无损检测毕业设计-压力容器射线检测.doc

天津海运职业学院毕业设计题目 压力容器射线检测 系 名： 工程技术系 专 业： 理化测试及质检技术 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2012.4.20 目 录前言 4第一章 压力容器的基本简述 51.1压力容器基本结构 51.2主要受压部分的焊接接头分类 5 第二章 压力容器射线检测 72.1射线检测的意义 72.2射线检测前的要求 72.3射线检测的对象 72.4照相规范的确定 72.4.1透照方式的选择72.4.2透照规范的选择82.5射线能量与曝光量的选择 92.5.1射线能量的选择 92.5.2曝光量的选择 92.6像质计的应用 92.7标记的使用 102.7.1识别标记 102.7.2定位标记 102.7.3标记的放置 102.8暗室处理 112.8.1显影 112.8.2停影 112.8.3定影 112.8.4水洗与干燥 112.9评片 122.9.1底片质量要求 122.9.2设备条件要求 132.9.3焊缝中常见缺陷的底片影像 132.9.4焊缝质量等级评定(jb/t 4730-2005) 17第三章 射线检测的工艺卡 213.1射线检测工艺卡对象 213.2射线检测工艺卡 213.2.1筒体纵缝工艺卡 213.2.2筒体环缝工艺卡 223.2.3封头拼缝工艺卡 233.2.4小径管环缝工艺卡 24 致 谢 26 参考文献 27前 言摘 要：压力容器在我国经济建设中起着重要作用。由于压力容器具有潜在危险性，因此，世界各国均将其列为重要的监检产品。本设计介绍压力容器无损检测的一种重要检测方法射线检测法，文中通过参考多种文献和资料及结合现场实践经验，分析了压力容器的结构、制造过程中常见的焊接缺陷及射线检测的工艺规程。关键词：压力容器、射线检测、筒体、封头、小径管 第一章 压力容器基本的简述 压力容器的用途十分广泛，它是石油工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。其使用数量大，范围广，与我们生活息息相关。压力容器在使用过程中由于多承受高温、高压或盛装介质易燃、易爆等原因发生事故，造成人员、设备、财产及污染环境等重大后果。因此，压力容器具有潜在危险性。目前，世界各国均将其列为重要的监检产品，我国政府为确保其安全运行，制定了一系列的安全管理和使用的法律法规等。本设计介绍压力容器无损检测的一种重要检测射线检测，其在压力容器中应用十分之多，在压力容器行业被广泛认可。1.1压力容器基本结构 压力容器一般由筒体、封头、支座、法兰、密闭装置、安全附件、人孔及各种工艺接管所组成。图1.11-法兰 2-支座 3-封头拼接焊缝 4-封头 5-环焊缝 6-补强圈 7-人孔 8-纵焊缝 9-筒体 10-压力表 11-安全阀 12-液位计1.2主要受压部分的焊接接头分类 （1）圆筒部分的纵向接头、球形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属a类焊接接头。（2）壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长径法兰与接管连接的接头，均属b类焊接接头，但已规定为a、c、d类的焊接接头除外。（3）平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头，均属c类焊接接头。（4）接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属d类焊接接头，但已规定为a、b类的焊接接头除外。第二章 压力容器射线检测2.1射线检测的意义 射线检测是利用射线对焊缝照相，根据底片影像来判断内部有无缺陷、缺陷的多少和类型，再根据产品技术评定焊缝是否合格。它是根据射线穿过有缺陷部分和无缺陷部分衰减程度不同，使胶片的感光程度也不相同。因此，可以通过胶片的感光情况来判断和鉴定焊接接头的内部质量。2.2射线检测前的要求对工件进行射线检测前，应保证焊缝不存在影响射线检测的外观缺陷，并根据有关规程和标准要求选择适当的检测条件。压力容器焊缝的射线检测，至少应满足ab级的要求。要满足规定的等级的像质要求，从检测器材、方法、条件等各个方面都要预先进行全面的部署。2.3射线检测的对象 a2级第三类低、中压容器，其板材主要使用材质为q235a、板厚范围为230mm的钢制压力容器。