加氢反应器中凸台的超声波检测技术

1、加氢反应器中凸台的超声波检测技术摘要:介绍了凸台的制造过程，根据凸台的结构及容易出现的缺陷设计了超声检测检测面，进而按照检测面规格选择合适的探头。该设计提高了工作效率，降低了缺陷漏检概率，在生产实践中的检测验证了该设计的有效性。关键词:加氢反应器凸台超声波检测探头为获得高质量的石油加工产品或增加原油转化为轻质成品油的比率,以及适应高含硫原油、劣质原油深加工的需要与改善环境条件等目的，在现代石油加工工业中出现了加氢工艺装置1。与此同时，加氢装置中的关键设备加氢反应器的设计及制造技术也有了很大的进步。加氢反应器在制造过程中，铬钼钢焊缝以及堆焊层将不可避免地出现一些表面和内部缺陷，同时,反应器长期工

2、作在高温(400500C)、高压(820MPa)以及临氢状态等苛刻条件下2,因此在制造的过程中，反应器的各个部分的质量要求都非常高。加氢反应器内构件的支撑形式不是采用一般的支耳式焊接支撑圈，而是采用凸台形式。在制造过程中用渗透检测方法检测凸台的表面缺陷，用超声波检测方法检测凸台的内部缺陷。相关标准3和以往的教材4中并没有给出凸台或相同结构的超声波检测方式，在相关文献2,5等中也没有发现相应的检测方式，因此，凸台的检测是一个难点在检测的过程中如果检测方式设计不当，就有可能漏检，给后续的使用带来很大的安全隐患。结合凸台的制造过程及生产实践中无损检测经验的积累，本文设计了一种凸台制造过程中的超声波检

3、测方式，经过在茂名重力石化机械制造有限公司(为叙述方便，以下简称为重力公司)长期的应用，验证了该设计的可行性。1凸台的制造过程及容易出现的缺陷凸台是在筒体内侧一层一层堆焊起来的，根据高度的不同，堆焊的层数发生相应的变化，堆焊的材质和母材的材质是相同的，例如某加氢精制反应器的母材材质为12Cr2MoR,则焊材的材质也是12Cr2MoR。堆焊成型的凸台由于表面比较粗糙并不能直接检测，而是要进行机加工,使其表面粗糙度复合检测要求。经过机加工后的凸台拐角处圆滑过渡，从而改善了该不连续部位的应力分布，详见图1。与凸台相关的缺陷按部位可分为四种：(1) 表面缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣等；(2)凸台内的缺陷

4、，一般为夹渣、气孔和未熔合；(3)凸台与母材的未结合；(4)凸台下的再热裂纹。2凸台的超声波检测设计及应用凸台的检测是超声波检测中的一个难点。超声波检测设计分为两个部分：第一,检测面的选择；第二，探头的选择首先要确定检测面，例如某加氢精制反应器,E1焊缝的规格为4600X150/60/107n其中内径为4600mm,母材厚度为150mm,凸台高度为60mm,宽度为107mm,检测面选择如图2所示。该反应器中E4焊缝的规格为4600X150/60/37mm,宽度为37mm,其他条件不变，凸台表面结构发生了变化，斜探头在其表面的扫查受到限制，声束检测不到凸台拐角区域，为提高缺陷检出率，检测面就要发

5、生变化，如（图3）所示。其次是探头的选择，斜探头的选择和焊缝的类似，主要考虑工件厚度和声束的覆盖范围等条件，相关标准和教材中已经提出一般要求，直探头的选择不仅和凸台的厚度有关，也和翼板的直径有关，例如某加氢精制反应器母材内径为4600mm的E1焊缝用2.5P20探头。某补充精制反应器中的E2焊缝规格为2213X5120/607mm,内径为2213mm,曲率变大,2.5P20探头表面和凸台表面之间间距变大，耦合效果就会较差，漏检的可能性非常大，因此要选择直径小一点的探头，可以选择2.5P14探头。3结语介绍了凸台的制造过程及容易出现的缺陷，根据这些信息设计了超声波检测检测面，进而结合检测面规格选

6、择合适的探头。该设计经过在重力公司的长期实践，收到了很好的效果，主要表现在以下两个方面:提高了工作效率，盲目的增多检测面和探头，会使得检测劳动量增加,降低工作效率；降低了漏检概率，过少的检测面和单一或不正确的探头又会产生漏检，严重影响产品的质量。因此，合理的设计无论是在提高工作效率方面还是降低漏检概率方面都是显得十分必要。通过在生产实践中的现场检测验证了本文提出的设计的有效性。参考文献1 黎国磊我国高压加氢设备国产化的成绩及面临的挑战J.石油化工设备，1997,26(3):6-9.2 刘德宇，沈功田,李邦宪.压力容器无损检测一一加氢反应器的无损检测技术J.NDT无损检测,2005,27(2):96-99.JB/T4730.32005承压设备无