提高工件内壁点腐蚀超声波成像分析精.ppt

提高工件 内壁点腐蚀超声波成像分析精度,发布人：吴焕利 研究院压力容器检验所,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,2,目 录,前言 小组概况 选题理由 活动计划 现状调查 活动目标 原因分析 要因确认 制定对策 对策实施 效果确认 巩固措施 总结和打算,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,3,前 言,点腐蚀也称孔腐蚀，它的危害是腐蚀孔过深可能造成设备局部减薄-穿孔。 压力容器的全面检验必须对容器的内壁表面进行宏观腐蚀检查，容器内壁点腐蚀的检测需要对容器进行开罐检查。但由于诸多条件的限制，在全面检验过程中并不是每台容器都具备开罐检验的条件。 目前，超声波测厚主要是检测均匀腐蚀减薄，它对点腐蚀不能有效检测。常规A超检测方法受到仪器检测灵敏度、分辨力和缺陷定量方法的影响，对工件内壁点腐蚀的深度的定量检测精度不够，对缺陷不能进行成像检测分析。 超声波相控阵技术可以实现连续的全方位的信息采集和分析，从这些信息中检测人员可以得到更加真实的检测结果，以这些信息为基础建立的图形（成像）更能真实反映被检测对象的真实状态。,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,4,小组概况,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,5,选题理由,理由一,对工件内壁点腐蚀的外检测，超声波测厚仅对均匀辐射检测有效。A超手段由于采用模糊当量法对点缺陷进行定量测量精度低,检验所已经购买了8通道Ominsican 相控阵检测仪，配备有16晶片和64晶片相控阵探头，为课题研究提供硬件保证。,选 定 课 题,由于压力容器和管道不能进入内部检验，而内壁点腐蚀所造成的危害不容忽视，必须解决内壁点腐蚀的外检测问题,理由二,理由三,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,6,活动计划,无损探伤QC小组 2007年年度QC活动计划表,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,7,阶段 现状调查,调查一：我们对检验所06年所检验的压力容器按检验报告进行了随机抽查，对乙烯厂原料车间、乙烯聚乙烯装置的10台容器和炼油厂供气车间的12台容器进行分类，其中塔类容器2台，换热设备3台，过滤器4台，球罐4台，分离器3台，储罐：6台。在这些容器中，能够进行内部检验的球罐、储罐和塔类容器有12台，占到了54.5；不具备内部检验的容器有10台，占到了49.4。也就是说，有相当一部分容器在进行全面检验过程中，容器内壁腐蚀情况不能得到有效的检查，宏观检验不彻底。管道的内壁腐蚀检验则几乎100%从管外壁进行。,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,8,阶段 现状调查,调查：经我们对不同壁厚、不同深度的平底孔进行测试，测试结果如下表一：,由表一可知：目前、内壁点腐蚀外检测现状： A、随着腐蚀孔深度变小，小直径孔更难检出。 B、对腐蚀孔形状不能形成直观的图形，由检测人员根据断续的点测量数据判断。,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,9,阶段 活动目标,通过现状调查，本QC小组最终确定课题目标为： 对检测出的点腐蚀部位进行定量分析，对相当于 1平底孔当量的缺陷测深误差小于10%T，且不大于2mm。,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,10,阶段 目标可行性分析,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,11,阶段 原因分析,j经过小组成员认真讨论，集思广益，找出影响工件内壁点腐蚀超声波成像分析精度的原因（原因分析树状图）。,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,12,要因确认计划表：,阶段 要因确认,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,13,阶段 要因确认,经确认，本小组成员只有两人对相控阵检测技术比较熟悉，其余人员对该技术均不了解。但由于制约新技术应用的主要原因是新设备的使用，人员对理论知识的掌握通过培训短期内就能完成。 结论：人员未掌握新的技术方法，不是主要原因。,确认一：人员未掌握新的技术方法,确认二：人员接触新技术时间比较短,由于相控阵检测仪为07年3月份才到货的，人员接触时间才1个多月时间。只要加强实际操作培训和演练，达到熟练操作只是时间问题。 结论：人员接触新技术时间比较短,不是主要原因。,确认三：采用单晶片探头、单通道检测仪器,常规超声波检测，检测灵敏度取决于仪器与探头的组合灵敏度。在常规超声波检测过程中，仪器只能在单一的工作通道下、采用波束扩散单晶片探头进行工作，其检测结果的评价是依靠单一的点的信息进行综合评价，检测结果不直观。 经我们对不同壁厚、不同深度的平底孔进行测试，测试结果见表一。从表一中可以得出，平底孔的孔深测量误差随着孔径的增大而减小，随着工件厚度的增大而增大。 结论：采用单晶片、单通道检测仪器检测，是主要原因。