压缩空气储罐无损检测工艺

1、天津海运职业学院毕业设计题目 压缩空气储罐无损检测工艺 系 名： 工程技术系 专 业： 理化测试与质检技术（无损检测） 班 级： 理化08-2班 学 号： 30301080222 姓 名： 柴少春 指导教师： 吕军 完成日期： 毕业设计（论文）任务书学生姓名柴少春专 业理化测试与质检技术班 级理化08-2班指导教师吕军职 称工程师、讲师、副教授设计（论文）题目主要任务及目标：对压缩空气储罐无损检测整个工艺进行检测，研究各种检测方法的实用性、范围性，以及对检测过程中发现的压缩空气储罐的漏洞进行修复和弥补，使压缩空气储罐筒尽可能达到完美程度。主要内容： 利用RT、UT、PT及MT对压缩空气储罐进行

2、全方位检测，并出示理论依据、计算过程以及检测报告和工艺卡。使全过程更加合理化。主要参考资料：压力容器安全技术监察规程无损检测手册锅炉技术标准规范汇编JB/T4730-2005承压设备无损检测毕业设计（论文）进度计划：1、期限：自 年 月 日起至 年 月 日2、具体进度安排：年 月 日具体完成内容指导教师签字：年 月 日所在系审核意见：年 月 日毕业设计（论文）指导记录学生姓名柴少春专 业理化测试与质检技术（无损检测）班 级理化08-2设计（论文）题目压缩空气储罐无损检测工艺指导时间指 导 内 容教师签字蒸汽锅炉下锅筒无损检测工艺目 录第一章 前言 页码第二章 容器简介 页码第三章 探伤工艺页码

3、3.1 射线探伤 页码3.2 超声探伤 页码3.3 磁粉探伤 页码 3.4 渗透探伤 页码第四章 结束语 页码 第五章 致 谢页码参考文献 页码I中文摘要：介绍当前压缩空气储罐制造和使用过程中所采用的无损检测技术，包括射线、超声、磁粉、渗透等技术，并论述他们的工作原理、优缺点和应用范围。关键词：压缩空气储罐；力学试验；无损检测；超声检验；射线检验：磁粉检验；渗透检验第一章 前言 检验是本公司压缩空气储罐安全管理的重要环节。检验的目的就是防止压缩空气储罐发生失效事故，特别是预防危害最严重的破裂事故发生。因此，压缩空气储罐检验的实质就是失效的预测和预防。现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，

4、以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。本工艺通过从理论和标准的学习和以往的实际现场检验，按照客户的要求，结合JB/T4730-2005，工艺实施的工件是天津宝成机械制造股份有限公司承接的某公司的一压缩空气储罐。该压缩空气储罐最高时压力可达到300Mpa，一旦焊缝处出现问题，后果很严重。此外此工件涉及钢板材质为Q345R，板厚46mm，焊接中易出现裂纹等缺陷，所以太特编制此检测工艺，具体检验项目是压缩空气储罐的对接及拼接焊缝，涉及检测方法有：力学检验、RT、UT、MT、PT。第二章 容器简介 该容器属于类锅炉，介质为空气，材质

5、为Q245R，直径为1.4m，壁厚为22mm。焊缝坡口型式为X型。其焊缝具体情况如下：表2.1焊缝编号焊缝名称焊缝接头形式焊接方法焊缝长度mmA13纵缝对接埋弧自动焊100030001200B13环缝对接埋弧自动焊4396×3图2.1图2.22.1探伤方法、比例及合格级别、确定依在用压力容器检验规程、JB4730-2005中的有关规定：2.1.1 容规第86条规定压力容器壁厚小于38mm时，其对接接头的对接焊缝应选用射线探伤，另依85条规定规定第三类容器应进行100%射线探伤，其合格级别应按第84条规定射线照相质量要求不低于AB级，对接焊缝级合格。【1】2.1.2 JB4730-20

6、05规定凡铁磁性材料制成的压力容器应使用磁粉检测表面缺陷。2.1.3 铁磁性材料容器的表面检测应优先选用磁粉检测。有色金属制压力容器对接接头应尽量采用射线检测。【2】根据以上所述本容器方法及比例如下：表2.2 探伤方法以及比例焊缝类型100%射线探伤25%超声波探伤100%磁粉探伤层间和表面100%渗透探伤纵缝环峰注：25%超声波检测包括所有T型接头，检查如有不合格部位，则应进行不少于该条焊缝长度10%的补充探伤，如仍不合格则应对焊缝进行100%探伤。 第三章 探伤工艺3.1射线检测3.1.1表面要求焊缝的表面质量（包括焊缝余量）应经外观检查合格，表面的不规则状态在底片上的图像应不掩盖焊缝中的

