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文档简介

1、JB/T4730.14730.6-2005承压设备无损检测,质量检查室 吴拴喜,一、JB/T4730.1通用部分 1.JB/T4730.14730.6适用范围 JB/T4730-2005包括了特种设备安全监察条例中规定的承压设备:锅炉、压力容器及压力管道的所有无损检测,即不但适用于承压设备制造、安装过程的无损检测。同时还适用于承压设备的原材料、零部件的检测,以及在用承压设备定期检验的无损检测。 2.射线检测有哪些优点和局限性? 射线检测的优点和局限性概括如下: (1)检测结果有直接记录底片。 由于底片上记录的信息十分丰富,且可以长期保存,从而使射线照相法成为各种无损检测方法中记录最真实、最直观

2、、最全面、可追踪性最好的检测方法。 (2)可以获得缺陷的投影图象,缺陷定性定量准确。 各种无损检测方法中,射线照相对缺陷定性是最准的。在定量方面,对体积型缺陷(气孔、夹渣类)的长度、宽度尺寸的确定也很准,其误差大致在零点几毫米。但对面积型缺陷(如裂纹、未熔合类),如缺陷端部尺寸(高度和张口宽度)很小,则底片上影像尖端延伸可能辨别不清,此时定量数据会偏小。 (3)体积型缺陷检出率很高。而面积型缺陷的检出率受到多种因素影响,体积型缺陷是指气孔、夹渣类缺陷。一般情况下,直径在试件厚度的1%以上的体积型缺陷可以检出。在薄试件中,可检出缺陷的最小尺寸受人眼分辨率的限制,可达0.5mm或更小。面积型缺陷是

3、指裂纹、未熔合类缺陷,其检出率的影响因素包括缺陷形态尺寸、透照厚度、透照角度、透照几何条件、源和胶片种类、像质计灵敏度等。虽然如此,一般可以说厚试件中的裂纹检出率较低,但对薄试件,,除非裂纹或未熔合的高度和张口宽度极小,否则只要照相角度适当,底片灵敏度符合要求,裂纹检出率还是足够高的。 (4)适宜检验厚度较薄的工件而不适宜较厚的工件。 因为检验厚工件需要高能量的射线探伤设备。300KV便携式X射线机透照厚度一般小于40mm, 420KV移动式X射线机和Ir192射线机透照厚度均小于100mm,对厚度大于100mm的工件照相需使用加速器或Co60,因此是比较困难的。此外,板厚增大,射线照相绝对灵

4、敏度是下降的,也就是说对厚工件采用射线照相,小尺寸缺陷以及一些面积型缺陷漏检的可能性增大。 (5)适宜检测对接焊缝,检测角焊缝效果较差,不适宜检测板材、棒材、锻件。 检测角焊缝的透照布置比较困难,摄得底片的黑度变化大,成像质量不够好;不适宜检验板材、棒材、锻件的原因是板材、锻件中的大部分缺陷与板平行,射线照相无法检出。此外棒材、锻件厚度较大,射线穿透比较困难,效果也不好。 (6)有些试件结构和现场条件不适合射线照相。 由于是穿透法检验,检测时需要接近工件的两面,因此结构和现场条件有时会限制检测的进行。例如有内件的容器,有厚保温层的容器,内部液态或固态介质未排空的容器等均无法检测;采用双壁单影法

5、透照虽然可以不进入容器内部,但只适用于直径较小的容器,对直径较大(一般大于1000mm)的容器,双壁单影法透照很难实施。此外射线照相对源至胶片的距离(焦距)有一定要求,如焦距太短,则底片清晰度会很差。 (7)对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)的确定比较困难。,除了一些根部缺陷可结合焊接知识和规律来确定其在工件中厚度方向的位置,很多缺陷无法用底片提供的信息定位。 缺陷高度可通过黑度对比的方法作出判断,但精确度不高,尤其影像细小的裂纹类缺陷,其黑度测不准,用黑度对比方法测定缺陷高度的误差较大。 (8)检测成本高。 射线照相设备和透照室的建设投资巨大:穿透能力40mm(钢)的300KV便携式

