压力容器焊缝检测

压力容器焊缝缺陷及检测方法

王利君2013.04二、焊缝缺陷常用检测方法

三、压力容器焊缝检测要求及选择目录一、常见焊缝缺陷种类二、焊缝缺陷常用检测方法

三、压力容器焊缝检测要求及选择目录一、常见焊缝缺陷种类焊缝缺陷种类名称咬边焊瘤烧穿未焊透特征焊缝与焊件交界处，在焊件一侧产生凹槽。融化金属流淌倒焊缝之外母材上形成金属瘤。业态金属从焊缝反面漏出形成穿孔。母材与母材间或母材与融敷金属之间未融合。简图名称咬边焊瘤烧穿未焊透实例焊缝缺陷种类名称夹渣气孔裂纹特征焊后残留在焊缝金属中的宏观非金属夹杂物。熔池中融入过多的H2\N2及产生的CO2气体，凝固时来不及溢出，形成气孔。焊接过程中或结束后，在焊接接头区域内出现的金属局部破裂现象。简图焊缝缺陷种类名称夹渣气孔裂纹实例焊缝缺陷种类二、焊缝缺陷常用检测方法

三、压力容器焊缝检测要求及选择目录一、常见焊缝缺陷种类

在不损伤被检物（材料、工件或容器）的完整结构和使用性能情况下，利用电磁波、声、光、热、电、磁等与物质的相互作用，探测被检物内部或表面的宏观缺陷，并对其种类、形状、尺寸、取向和位置做出判断的工艺方法。

无损检测（NDT/NDE-nondestructivetesting/examinnation）：焊缝缺陷常用检测方法

JB/T4730《承压设备无损检测》:

RT(radiographictesting)—射线检测UT（ultrasonictesting）—超声检测MT（magnetictesting）—磁粉检测PT（penetranttesting）—渗透检测ET（eddycurrenttesting）—涡流检测

合理的检测要求，合适的检验标准规范、方法，确定恰当的检验合格级别。压力容器产品满足安全使用要求，经济合理的制造成本。射线：利用射线对材料或试件进行透照，检查其内部缺陷或根据衍射特性对其晶体结构进行分析。

X射线的光量子的能量远大于可见光。它能够穿透可见光不能穿透的物体，而且在穿透物体的同时将和物质发生复杂的物理和化学作用，可以使原子发生电离，使某些物质发出荧光，还可以使某些物质产生光化学反应。如果工件局部区域存在缺陷，它将改变物体对射线的衰减，引起透射射线强度的变化，这样，采用一定的检测方法，比如利用胶片感光，来检测透射线强度，就可以判断工件中是否存在缺陷以及缺陷的位置、大小。

射线检测射线检测

优点：不损伤被检物，方便实用，可达到其他检测手段无法达到的独特检测效果，使用面广，底片长期存档备查，便于分析事故，可以直观的显示缺陷图像等。

缺点：对人体有副作用甚至一定伤害，对其他敏感物体有不良作用，对环境有辐射污染。

射线检测特点

射线源AB级，透照厚度mmX射线，200kV≤20X射线，400kV≤50X射线，1-4meV30-200X射线，9meV50-400X射线，25meV80-500Se(銫)-7510-40Ir（铱）-19220-100Co（钴）-6040-200meV:百万伏射线源种类及照射厚度

射线检测技术等级A级—低灵敏度技术（在用承压设备受某些方面限制，检测条件不满足AB级技术要求时，在采取有效补偿措施后可采用）；AB级—中灵敏度技术（一般承压设备对接接头的检测）；B级—高灵敏度技术（用于重要设备、特殊材料和特殊焊接工艺制作的对接焊接接头）；

射线检测质量分级

Ⅰ级—焊缝内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条形缺陷。Ⅱ级—焊缝内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透。

Ⅲ级—焊缝内不允许存在裂纹、未熔合以及双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊缝和加垫板单面焊的未焊透。

Ⅴ级—缺陷超过Ⅲ级。

射线质量分级要求

Ⅰ级—对疲劳强度要求很高的焊缝。

Ⅱ级—对疲劳强度有一定要求，高压或工作介质为有害气体焊缝以及承受较大动、静载荷或有限循环次数交变的焊缝。

Ⅲ级—基本不考虑疲劳强度，主要包括低压或工作介质为无害气体，只承受静载荷的焊缝。

Ⅴ级—不合格焊缝，无法满足正常使用锅炉、压力容器与管道。夹渣高低不平射线检测照片

根部凹陷根部焊瘤根部裂纹根部未融合横向裂纹加珠链状气孔内部未融合内部咬肉气孔烧穿外部咬肉线状夹渣焊脚高中心裂纹

人类能听到的声波频率为20Hz～20kHz。

超声波是频率高于20千赫的机械波。在探伤中常用的频率为0.5～5兆赫。波在材料中能以一定的速度和方向传播，遇到声阻抗不同的异质界面（如缺陷或被测物件的底面等）就会产生反射。超声检测

反射现象可被用来进行探伤，最常用的是脉冲回波探伤法探伤时，脉冲振荡器发出的电压加在探头上，探头发出的超声波脉冲通过声耦合介质（如机油或水等）进入材料并在其中传播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途径返回探头，探头又将其转变为电脉冲。根据缺陷反射波在荧光屏上的位置和幅度（与参考试块中人工缺陷的反射波幅度作比较），即可测定缺陷的位置和大致尺寸。