7、缺陷或与之想混淆，否则应作适当修正。3.1.2探伤时机纵缝与环峰均在憨厚24小时探伤，拼缝在扎制成型24小时后探伤。3.1.3 射线检测工艺参数的确定及实施射线透照工艺执行JB/T4730.2-2005，由实际条件制定射线照相的各项参数：a照相级别：AB级b透照方式：根据JB/T4730.2-2005中4.1.1规定，应先根据特点和技术条件的要求选择适宜的透照方式。在可以实施的情况下应选用单壁透照方式，在单壁透照不能实施时才允许采用双壁透照方式。对于下锅筒的环焊缝和纵焊缝都可以用普通周向3505x射线机在内部单壁透照法进行。c焦距的选取、曝光次数及曝光时间的选择的确定 环缝：a、 据JB/T4

8、730.2-2005规定：应满足Ug1/10×L2 1/3df【3】，已知焦点尺寸f=2mm，工件厚度L2=22mm，若焦距F=700mm，胶片与工件距离视为零的话，则射线源到工件的距离L1=FL2=678mm, 则：Ug=f×L2/ L1=0.065mmUg1/10×221/3×2=0.28由此可见取F=700mm满足Ug1/10×L2 1/3df的条件。b、 一次透照长度应以透照厚度比K进行控制。不同级别的射线检测技术和不同类型对接焊接接头的透照厚度比应符合表4.1的规定。整体环向对接焊接接头所需的透照次数可参考表4.2的曲线图确定。表 3

9、.1射线检测技术级别A级；AB级B级纵向焊接接头K1.03K1.01环向焊接接头K1.11)K1.061) 对100mmD400mm的环向焊接接头（包括曲率相同的曲面焊接接头），A级、AB级允许采用K1.2.由于环缝质量不低于AB级，所以K1.1图3.1由于本次检测采用周向机内部检测，所以选择环缝中心位置为焦距，环缝采用周向透照。C=d3.14×1400mm=4396mm按搭接处为20mm算，本次使用的胶片为360×80，则胶片有效距离为320，则胶片数量为=4396÷32014环缝一共三道，所以胶片数量为14×3=42张 纵缝：a、 据JB/T4730

10、.2-2005规定：应满足Ug1/10×L2 1/3df，已知焦点尺寸f=2mm，工件厚度L2=22mm，若焦距F=700mm，胶片与工件距离视为零的话，则射线源到工件的距离L1=FL2=678mm, 则：Ug= f×L2/ L1=0.065Ug1/10×241/3×2=0.28由此可见取焦距F=700mm满足Ug1/10×L2 1/3df的条件。由于纵缝照相质量不低于AB级，所以K1.03（14°）图3.2如上图tanA= L3/2 L1 L3=2 L1如A=Amax=14°，则L3max=348.6mm胶片选用为320&

11、#215;80，长度为320mm，取L3=320mm若L3=320mm，则A=13.4°，L=2×L2tanA=14.3Leff= L3+L=334mm按搭接处为10计算：A1=1000/3004A2=3000/300=10A3=1200/300=4以上计算取F= 700mm，L3=320mm，L=14mm因此可以看出，纵1曝光4次，纵2曝光10次，纵3曝光4次，每次曝光需要1张胶片,所以一共需要胶片18张。3.1.4 检验人员要求据JB/T4730.2-2005规定，射线检测人员未经矫正或矫正后视力不低于5.0.人员上岗前应进行辐射安全知识的培训，并取得放射工作人员证书后

12、方可从事射线工作。3.1.5 胶片的选择据GB/T719384.2-2003规定：A级和AB级射线检测技术应用了T3类或更高类的胶片，胶片灰雾度不大于0.3.次容器为AB级检测，因此应用T3或更高级别的胶片。3.1.6 像质计的选择像质计是用来检查和定量评价底片影像质量的工具。像质计根据检测灵敏度来选择。像质计必须满足检测时底片所能显示的最小丝径来评价。容规规定照相质量不低于AB级，又T=22mm，根据JB/T4730.2-2005中3.6规定像质计指数应达到9，线径0.50mm，可选用型像质计。3.1.7 增感屏的选择增感屏的作用是缩短曝光时间，提高工作效率。但增感屏使用不当时检测灵敏度会降