检测部位针对于主要受压元件焊接接头的质量，下面将主要介绍对a类焊缝中的筒体纵缝、封头拼缝和b类焊缝中的筒体环缝和小径管环缝的检测。2.4照相规范的确定2.4.1透照方式的选择 按射线源、工件和胶片之间的互相位置关系，透照方式分为纵缝透照、环缝外头照、环缝内透照、双壁单影和双壁双影。其中双壁单影用于小直径的容器或大口径管子焊缝，双壁双影用于直径小于100mm管子对接环焊缝。大部分容器壳体的焊缝照相都用单壁透照，透照时把射线源放外面而胶片贴内壁称为外透法，把射线源放里面而胶片贴外面称为内透法。图2.1 焊缝透照方式示意图 （1）对于a类焊缝中的筒体纵缝选用纵缝透照，封头拼缝选用环缝内透法。（2）对于b类焊缝中的筒体环缝选用环缝内透法，小径管环缝选用双壁双影法。2.4.2透照规范的选择在照相过程中，除了合理地选择了透照方式，还必须选择好透照规范，从而达到高灵敏度。（1）射线源的选择：应选择小尺寸的射线源 （2）透照距离的选择: 筒体纵缝透照距离一般为700mm，筒体环缝透照距离一般为筒体环缝的半径，封头拼缝透照距离一般为拼缝所在圆的半径，小径管环缝透照距离一般为700mm。 （3）胶片与增感屏的选择：通常照相时将铅箔增感屏与非增感型胶片一起使用，胶片选择t3或t2型胶片，增感屏采用前屏为0.03mm、后屏为0.030.10mm的铅箔增感屏。2.5射线能量与曝光量的选择2.5.1射线能量的选择 x射线照相应尽量选用较低的管电压。在采用较高管电压时，应保证适当的曝光量。图2.2是4730标准中规定的不同材料、不同透照厚度允许采用的最高射线管电压。1-铜及铜合金；2-钢；3-钛及钛合金；4-铝及铝合金图2.2 不同透照厚度允许的射线最高透照管电压 由上可选择：在2-钢曲线上根据板厚选择合适的管电压。2.5.2曝光量的选择曝光量e为射线强度i与曝光时间t的乘积，即e=it。曝光量的大小要能保证足够的底片黑度。ab级照相一般规定黑度范围为2.04.0。如果管电压偏高，那么小的曝光量也能使底片达到规定黑度，但这样底片灵敏度不够好，所以焦距为700mm时x射线曝光量一般选择15mamin以上。当焦距改变时可按平方反比定律对曝光量的推荐值进行换算。2.6像质计的应用像质计用来检查透照技术和胶片处理质量。衡量该质量的数值是底片上能识别出的最细钢丝的丝编号。我国标准规定使用丝型像质计，用底片上必须显示的最小钢丝直径与相应的相应的像质指数来表示照相的灵敏度。（1）单壁透照焊缝时，金属丝像质计放在被检焊缝射线源侧。双壁双影透照像质计可放置在源侧，也可放置在胶片侧。被检区的一端（长度的1/4）使金属丝横贯焊缝，并与焊缝方向垂直，像质计上直径小的金属丝，应在被检区的外侧。（2）采用射线源置于圆心位置的周向曝光曝光技术，像质计每隔120放一个。（3）如特殊情况，像质计无法放在射线源侧表面，应做对比试验，并附加“f”标记，表示像质计摆放的位置在胶片侧。2.7标记的使用透照部位的标记由识别标记和定位标记组成。标记一般由适当尺寸的铅（或其他适宜的重金属）制数字、拼音字母和符号等构成。2.7.1识别标记识别标记一般包括：产品编号、对接焊接接头编号、部位编号和透照日期。返修后的透照还应有返修标记,扩大检测比例的透照应有扩大检测标记。2.7.2 定位标记 定位标记一般包括中心标记和搭接标记。中心标记指示透照部位区段的中心位置和分段编号的方向,一般用十字箭头“ ”表示。搭接标记是连续检测时的透照分段标记，可用符号“”或其他能显示搭接情况的方法表示。2.7.3 标记的放置标记一般应放置在距焊缝边缘至少5mm以外的部位，搭接标记放置的部位还应符合有关标准的规定。所有标记的影像不应重叠，且不应干扰有效评定范围内的影像。2.8暗室处理2.8.1显影（1）显影的温度对底片质量影响很大，一般控制在18-20。（2）胶片放入显影液之前，应在清水中 预浸一下，使胶片表面润湿，避免进入显影液后胶片表面附有气泡造成显影不均。（3）显影时，在最初30s内不停的搅动，以后每隔一段时间搅动一下，显影时间一般在4-6min。2.8.2停影 停影液一般为2%-3%的醋酸溶液，停影液的温度应与显影温度相近，且在停影阶段要不停搅动。2.8.3定影 （1）定影液的温度影响定影的速度，温度越高速度越快。但温度过高，会造成胶片药膜的脱落，所以通常规定温度16-24。（2）定影的总时间为“通透时间”的2倍，但由于定影配方对胶片的影响，规定定影时间一般不超过15min。 （3）定影时适当的搅动，可以提高定影速度，使定影均匀，一般每2min搅动一次。