6、X射线机至少需8万元,穿透能力100mm(钢)的420KV移动式X射线机至少需60万元,穿透能力100mm(钢)的Ir192射线机至少需6万元,穿透能力大于100mm(钢)的60Co至少需50万元,加速器则需100万元以上。透照室按其面积、高度、防护等级等设计条件的不同,建设费用在数十万乃至数百万。此外,与其它无损检测方法相比,射线照相的材料成本(胶片、冲洗药液等)、人工成本也是很高的。 (9)射线照相检测速度慢。 一般情况下定向X射线机一次透照长度不超过300mm,拍一张片子需10分钟,射线源的曝光时间一般更长。射线照相从透照开始到评定出结果需数小时。与其它无损检测方法相比,射线照相的检测速

7、度很慢,效率很低。但特殊场合的特殊应用另当别论,例如周向X射线机周向曝光或射线源全景曝光技术应用则可以大大提高检测效率。 (10)射线对人体有伤害。 射线会对人体组织造成多种损伤,因此对职业放射性工作人员剂量当量规定了限值。要求在保证完成射线探伤任务的同时,使操作人员接受的剂量当量不超过限值,并且应尽可能的降低操作人员和其他人员的吸收剂量。防护的主要措施,有屏蔽防护、距离防护和时间防护。现场照相因防护会给施工组织带来一些问题,尤其是射线,对放射同位素的严格管理规定将影响工作效率和成本。 3.超声波检测有哪些优点和局限性? 超声波检测的优点和局限性概括如下: (1)面积型缺陷的检出率较高,而体积

8、型缺陷的检出率较低。 从理论上说,反射超声波的缺陷面积越大,回波越高,越容易检出,因为面积型缺陷反射面积大而体积型缺陷反射面积小,所以面积型缺陷的检出率高。实践中,对较厚(约30mm以上)焊缝的裂纹和未熔合缺陷检测,超声波检测确实比射线照相灵敏。但在较薄的焊缝中,这一结论不一定成立。 必须注意,面积型缺陷反射波并不总是很高的,有些细小裂纹和未熔合反射波并不高,因而也有漏检的例子。此外,厚焊缝中的未熔合缺陷反射面如果较光滑,单探头检测可能接收不到回波,也会漏检。 (2)适宜检测厚度较大的工件,不适宜检测较薄的工件。 超声波对钢有足够的穿透能力,检测直径达几米的锻件,厚度达上百毫米的焊缝并不太困难

9、。另外,对厚度大的工件检测,表面回波与缺陷波容易区分。因此相对于射线检测来说,超声波更加适宜检测厚度较大的工件。但对较薄的工件,例如厚度小于8mm的焊缝和6mm的板材,进行超声波检测检测则存在困难。薄焊缝检测困难是因为上下表面形状回波容易与缺陷波混淆,难以识别;薄板材检测困难除了表面回波容易与缺陷波混淆的问题外,还因为超声波探伤存在盲区以及脉冲宽度影响纵向分辨率。 (3)应用范围广,可用于各种试件。 超声波探伤应用范围包括对接焊缝、角焊缝、T型焊缝、板材、管材、棒,材、锻件、以及复合材料等。但与对接焊缝检测相比,角焊缝、T型焊缝检测工艺相对不成熟,有关标准也不够完善。板材、管材、棒材、锻件、以

10、及复合材料的内部缺陷检测超声波是首选方法。 (4)检测成本低、速度快,仪器体积小,重量轻,现场使用较方便。 便携式手工探伤超声波仪器有模拟式和数字式两种,模拟式仪器1-2万元,数字式仪器4-8万元(国产)。检测过程消耗材料费用很少。正常情况下,一个检测人员一天能检测数十米焊缝,检测结果当场就能得到。目前数字式仪器的体积只有词典大小,重2-3公斤,与射线仪器相比,现场使用要方便得多。 (5)无法得到缺陷直观图象,定性困难,定量精度不高。 超声波探伤是通过观察脉冲回波来获得缺陷信息的。缺陷位置根据回波位置来确定,对小缺陷(一般10mm以下)可直接用波高测量大小,所得结果称为当量尺寸;对大缺陷,需要

11、移动探头进行测量,所的结果称指示长度或指示面积。由于无法得到缺陷图象,缺陷的形状、表面状态等特征也很难获得,因此判定缺陷性质是困难的。在定量方面,所谓缺陷当量尺寸、指示长度或指示面积与实际缺陷尺寸都有误差,因为波高变化受很多因素影响。超声波对缺陷定量的尺寸与实际缺陷尺寸误差几毫米甚至更大,一般认为是正常的。 近些年来,在超声波定性和定量技术方面有一些进展。例如用不同扫查手法结合动态波形观察对缺陷定性、采用聚焦探头对缺陷定量、以及各种成像技术等等,但实际应用效果还不能令人满意。 (6)检测结果无直接见证记录。 由于不能象射线照相那样留下直接见证记录,超声波检测结果的真实性、直观性、全面性和可追踪