13、低；所以，根据胶片的类型和需要检测灵敏度来选择。依据JB/T4730.2-2005中3.5规定，X射线机照相用胶片选用前屏0.03mm厚，后屏选用0.15mm厚的铅箔增感屏。3.1.8 标记的选择照相底片上应出现的标记有搭接标记、中心标记及产品编号，焊缝编号，板厚透照日期。返修部位应有返修标记和像质计。本工艺所采用的透照方法均要求像质计。搭接标记放在射线机一侧。其他标记任意。像质计应放在被检区的1/4部位，金属丝横跨焊缝方向并与焊缝方向垂直。细丝置于外侧，并保证每张底片上应有像质计的影响。3.1.9 散射屏蔽及B铅字为减少散射线的影响，胶片和增感屏后再加厚度（14）mm铅板，为检查背散射，在暗

14、盒背面贴一个“B”铅字（高13mm，厚16mm）若在较黑的背景上出现“B”的较淡影像。就说明背散射保护不够，应重新照射。如在较淡背景上出现“B”的较黑影像，则不能作为该底片判废依据。3.1.10 辐射的防护现场进行射线检测时应结合工作场合实际情况在探伤现场方圆100米范围内划定控制区和管理区并设置警告标志，夜间还应设有红灯，检测作业时，应围绕控制区边界测定辐射水平，以确定所划定控制区和管理区的有效性【4】。X射线检测时，控制区可适当放宽，但必须符合GB16357中有关规定。检测作业时，工作人员必须佩带个人剂量计，并携带计量报警仪。【5】3.1 .11 暗室处理（1） 准备工作：将胶片装在显影夹

15、上，并在显影之前搅动溶液。（2） 显影：室温在20左右，显影时间5分钟，显影过程中应不时叫胶片做垂直方向移动。（3） 漂洗：显影结束后，在清水中将胶片进行漂洗2分钟左右。（4） 定影：胶片进入定影液时，要均匀做上下方向移动，然后泡到定影液结束，定影时间为30分钟。（5） 冲洗：在流动的清水中冲洗。（6） 洗涤剂：冲洗结束后在清水中浸泡30s，拿出自然晾干。3.1.12 评片室内环境必须达到评片所需亮度，人进入暗室一般在5min后评片。评片前应观看胶片，标记是否清晰，是否达到所需要求。3.1.13 评定与验收评定与验收根据JB/T4730.2-2005规定进行评定。射线检测质量分级依据对接接头存

16、在的缺陷性质、数量和密集程度，分为、 类。级不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条形缺陷；级不允许存在裂纹、未熔合和未焊透。对接接头中缺陷超过级者即为级。圆形缺陷用圆形缺陷评定进行质量评定区以评定区为一个与焊缝平行的矩形：表 3.2母材公称厚度T2525100100评定区尺寸10×1010×2010×30缺陷点数：表 3.3缺陷长径（mm）112233446688缺陷点数1236101525各级允许的圆形缺陷点数：表 3.4评定区mm×mm10×1010×2010×30母材公称厚度T（mm）1010151525255050100

17、10012345636912151861218243036缺陷点数大于级或缺陷长径大于T/2注：母材公称厚度不同，取较薄板的厚度。不记点数的缺陷尺寸（mm）表3.5母材公称厚度T（mm）缺陷长度（mm）250.525500.7501.4%T各级别对接接头允许的条形缺陷长度（mm）：表3.6级别单个条形缺陷最大长度一组条形缺陷累计最大长度不允许T/3最小为4，20在长度为12T的任意选定条形缺陷评定区内；相邻之间距不超过6l的任一组条形缺陷的累计长度不超过T，最小可为42T/3最小为6，30在长度为6T的任意选定条形缺陷评定区内；相邻之间距不超过3l的任一组条形缺陷的累计长度不超过T，最小可为6

18、超过级注：L为该组条形缺陷中最长缺陷本身长度，T为母材公称厚度，当母材厚度不同时取较薄板的厚度值。经检测该容器环缝出现裂纹；所以，依据JB/T4730.2-2005中5.1规定，该容器判废。图 3.3图 3.43.1.14 报告以及工艺卡如下表：3.2 超声波检测3.2.1 探伤部位所有焊缝长度的25%（T型接头包含在内）3.2.2 探伤时机焊后24小时，射线检测前3.2.3 表面要求探头移动区应清楚焊接飞溅、铁屑、油污以及其他杂物，检测面应平整光滑，其表面粗糙度Ra6.3um，保留余高的焊缝表面有咬边、较大隆起或凹陷等问题也应进行打磨，并作圆滑过渡。3.2.4 仪器的选择采用汉威HS6001