2.8.4水洗与干燥 （1）水洗应使用清洁的流水漂洗，一般冲洗2030min，冲洗不充分长期保存会发生变色现象。（2）水洗水温1624，水温过低，延长水洗时间；水温过高，使底片易药膜脱落或划伤。 （3）在清洁通风的空间悬挂晾干或放入烘箱内用热风烘干，一般热风温度不超过40。（4）有时为防止干燥后产生水迹，水洗后放入润湿液（质量分数约为0.3%的清洁剂水溶液）中浸润1min，进行润湿处理。2.9评片2.9.1底片质量要求（1）灵敏度 检查底片上是否有像质计影像，像质计型号、规格、摆放位置是否正确，能够观察到的金属丝像质计丝号是多少，是否到达了标准规定的要求等。（2）黑度 底片评定黑度范围：a 级：1.5d4.0；ab级：2.0d4.0 ；b 级：2.3d4.0。 (3)标记 常用标记：工件编号、焊缝编号、部位编号、中心标记、搭接标记、透照日期等。标记应放在适当的位置，距离焊缝边缘不少于5mm。 （4）伪缺陷 常见的伪缺陷：划痕、折痕、水迹、静电感光、指纹、霉点、药膜脱落、污染等。在底片的有效评定区域不允许存在伪缺陷。（5）搭接长度 底片上要有足够的搭接长度，可确保无漏检区域。2.9.2设备条件要求 （1）观片灯 观片灯应有足够的光强度，底片黑度d2.5时，要求透过底片的光强度不低于30cd/m2,底片黑度d2.5时，要求光强度不低于10 cd/m2。 （2）工具用品 常用工具;放大镜、遮光板、直尺、记号笔、手套等,具备齐全。2.9.3焊缝中常见缺陷的底片影像 （1）未焊透单面焊根部未焊透在底片多呈现为规则的轮廓清晰、黑度均匀的直线状黑度线条，有连续和断续之分。垂直透照时，多位于焊缝影像的中心位置。由于透照方向不同，可能偏离中心位置，常伴随根部内凹、错口影像。多面焊坡口中心根部未焊透在底片多呈现为规则的轮廓清晰、黑度均匀的直线状黑度线条。垂直透照时，位于焊缝影像的中心位置。常伴有链孔和点状或条状夹渣，有断续和连续之分。其宽度取决于焊根间隙的大小。（2）未熔合 根部未熔合在底片上的影像是一条细直黑线。线的一侧轮廓整齐且黑度较大，为坡口或钝边痕迹，另一侧轮廓可能较规则也可能不规则。在底片上的位置一般在焊缝中间，因坡口形状或投影角度也可能偏向一边。坡口未熔合在底片上的影像是连续或断续的黑线。宽度不一，黑度不均匀，一侧轮廓较齐，黑度较大；另一侧轮廓不规则，黑度较小，在底片上的位置一般在焊缝中心至边缘的1/2处，沿焊缝纵向延伸。层间未熔合在底片上的影像是黑度不大的块状阴影。形状不规则，如伴有夹渣，夹渣部位的黑度较大。（3）夹渣非金属夹渣在底片上的影像是黑点、黑条或黑块。形状不规则，黑度变化无规律，轮廓不圆滑，有的带棱角。钨夹渣（金属夹渣）在底片上的影像是一个白点。白点的黑度极小（较亮），可根据此点将其与飞溅影像相区别。钨夹渣只产生在非熔化氩弧焊焊缝中。（4）气孔在底片上的影像是黑色圆点，也有呈黑线（线状气孔）或其他不规则形状。气孔的轮廓比较圆滑，其黑度中心较大至边缘稍减小，链状气孔常和未焊透同生。（5）裂纹在底片上的影像是轮廓分明的黑线或黑丝，黑线或黑丝上有微小的锯齿、分叉、和黑度的变化。2.9.4焊缝质量等级评定(jb/t 4730-2005)(1)级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条形缺陷。(2)级和级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合和未焊透。(3)对接焊接接头中缺陷超过级者为级。纵缝与环缝透照：圆形缺陷的质量分级表2.1 缺陷评定区 mm母材公称厚度 t 2525100100评定区尺寸101010201030表2.2 缺陷点数换算表缺陷长径,mm112233446688缺陷点数1236101525表2.3 各级允许的圆形缺陷点数评定区（mmmm）101010201030母材公称厚度 t,mm 1010151525255050100100级123456级369121518级61218243036级缺陷点数大于级或缺陷长径大于t/2注：当母材公称厚度不同时，取较薄板的厚度。 