12、性都比不上射线照相。超声波检测的可靠性在很大程度上,受检测人员责任心和技术水平的影响,如果检测方法选择不当,或工艺制订不当,或操作方面失误,有可能导致大缺陷漏检。而对超声波检测结果的审核或复查是困难的,因其错误的检测结果不象射线照相那样容易发现和纠正,这是超声波检测的一大不足。 近年来发展的数字式超声波探伤仪虽然能记录波形,但仍不能算检测结果的直接见证记录。只有做到对检测全过程的探头位置、回波反射点位置、以及回波信号三者关联记录,才能算真正的检测直接记录,而这对于便携式超声波仪器和手工探伤方法来说,是很困难的。 (7)对缺陷在工件厚度方向上的定位较准确。 这一条是相对于射线照相来说的。由于射线

13、照相无法对缺陷在工件厚度方向上定位,通常对射线照相发现的缺陷用超声波检测定位。 (8)材质、晶粒度对探伤有影响。 晶粒粗大的材料,例如铸钢、奥氏体不锈钢焊缝,未经正火处理的电渣焊焊缝等,一般认为不宜用超声波进行探伤。这是因为粗大晶粒的晶界会反射声波,在屏幕上出现大量“草状回波”,容易与缺陷波混淆,因而影响检测可靠性。 近年来对奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤技术进行了专门研究,如果采用特殊的探头(纵波窄脉冲探头)降低信噪比,并制订专门工艺,可以实施奥氏体不锈钢焊缝超声波检测,其精度和可靠性基本上是能够保证的。 (9)工件不规则的外形和一些结构会影响检测。 例如台,槽,孔较多的锻件,不等厚削薄的焊缝,

14、管板与筒体的对接焊缝,直边较短的封头与筒体连接的环焊缝,高颈法兰与管子对接焊缝等。,对锻件,一般在台、槽、孔加工前进行超声波检测。管板与筒体的对接焊缝,直边较短的封头与筒体连接的环焊缝一类结构对超声波检测的影响主要是探头扫查面长度不够,可通过增加扫查面,或采用两种角度探头,或把焊缝磨平后检测等方法来解决。不等厚削薄的焊缝或类似结构的问题是扫查面不规则,对此可通过改变扫查面,或采用计算法选择合适角度探头和对缺陷定位等方法来解决。 对上述结构无论采用何种方法检测,都必须仔细检查是否做到所有检测区域100%被扫查到,检查可通过计算法或作图法进行。 不平或粗糙的表面会影响耦合和扫查,从而影响检测精度和

15、可靠性。 (10)探头扫查面的平整度和粗糙度对超声波检测有一定影响。一般轧制表面或机加工表面即可满足要求。严重腐蚀表面、铸、锻原始表面无法实施检测。用砂轮打磨处理表面要特别注意平整度,防止沟槽和凹坑的产生,否则严重影响耦合以及检测的进行。 4.磁粉检测有哪些优点和局限性? 磁粉检测的优点和局限性概括如下: (1)适宜铁磁材料探伤,不能用于非铁磁材料检测。用于制造压力容器的材料中,属于铁磁材料的有:各种碳钢、低合金钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、镍及镍合金;不具有铁磁性质的材料有:奥氏体不锈钢、钛及钛合金、铝及铝合金、铜及铜合金。 (2)可以检出表面和近表面缺陷,不能用于检查内部缺陷。可检出的缺

16、陷埋藏深度与工件状况、缺陷状况以及工艺条件有关,对光洁表面,例如经磨削加工的轴,一般可检出深度为12mm的近表面缺陷,采用强直流磁场可检出深度达35mm近表面缺陷。但对焊缝检测来说,因为表面粗糙不平,背景噪声高,,弱信号难以识别,近表面缺陷漏检的几率是很高的。 (3)检测灵敏度很高,可以发现极细小的裂纹以及其他缺陷。有关理论研究和试验结果认为:磁粉检测可检出的最小裂纹尺寸大约为:宽度1m,深度10m,长度1mm,但实际现场应用时可检出的裂纹尺寸达不到这一水平,比上述数值要大得多。虽然如此,在RT、UT、MT、PT四种无损检测方法中,对表面裂纹检测灵敏度最高的仍是MT。 (4)检测成本很低,速度