19、A型脉冲反射式数字超声波探伤仪，其工作频率范围2MHz5MHz，仪器在荧光屏满刻度85%范围内呈线性，探伤仪应具有80db以上的连续可调衰减量，步进每档不大于2db，其精度为任意相邻12db误差1db以内最大累计误差不超过1db，水平误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%，其余指标均符合ZBY344的规定。3.2.5 探头的选择由于此次探伤以单斜探头接触法为主，另T=22mm，依据JB/T4730.3-2005的相关规定K在2.51.5（56°68°），具体选用频率为2.5MHz，晶片为10×16，K=2的斜探头。另选2.5MHz的直探头作为辅助探头。3.2.6

20、超声波探伤仪和探头的系统性能的要求（1） 在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应不小于10dB。（2） 直探头的远场分辨力应大于或等于30dB，斜探头分辨力应大于6dB。（3） 仪器和探头的组合频率由于公称频率误差不得大于10%。3.2.7 试块的选择由于环焊缝的曲率半径大于四分之焊缝宽度w，所以应选用CSK-A试块和CSK-A试块。3.2.8 耦合剂的选择和耦合补偿选用声学性能良好的机油，经实际测得补偿定为3dB。3.2.9 测定前沿将斜探头如下图（图3.5）所示在CSK-A试块上对准R100曲面找最大回波时固定探头，再用钢板尺量出试块边缘到探头前端的距离X，读数精确到0.5mm

21、，则探头前沿长度为：L=100-X（mm）图 3.53.2.10 测定探头K值将探头放在CSK-A试块上找出d=40mm，1孔的最高回波并按仪器的确定键，此时K值自动生成。3.2.11 距离波幅曲线（1） 找到10、30、50、70、90，一组反射体作为测试对象；（2） 首先找到10mm的孔，根据自动增益使波高达到80%找到10mm最高波时按下波峰记忆按钮，再按确定按钮，根据以上方法逐次测出各个反射回波高度相对基准波高时的衰减器dB值读数。（3） 连续按下两次确定按钮以衰减器dB值读数为纵坐标，反射体埋藏深度为横坐标，此时距离波幅曲线的实测线已经做好。（4） 根据表3.6表 3.6 距离波幅曲

22、线的灵敏度试块类型板厚（mm）评定线定量线判废线CSK-A646461202×40-18dB2×40-14dB2×40-12dB2×40-8dB2×40-4dB2×402dBCSK-A8151546461201×6-12dB1×6-9dB1×6-6dB1×6-6dB1×6-3dB1×61×62dB1×65dB1×610dB调整仪器参数得到所需的距离波幅曲线。具体存放外置为通道A2。3.2.12 校验距离波幅曲线（至少2点）将探头至于CSK-A试块

23、上，分别对准d=20mm，d=50mm，找到最高回波，自动增益，使其波高自动增高到80%，看看水平，垂直显示的数值与d=20mm，d=50mm相差多少，误差相差大于0.1，应重新测。3.2.13 探伤步骤A、 探测面的确定：采用单面双侧探伤B、 扫查范围的确定：依据JB/T4730.3-2005中5.1.4.1 b）规定：探头移动区不小于1.25P，P=2TK，则探伤移动区应不小于114mmC、 探伤灵敏度的确定：最大声程处的灵敏度即两倍板厚处的dB值减去由于试块与工件表面粗糙度及材质声速不同引起的耦合差时的dB值。3.2.14 扫查方式a、 首先应在扫查区内用20直探头做全面扫查，为发现原材

24、料中分层或其他缺陷，仅作记录，不作为钢板验收依据。b、 （1）为检测纵向缺陷，探头应进行单面双侧检测，探头应垂直于焊缝中心做锯齿扫查，探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊缝截面，在保证探头垂直于焊缝作前后移动的同时，还应作10°15°的左右移动，探头每次前进齿距不得超过探头晶片宽度。（2）为检测横向裂纹还应作斜平行扫查。（3）为确定缺陷的位置，方向和形状，观察缺陷动态波形和区分缺陷信号，可采用前后、左右、转角、环绕等扫查方式。（4）探头扫查速度应不大于150mm/s，采用自动报警装置扫查时不受此限制。【6】【7】3.2.15 识别检测时，当反射波高于定量线时，先判定其是否是