,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,14,阶段 要因确认,确认四：仪器无成像功能,仪器无成像功能，即仪器没有对缺陷在任何二维方向的图形显示，仅仅根据A超显示的结果不能得到缺陷更加真实的检测结果。 结论：常规A超检测仪，仪器无成像功能是主要原因。,确认五：藕合剂选择不当,藕合剂一般选用透声效果好的机油、甘油、水等。我们长期以来一直选用机油和甘油作为检测时的藕合剂。 结论：藕合剂选择不当，不是主要原因。,确认六：无相关对比试块,在年初制作完成了模拟点腐蚀的人工缺陷模拟试块 。 结论：结论：无相关对比试块，不是主要原因。,确认七：非成像检测,常规A超检测不能完成对缺陷的成像，所能得到的只是缺陷在某一时刻的反射波信号，缺陷的定量不能借助缺陷的成像来综合完成。 结论：非成像检测，是主要原因。,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,15,阶段 要因确认,确认八：缺陷定量采用当量法模糊判断,常规A超检测仪对缺陷的分析一律采用当量法，其结果反映的并不是缺陷的真实大小，而是一种当量尺寸和投影尺寸。 结论：缺陷定量采用当量法模糊判断，是主要原因。,确认九：单声束反射检测,采用单声速反射波检测缺陷，其检测精度要明显低于双晶探头。理论表明：探头晶片数量越多，超声波能量集中在某一区域的范围越大，因而检测灵敏度更高。 结论：采用单声束反射检测，是主要原因。,确认十：非聚焦检测,常规超声波采用非聚焦检测方法，是导致缺陷定量分析精度差的主要原因之一 结论：非聚焦检测是主要原因。,确认十一：环境条件不允许进罐,环境条件不允许进罐，将影响对缺陷的宏观检测，对超声波定量检测影响不大，并且这种现状在今后依然存在。 结论：环境条件不允许进罐，不是主要原因。,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,16,阶段 要因确认,最终确认:影响工件内壁点腐蚀超声波成像分析精度的主要原因有五个： 采用单晶片探头、单通道检测仪器检测 仪器无成像功能 缺陷定量采用当量法模糊判断 采用单声束反射检测 非聚焦检测,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,17,阶段 制订对策,针对要因制定的对策表,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,18,D阶段 对策实施,实施一：经过小组成员认真分析，小组成员于5月30日初步制定完成了相控阵检测点腐蚀实验室检测方案。,实施二：小组成员通过选用具有成像功能的相控阵检测设备，在实验室完成了对模拟点腐蚀人工缺陷的成像，成像结果如下图a/b/c所示：,图a：2.0不同孔深平底孔成像,图b：1.0/ 1.5不同孔深平底孔成像,图c：2.0、相同孔深、不同间距的平底孔成像,从图中可以看出，相控阵检测对直径很小1、深度大于等于1mm的平底孔都能清晰成像，对相邻间距大于2.5mm的平底孔也能够分辩。,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,19,D阶段 对策实施,实施三：采用A+C扫结果综合分析，小组成员完成了对不同深度单个平底孔的测试分析，分析结果如下表 ：,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,20,阶段 对策实施,实施四：选择多晶片阵列探头,10晶片,16晶片,32晶片,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,21,阶段 对策实施,实施五：选择相控阵聚焦检测 经过测试板厚为24mm的一组不同深度的2平底孔，选择不同的焦点深度，我们最终确定严格 按照缺陷所处的 深度设置聚焦深度是最优的设置。,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,22,我们对检修车间的两台常减压已经废弃不用的换热器选择腐蚀严重的部位进行相控阵检测，扫查部位选择在工件外表面，扫查灵敏度增益值选择为50%。检测换热器外貌及腐蚀部位情况见图A，具体检测结果见表a/b，缺陷成像结果见图B、图C。,阶段 效果检查,图A:工件内壁腐蚀形貌 换热器局部图,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,23,阶段 效果检查,图B:换热器H2成像结果,图C：换热器H1成像结果:,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,24,阶段 效果检查,表a：H1成像定量分析(工件厚度18mm，实测厚度17.6mm，一次扫查距离500mm),从表中分析结果可以看出，对工件内壁腐蚀坑检测的测深误差控制在1mm，达到了将误差控制在10%T且不大于.2mm的目标。,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,25,阶段 效果检查,表b：H1成像定量分析(工件厚度12mm，实测厚度11.5mm，一次扫查距离400mm ),从表中分析结果可以看出，该组数据对工件内壁腐蚀坑检测的测深误差也控制在1mm，也达到了将误差控制在10%T且不大于2mm的目标.,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,26,阶段 效果检查,活动目标值完成情况：,效益分析：,目标值完成了！,2019/9/9,YJY/QC-2007-4,27,为进一步巩固活动效果，小组采取了以下措施： 根据检测结