球罐不开罐检验方法及其相互验证

球罐不开罐检验方法及其相互验证摘要：本文将对某一球罐的定期检验案例进行综合分析，进而论证在线检验的可靠度和准确性。在本次检验过程中，主要采用声发射检测对球罐本体进行整体无损检测，并辅以外部的TOFD、超声波等其他检测手段，检测完成后对发现的缺陷进行打磨复验，从而为球罐的在线定期检验提供科学的数据支撑。关键词：球罐；不开罐检验方法；相互验证球罐的检测球罐的埋藏缺陷检测长期以来在球罐的制造过程中，射线检测一直是首选的检测方法，2016年国家颁布了最新版的《固定式压力容器安全技术监察规程》，在压力容器的设计上，新增了对大型压力容器对接接头进行检测的特殊规定，即当大型压力容器的对接接头采用Y射线全景曝光射线检测时，还应当另外采用X射线检测或者超声衍射时差法（TOFD）检测进行50%的附加局部检测，随着TOFD检测技术的逐渐成熟，球罐制造过程中埋藏缺陷的检测已经逐渐由TOFD检测来代替射线检测了，但是按照NB/T47013-2015《承压设备无损检测》标准的要求还应用超声检测作为补充检测。球罐的声发射检测球罐的声发射检测现主要应用于球罐使用后无法开罐进行内部检测时。首先使用磁粉、超声等检测方法对球罐外表面进行检测，并利用声发射检测球罐上可能存在的活动性缺陷。但是声发射检测必须在检测过程中对球罐进行加载，无法开罐检验的球罐定期检验时的声发射检测一般采用工作介质进行加载。除了上述检测手段外，很多新兴检测方法也开始逐渐在球罐的检验过程中得到应用，随着相关技术的逐渐成熟以及法规标准的出台，这些技术会越来越多地应用在球罐的检验上。球罐不开罐检验方法及其相互验证2.1检测背景该球罐具体技术参数见表1，尝试使用在线检验的方式（不开罐）进行法规要求的定期检验。检验过程中主要从外部进行声发射检测，辅以外部的TOFD、超声波检测等手段，并根据各自的检测结果进行比对，从而确定各种检验方法的可靠度和准确性，进而为其他球罐的作不开罐定期检验方法提供参考。表1球罐技术参数检测结果在本次检验过程中选择声发射技术对球罐整体进行缺陷的排查扫描检测，并采用TOFD和超声波UT检测方法同步进行100%的检测。2.2.1声发射检测依据NB/T47013.9—2012对球罐进行两次升压和保压过程的声发射检测（见图1）,加载过程选择五个压力梯度进行升压，并最终升至最高试验压力1.837MPa。通过对采集到的声发射信号进行数据滤波,将每一个阶段重复发生的定位源区进行标记对比不同阶段这些区域的声发射源发生的事件数、能量、持续时间、定位位置等，依据NB/T47013.9—2012中关于声发射定位源活性等级划分要求,本次球罐声发射检测共发现4处明显的活性缺陷分布区域：上部Y缝、上环缝、中环缝和下环缝，其中以上环缝最为严重，可能分布长度在几米以上。对两次加压过程的声发射定位结果、声发射定位源汇总进行综合分析可发现如下特点：在第一次加载循环过程，在1.2一1.4MPa、1.4一1.6MPa、1.6—1.837MPa升压阶段四个声发射源均有出现，而在保压阶段各定位源并不同时出现，其中以上环缝出现频率最高，因此可以看出每个定位源区的缺陷活性等级不同，上环缝的缺陷活性程度最高。在汇总后的四个定位区域中，上环缝和中环缝在不同的加载过程中，其声发射定位源并不完全集中在某处，其更多的是分散在环向位置，其中上环缝主要集中在10号一13号传感器位置，中环缝主要集中在17号一20号传感器位置。而上部Y缝位置和下部环缝位置则非常集中，分别在2号传感器和27号传感器附近。这说明球罐的上部环缝和下部环缝的活性缺陷可能分布较长或有多处，而Y缝位置和下部环缝位置的缺陷数据则相对单一。在第二个加压循环中，除上部环缝在加压过程中出现了少量离散的声发射事件外，其他几个定位源区均未出现。图1循环加载曲线2.2.2TOFD检测对球罐的主要焊缝进行100%TOFD检测，将检测结果汇总，在球罐本体上共发现21处明显的活性缺陷，其中大部分为裂纹缺陷，且长度非常长，最长超过2m,上述缺陷的主要分布区域和声发射检测结果基本吻合。2.2.3超声波检测对球罐的主要焊缝进行100％超声波检测，将检测结果汇总，从检测结果可以看出，在中环缝区域有部分缺陷虽然长度较长，但是其缺陷高度和波幅不高，最终评级为口级，这主要是由于这些缺陷为断续渣或圆缺。最严重缺陷主要分布于上环缝位置，评级为皿级，这一结果也印证了声发射检测中环缝的活性小于上环缝的原因，因为上环缝的主要缺陷是裂纹且长度较长，因此导致声发射信号更强。2.2.4三种检测方法数据比对从球罐的三种无损检测结果比对数据可以看出，超声波检测和TOFD检测由于及相似的工作特点，其检测结果的对应度非常高，基本可以做到一一对应。声发射检测结果显示，在大的活性缺陷（如裂纹），声发射的检测的定位区域也可以做到与另外两种检测方法的良好对应，但对于断续渣或圆缺等体积型缺陷由于其缺陷的活性较低，声发射评定为“死缺陷”，不影响整体结构的安全评级，这也是声发射与其他无损检测最大的区别。对于较长的裂纹性缺陷（如上环缝裂纹），由于其在加载过程的中的快速扩展，因此其强烈的活动信号能够被声发射有效监听到，因此其检测精度更高。结论声发射技术在不开罐检验中对于设备本体的缺陷检测，尤其对裂纹等加载条件下极易扩展的活性缺陷，其检出率是很高的，如果在其他无损检测方法的协助下，如TOFD检测、UT检测等，则可以实现对缺陷的定量和定性。综上所述，采用声发射检测手段，并在球罐外部辅以TOFD、超声波等其他检测方法进行相互验，完全可以达到开罐检测的效果。因此，这种不开罐的定期检验方法是可行的