17、快。磁粉探伤设备不贵,压力容器常用的磁轭式磁粉探伤机和用于荧光磁粉探伤的黑光灯都只有几千元,用于轴类工件直接通电检测的固定床式大功率探伤机也就几万元。至于消耗材料费用更低,一台大型球罐探伤所消耗的材料成本只有几十元。磁粉检测速度很快,例如使用交叉磁轭检测焊缝,每分钟检测速度可达2米左右,轴类工件直接通电检测,完成磁化只需数秒。 (5)工件的形状和尺寸有时对探伤有影响,因其难以磁化而无法探伤。磁粉探伤的磁化方法有很多种,根据工件的形状、尺寸和磁化方向的要求,选取合适的磁化方法是磁粉探伤工艺的重要内容。如果磁化方法选择不当,有可能导致检测失败。对不利于磁化某些结构可通过连接辅助块加长或形成闭合回路

18、来改善磁化条件。对没有合适的磁化方法且无法改善磁化条件的结构应考虑采用其它检测方法。 5.渗透检测有哪些优点和局限性? 渗透检测的优点和局限性概括如下: (1)渗透探伤可以用于除了疏松多孔性材料外任何种类的材料。工程材料中,疏松多孔性材料很少,绝大部分材料,包括钢铁材料、有色金属、陶瓷材料,和塑料等都是非多孔性材料。所以渗透检测对压力容器材料的适应性是最广的。但考虑到方法特性、成本、效率等各种因素,一般对铁磁材料工件首选磁粉探伤,渗透探伤只是作为替代方法。但对非铁磁材料,渗透探伤是表面缺陷检测的首选方法。 (2)形状复杂的部件也可用渗透探伤,并一次操作就可大致做到全面检测。工件几何形状对磁粉探

19、伤影响较大,但对渗透探伤的影响很小。对因结构、形状、尺寸不利于实施磁化的工件,可考虑用渗透探伤代替磁粉探伤。 (3)同时存在几个方向的缺陷,用一次探伤操作就可完成检测。为保证缺陷不漏检,磁粉探伤需要进行至少两个方向的磁化检测,而渗透探伤只需一次探伤操作。 (4)不需要大型的设备,可不用水、电。对无水源、电源、或高空作业的现场,使用携带式喷罐着色渗透探伤剂十分方便。 (5)试件表面光洁度影响大,探伤结果往往容易受操作人员水平的影响。工件表面光洁度低会导致本底很高,影响缺陷识别,所以表面光洁度越高,渗透探伤效果越好。由于渗透探伤是手工操作,过程工序多,如果操作不当,就会造成漏检。 (6)可以检出表

20、面开口的缺陷,但对埋藏缺陷或闭合型的表面缺陷无法检出。由渗透探伤原理可知,渗透液渗入缺陷并在清洗后能保留下来,才能产生缺陷显示,缺陷空间越大,保留的渗透液越多,检出率越高。埋藏缺陷渗透液无法渗入,闭合型的表面缺陷没有容纳渗透液的空间,所以无法检出。 (7)检测工序多,速度慢。渗透检测至少包括以下步骤:预清洗、渗透、去除、显像、观察。即使很小的工件,完成全部工序也要20-30分钟。对大型工件,大面积渗透检测是非常麻烦的工作,每一道工序,包括预清洗、渗透、去除、显像都很费时间。 (8)检测灵敏度比磁粉探伤低。从实际应用的效果评价,渗透探伤的灵敏度比磁粉探伤要低很多,可检出缺陷尺寸大约要大3-5倍。

21、即便如此,与射线照相或超声波检测相比,渗透探伤的灵敏度还是很高的,至少要高一个数量级。 (9)材料较贵、成本较高。最常用的携带式喷罐着色渗透探伤剂大约100多元一套,每套可探测的焊缝长度大约十多米。由于检测工序多,速度慢,人工成本也是很高的。 (10)有些材料易燃、有毒。渗透探伤所用的探伤剂,几乎都是油类可燃性物质。喷罐式探伤剂有时是用极易燃的丙烷气充装的,这种探伤剂的贮存、运输和使用要特别注意防火要求。渗透探伤所用的探伤剂一般是低毒的,如果人体直接接触和吸收渗透液、清洗剂等,有时会感到不舒服,会出现头痛和恶心。尤其是在密封的容器内或室内探伤时,容易聚集挥发性的气体和有毒气体,所以必须充分地进