25、缺陷，反射波若不是缺陷回波则不予考虑，如实应确定其位置，最大反射波波幅和缺陷当量。3.2.16 陷指示长度的测定（1） 当缺陷反射波只有一个高点，且位于区，用6dB法测其长度。（2） 当缺陷反射波波峰起伏变化，有多个高点，且位于区时，用端点6dB法。（3） 当缺陷波峰位于区时，如有必要，左右移动探头，使波幅降到评定线上测其长度。（4） 当为点状缺陷时，其长度5mm，视为5mm。3.2.17 评定按JB/T4730.3-2005中6.1.8中规定，此次检测级合格。但因该产品存在致命缺陷裂纹，因此判废。3.2.18 报告以及工艺卡 3.3 磁粉探伤3.3.1 探伤部位及比例对容器的每条焊缝及焊疤，

26、工具卡修磨处进行100%磁粉探伤。3.3.2 探伤时机焊后24小时3.3.3 表面要求被检表面粗糙度不大于12.5um，不得有油脂或其他粘附磁粉的物质。3.3.4 仪器的选择根据工件的几何尺寸和检验部位，可选磁轭可调探伤机；电磁轭磁极间距不小于200mm，提升力至少为45N，具体型号为DEYY A磁轭探伤机。【8】3.3.5 磁粉的选择非荧光湿磁粉，磁粉颗粒度均匀，具有高磁导率，低剩磁性质，并不相互吸引。磁悬液浓度为（1020）g/L，选用黑磁膏。3.3.6 磁化工艺a、 磁化方法：纵向磁化b、 通电方式：湿法连续法3.3.7 磁悬液施加方法喷洒前必须摇匀，磁悬液必须在通电时间内施加完毕，通电

27、时间为13s，停止施加磁悬液后才能停止磁化。3.3.8 检验的有效区两极连线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有15mm的重叠。3.3.9 灵敏度试片使用A型灵敏度试片，类型A-30/100。3.3.10 试片的使用将试片无人工缺陷的面朝上，用透明胶带将其平整贴在被检面上，注意胶带不能覆盖试片上的人工缺陷。检验时，如试片上的痕迹清晰可见则说明磁化方向、有效检验区及磁化方法正确。可进行探伤；反之，应对磁悬液、仪器重新校验。【9】3.3.11 探伤部位和触头的位置（1） 内外焊缝的探测；（2）焊疤的探测3.3.12 检测过程中注意事项先确认整个检测面被磁悬液良好地润湿后，再施加磁悬液，在施加过

28、程中，不应使检测面上的磁悬液流速过快，已形成的磁痕不要被流动的磁悬液所破坏。3.3.13 验收磁痕的评定在可见光下进行，磁化后的尺寸，数量和产生部位均应记录并图示。磁痕的永久记录采用胶带法。被检部位不应有任何裂纹、白点和横向缺陷显示，焊缝上不应有任何长度大于1.5mm的线性缺陷显示。缺陷显示的评定见JB/T4730.4-2OO5中9的有关规定。3.3.14 退磁次压力容器磁化后不需要退磁（检验后还要经700°以上的热处理）。3.3.15 复验出现下列情况之时，需要复验：a、 检验结束时，应用灵敏度试片验证检验灵敏度不符合要求时；b、 发现检验过程中操作方法有误或技术条件改变时；c、

29、合同各方有争议或认为有必要时。3.3.16 报告及工艺卡3.4 渗透探伤3.4.1 渗透剂的选择溶剂去除型DPT-5同组族着色渗透剂套装3.4.2 对比试块镀铬试块3.4.3 表面准备工作表面不得有铁锈、氧化皮、焊接飞溅、铁屑、毛刺以及各种防护层。被检工件机加工表面粗糙度Ra6.3um，被检工件非机加工表面粗糙度Ra12.5um，不能打磨的工件可适当放宽。局部检验时，准备工作范围可从检验部位四周向外扩展25mm。3.4.4 检测时机焊后24小时，磁粉探伤前及焊缝每次层间清根处理后。3.4.5 渗透检测操作a、 预清洗：去除表面污垢，清洗时，采用配套的清洗剂。清洗后，检测面应干燥，不得有遗留的溶剂和水分。b、 施加渗透剂：具体的施加方法采用喷涂，保证被检部位完全被渗透剂覆盖，并在整个渗透时间内保持润湿状态。c、 渗透时间及温度：在1550的温度条件下，渗透时间一般不得少于10min。d、 清洗多余的渗透剂：在清洗工件表面上多余的渗透剂时，应注意防止过度清洗而使检测质量下降，同时也应注意防止清洗不足而造成对缺陷显示识别苦难的问题。一般先用干净不脱毛的破布一次擦拭，直至大部分多余渗透剂被清除后，再用蘸有清洗剂的干净不脱毛的破布或纸进行擦拭，直至被检面上