斌，闻邦椿，齐辉，金志浩.凯塞效应在压力容器缺陷评定中的应用[J].无损检测，2010，03（10）：607-609.
[3]陈学东，王冰，关卫和，胡明东.我国石化企业在用压力容器与管道使用现状和缺陷状况分析及失效预防对策[J].压力容器，2011，05（09）：111-113.
[4]何浩.高温超声横波检测在压力容器焊缝缺陷检测运用研究[J].化学工程与装备，2010，10（12）：204-205.
[5]王泽恒，吴在盛，赵伟，韩冬斌，王建新.压力管道失效评定规范及安全评定概况研究[J].焊管，2013，05（11）：231-233.