22、行通风。 6.检测有色金属(钛及钛合金、铝及铝合金、铜及铜合金)以及镍及镍基合金焊接接头内部缺陷,应优先选择哪种无损检测方法? 对非钢铁的金属材料的焊接接头内部缺陷检测,应优先选择射线照相,其次才选择超声波检测。这是因为有色金属(钛及钛合金、铝及铝合金、铜及铜合金)以及镍及镍基合金一类材料的厚度一般较薄,从灵敏度、可靠性、缺陷定性定量等方面看,选择射线照相法更适合一些。 如选择超声波检测,除了该方法对薄板焊接接头检测存在灵敏度、可靠性、缺陷定性定量方面的局限性外,还应注意两个问题:一是由于合金材料与钢的,声学特性不同,必须制做与工件同材质的参考试块,才能进行探头折射角测试、仪器扫描线调节、探伤

23、灵敏度确定等操作;二是普通探头的标称折射角是按钢的声速标定的,由于这些材料声速与钢不同,原有探头的折射角将发生改变而可能不适用。 7.制造方法对无损检测方法的选择有何影响? 在实际应用中,由于本身有局限性,任何一种无损检测方法都不能适用于所有制造方法,因此不同制造方法制作的工件,其结构特点、尺寸、可能发生的缺陷等各不相同,需要有针对性地选择最合适的检测方法。 以焊接,锻造,铸造三种结构件内部缺陷检测为例:铸件的晶粒比较粗大,超声检测就无法应用;而锻件厚度较大,且内部缺陷走向一般沿主要变形方向延伸,与透照方向正好垂直,所以射线检测就不适用;对焊接件,钎焊、摩擦焊等焊接方法制做的焊接接头,其主要缺

24、陷是熔合不良,射线检测的检出率不高,所以不宜采用;对熔化焊,需要根据不同焊接接头型式选择不同检测方法:对接接头既可用射线检测,也可用超声检测;角接接头、T型接头因透照比较困难,且照相质量不高,一般选择超声检测。此外,结构的复杂程度、加工和焊接先后次序、是否热处理等,都会影响无损检测方法的选择。 8.承压类特种设备制造过程中,如何选择无损检测方法? 承压类特种设备制造过程中,应根据检测对象材质、结构特点、尺寸、可能发生的缺陷以及经济性等多项因素考虑无损检测方法的选择。以下为承压类特种设备制造过程中无损检测方法选择的归纳: 按制造工序叙述(括号内为次要选择),按工件种类叙述(很适用;适用;有附加条

25、件适用;不适用) 9.如何评价各种无损检测方法对缺陷的适应性? 射线和超声方法用于内部缺陷检测。磁粉、渗透、涡流用于表面缺陷检测。射线和超声也可以检测出一些表面缺陷,例如表面裂纹、针孔等,但灵敏度比磁粉、渗透、涡流低得多。磁粉、涡流也可以检测出一些近表面的埋藏缺陷,但可靠性不高。,射线对体积型缺陷检出率高,超声对面积型缺陷检出率高;对面积型缺陷,射线检测希望缺陷与射线束平行,此时检出率最高,倾斜角度越大,检出率越低;而超声检测则相反,缺陷与声束垂直时检出率最高。 细小弥散缺陷,如疏松,白点,射线检测困难;表面缺陷,如折叠,超声检测困难,因为缺陷波会与表面回波混淆。 以下为无损检测方法对缺陷的适

26、应性的归纳: 表面缺陷(很适用;适用;有附加条件适用;不适用),内部缺陷(很适用;适用;有附加条件适用;不适用),二、JB/T 4730.2射线检测部分 1.范围 JB/T 4730的本部分规定了承压设备金属材料受压元件的全熔化焊对接接头的X射线和射线检测技术和质量分级要求。 本部分适用于承压设备的制造、安装、在用检测中对接焊接接头的射线检测。用于制作焊接接头的金属材料包括碳素钢、低合金钢、不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金和钛及钛合金、镍及镍合金。 本部分规定的射线检测技术分为三级:A级低灵敏度技术;AB级中灵敏度技术; B级高灵敏度技术。 承压设备的有关支承件和结构件的对接焊接接头的射线检测,