超声波检测

超声检测分类：工业超声：A超（波形显示）医用超声：B超（二维图像显示）工业超声：测量：材料尺寸、液位、温度、流量。检测：发现缺陷（不连续、伤），本课的范畴。工业超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。

超声检测的基本方法穿透法：接收穿透的能量。一发一收双探头。反射法：接从收缺陷反射回来的能量。一发一收双探头；或单探头同时承担发射和接收超声波的任务.优点缺点穿透能力较大，例如在钢中的有效探测深度可达1米以上;对平面型缺陷如裂纹、夹层等，探伤灵敏度较高，并可测定缺陷的深度和相对大小；设备轻便，操作安全，易于实现自动化检验。不易检查形状复杂的工件，要求被检查表面有一定的光洁度，并需有耦合剂充填满探头和被检查表面之间的空隙，以保证充分的声耦合。对于有些粗晶粒的铸件和焊缝，因易产生杂乱反射波而较难应用。此外，超声检测还要求有一定经验的检验人员来进行操作和判断检测结果。

超声波检测特点超声检测技术等级

A级—仅适用于母材厚度为8mm~46mm的对接接头，一般用于承压设备支承件和结构件的焊接接头检测。

B级—一般承压设备的对接接头检测。

C级—适用于重要承压设备的对接接头检测。焊接接头的余高需要磨平。

磁粉检测：对被检工件进行磁化后，利用工件表面漏磁场吸附磁粉的现象，来判断工件有无缺陷的一种方法。不适用于非铁磁性材料。

磁粉检测

铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。

磁粉检测优点缺点无损，操作简单方便，检测成本低。对被检测件的表面光滑度要求高，对检测人员的技术和经验要求高，检测范围小检测速度慢。磁粉检测每一个被检区域至少进行两次独立的检测，两次检测的磁力线方向应大致相互垂直。为检测工件各方向的缺陷，可采用各种磁化方法（纵向、周向、多向）进行磁化。磁化方法1适用于检测铁磁性材料表面和近表面缺陷，例如：表面和近表面间隙极窄的裂纹和目视难以看出的其他缺陷。不适合检测埋藏较深的内部缺陷。2适用于检测铁镍基铁磁性材料，例如：不锈钢材料，不适用于检测非磁性材料，例如：奥氏体不锈钢材料。3适用于检测未加工的原材料（如钢坯）和加工的半成品、成品件及在役与使用过的工件。4适用于检测管材棒材板材形材和锻钢件铸钢件及焊接件。5适用于检测工件表面和近表面的延伸方向与磁力线方向尽量垂直的缺陷，但不适用于检测延伸方向与磁力线方向夹角小于20度的缺陷。6适用于检测工件表面和近表面较小的缺陷，不适合检测浅而宽的缺陷。磁粉检测

渗透检测：利用液体的毛细管作用，将渗透液渗入固体材料表面开口缺陷处。再通过显像剂将渗入的渗透液析出到表面显示缺陷的存在。透检测可广泛应用于检测大部分的非吸收性物料的表面开口缺陷，如钢铁，有色金属，陶瓷及塑料等，对于形状复杂的缺陷也可一次性全面检测。无需额外设备，便于现场使用。

渗透检测

渗透检测方法:在测试材料表面使用一种液态染料，并使其在体表保留至预设时限，该染料可为在正常光照下即能辨认的有色液体，也可为需要特殊光照方可显现的黄/绿荧光色液体。渗透检测液态染料由于“毛细作用”进入材料表面开口的裂痕。毛细作用在染色剂停留过程中始终发生，直至多余染料完全被清洗。此时将某种显像剂施加到被检材质表面，渗透入裂痕并使其着色，进而显现。渗透检测优点缺点广泛应用于检测大部分的非吸收性物料的表面开口缺陷，如钢铁，有色金属，陶瓷及塑料等，对于形状复杂的缺陷也可一次性全面检测。无需额外设备，便于现场使用。检测程序繁琐，速度慢，试剂成本较高，灵敏度低于磁粉检测，对于埋藏缺陷或闭合性表面缺陷无法测出，对被检测物体表面光洁度有一定要求。渗透检测

利用电磁感应原理，使导电的电容元件（导体）产生涡流，当涡流碰到裂纹或缺陷时会迂回通过，从而造成涡流分布紊乱，通过测量涡流的变化进行检测。涡流检测

1、适用于钢铁、有色金属、石墨等导电体工件。

2、检测设备的投资在表面检测方法中最贵。

3、非接触检测，速度最快，适用于表面缺陷，但无法判定缺陷种类。涡流检测二、焊缝缺陷常用检测方法

三、压力容器焊缝检测要求及选择目录一、常见焊缝缺陷种类压力容器建造对无损检测的要求

1.无损检测的三个阶段

1)原材料的无损检测。目的在于发现超标缺陷，保证原材料质量。钢板、钢锻件主要采用超声检测。

2)制造过程中的无损检测。目的在于发现超标缺陷，保证后续工序的顺利实施。主要有原材料清除超标缺陷后的表面磁粉或渗透检