表2.4 不计点数的缺陷尺寸 mm母材公称厚度 t缺陷长径t 250.525 t 500.7t 501.4t 纵缝与环缝透照：条形缺陷的质量分级 表2.5 各级对接焊接接头允许的条形缺陷长度 mm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（最小可为4）且20在长度为12t的任意选定条形缺陷评定区内，相邻缺陷间距不超过6l的任一组条形缺陷的累计长度应不超过t,但最小可为42t/3（最小可为6）且30在长度为6t的任意选定条形缺陷评定区内，相邻缺陷间距不超过3l的任一组条形缺陷的累计长度应不超过t，但最小可为6大于级注1：l为该组条形缺陷中最长缺陷本身的长度；t为母材公称厚度，当母材公称厚度不同时取较薄板的厚度值。注2：条形缺陷评定区是指与焊缝方向平行的、具有一定宽度的矩形区， t25mm，宽度为 4mm；25 mmt 100mm，宽度为6mm；t100mm，宽度为8mm。注3：当两个或两个以上条形缺陷处于同一直线上、且相邻缺陷的间距小于或等于较短缺陷长度时，应作为1个缺陷处理，且间距也应计入缺陷的长度之中。 纵缝与环缝透照：综合评级在圆形缺陷评定区内同时存在圆形缺陷和条形缺陷时，应进行综合评级。对圆形缺陷和条形缺陷分别评定级别，将两者级别之和减一作为综合评级的质量级别。 双壁双影透照：单面焊未焊透的评级表2.6 管外径do100mm（小径管）时不加垫板单面焊未焊透的分级级别未焊透最大深度,mm未焊透总长度与焊缝总长度的比与壁厚的比最大值不允许101.010151.515大于级者注：对断续未焊透,以未焊透本身的长度累计计算总长度。双壁双影透照：根部内凹和根部咬边的评级表2.7 外径do100mm时根部内凹和根部咬边的分级级别根部内凹和根部咬边最大深度,mm根部内凹和根部咬边最大总长度与焊缝总长度的比与壁厚的比最大值不允许151.530202.030大于级注：对断续根部内凹和根部咬边,以根部内凹和根部咬边本身的长度累加计算总长度。第三章 射线检测的工艺卡3.1射线检测工艺卡对象a2类压力容器其中一类筒体板厚10mm、直径1500mm、长度1800mm，封头板厚12mm、直径1500mm，小径管板厚为4mm、外径76mm。以此为例编写工艺。图3.1 筒体 图3.2 封头图3.3 小径管3.2射线检测工艺卡3.2.1筒体纵缝工艺卡 射线检验工艺卡产品编号r31201产品名称压力容器产品类型受压元件焊缝类型简体纵缝焊接方法埋弧自动焊坡口形式x型照相等级ab级执行标准jb/t4730验收等级级设备型号yts-1焦点尺寸2*2mm检验时机焊后胶片类型爱克发g胶片规格360*80增感方式pb增感屏前屏0.03 后屏0.1显影液皇冠显影时间5min显影温度20停影液3%醋酸溶液定影液皇冠定影时间15min定影温度20水洗时间30min脱水方式洗涤剂水溶液干燥方式烘干冲洗方式自来水底片黑度2.04.0焊缝编号 材质厚度透照方式拍片比例透照厚度mm焊缝长度mm有效长度mm焦距mm管电压kv曝光量ma/min像质指数拍片张数合格级别a1q23510纵缝透照法100%10180030070018015 136ii透照布置示意图 编 制审 核日 期3.2.2筒体环缝工艺卡射线检验工艺卡产品编号r31201产品名称压力容器产品类型受压元件焊缝类型简体环缝焊接方法埋弧自动焊坡口形式x型照相等级ab级执行标准jb/t4730验收等级级设备型号yts-1焦点尺寸2*2mm检验时机焊后胶片类型爱克发g胶片规格360*80增感方式pb增感屏前屏0.03 后屏0.1显影液皇冠显影时间5min显影温度20停影液3%醋酸溶液定影液皇冠定影时间15min定影温度20水洗时间30min脱水方式洗涤剂水溶液干燥方式烘干冲洗方式自来水底片黑度2.04.0焊缝编号 材质厚度透照方式拍片比例透照厚度mm焊缝长度mm有效长度mm焦距mm管电压kv曝光量ma/min像质指数拍片张数合格级别b1q23510环缝内透法100%1047103007501801716ii透照布置示意图 编 制审 核日 期3.2.3封头拼缝工艺卡射线检验工艺卡产品编号r31201产品名称压力容器产品类型受压元件焊缝类型封头拼缝焊接方法埋弧自动焊坡口形式x型照相等级ab级执行标准jb/t4730验收等级级设备型号yts-1焦点尺寸2*2mm检验时机焊后胶片类型爱克发g胶片规格360*80增感方式pb增感屏前屏0.03 后屏0.1显影液皇冠显影时间5min显影温度20停影液3%醋酸溶液定影液皇冠定影时间15min定影温度20水洗时间30min脱水方式洗涤剂水溶液干燥方式烘干冲洗方式自来水底片黑度2.04.0焊缝编号 材质厚度透照方式拍片比例透照厚度mm焊缝长度mm有效长度mm焦距mm管电压kv曝光量ma/min像质指数拍片张数合格级别fa1q235