27、也可参照使用。 2.射线胶片 2.1胶片系统按照GB/T 19384.1分为四类,即T1、T2、T3和T4类。T1为最高类别,T4为最低类别。 2.2A级和AB级射线检测技术应采用T3类或更高类别的胶片,B级射线检测技术应采用T2类或更高类别的胶片。胶片的本底灰雾度应不大于0.3。 2.3采用射线对裂纹敏感性大的材料进行射线检测时,应采用T2类或更高类别的胶片。 3.黑度计(光学密度计) 3. 1黑度计可测的最大黑度应不小于4.5,测量值的误差应不超过0.05。 3. 2黑度计至少每6个月校验一次。 4.增感屏 射线检测一般应使用金属增感屏或不用增感屏。,5.像质计 5.1底片影像质量采用线型

28、像质计测定。线型像质计的型号和规格应符合JB/T 7902的规定,JB/T 7902中未包含的丝径、线号等内容,应符合HB 7684的有关规定。 5.2像质计的材料、材料代号和不同材料的像质计适用的工件材料范围应符合规定。 6.表面要求和射线检测时机 6.1在射线检测之前,对接焊接接头的表面应经外观检测并合格。表面的不规则状态在底片上的影像不得掩盖或干扰缺陷影像,否则应对表面作适当修整。 6.2 除非另有规定,射线检测应在焊后进行。对有延迟裂纹倾向的材料,至少应在焊接完成24h后进行射线检测。 一些主要的承压特种设备法规标准关于射线检测时机的规定综述如下: 无损检测一般应在焊接完工后进行。有延

29、迟裂纹倾向的材料应在焊接完成24小时后进行无损检测;有再热裂纹倾向的材料应在热处理后再增加一次无损检测。(压力容器安全技术监察规程(1999)第82条) 压力容器的拼接封头应在成形后进行无损检测,若成形前进行无损检测,则成形后应在圆弧过渡区再做无损检测。(压力容器安全技术监察规程(1999)第87条) 对现场组焊的球罐,射线检测时机规定如下:用有延迟裂纹倾向的钢材制造的球罐,或用标准抗拉强度大于 540MPa 钢材制造的球罐,应在焊接结束 36h后,其它钢材制造的球罐应在焊接结束 24h后,方可进行焊缝的检测。(GB12337-1999钢制球形贮罐8.6.3条;GB50094-98球形贮罐施工

30、及,验收规范5.3.8条。) 锅炉的封头(管板)、下脚圈的拼接焊缝的无损探伤应在加工成型后进行。(蒸汽锅炉安全技术监察规程(1996)第82条。) 7.有延迟裂纹倾向的材料是指哪些材料? 延迟裂纹属于冷裂纹。所谓冷裂纹,是指在焊后冷至马氏体转变温度M点以下产生的裂纹,一般是在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,故称延迟裂纹。 淬硬组织是引起冷裂纹的决定因素。当焊接冷却速度较大时,热影响区会出现贝氏体和大量马氏体组织。尤其当形成粗大的孪晶马氏体时,其缺口敏感性增加,脆化严重,在焊接应力的作用下产生冷裂纹。此外由于扩散氢的富集在淬硬脆化区引起显微裂纹。裂纹尖端形成的三向应力区再行诱导氢扩散

31、富集,使显微裂纹扩展成为宏观裂纹,这就是延迟裂纹。 有延迟裂纹倾向的材料主要是指各种低合金高强度钢。随着钢强度级别的提高,合金元素的增加,其淬硬倾向逐渐增大,发生延迟裂纹的倾向也越大。 目前一般认为冷裂纹敏感性大的材料主要是屈服强度s450MPa以上或抗拉强度b540MPa以上的低合金高强度钢,牌号包括15MnVNR、18MnMoNbg、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR等;以及一些低合金耐热钢,牌号有1.0Cr0.5Mo(15CrMo)、1.25Cr0.5Mo(14CrlMo)、1Cr0.5MoV、 2.25Cr1Mo(12Cr2Mo

32、1)等;以及一些马氏体不锈钢,如1Cr13、2 Cr13、4 Cr13、2Cr12WMoV、2Cr12MoV、2Cr12Ni3MoV等. 8.有再热裂纹倾向的材料是指哪些材料?,再热裂纹是指焊接接头冷却后再加热至500700时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区,一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。再热裂纹多发生在低合金高强度钢焊接结构在焊后消除应力热处理时,尤其是沉淀强化型低合金高强度钢,更应注意防止再热裂纹。 试验证明,我国的16MnR、15MnVR、15MnVNR等钢种对再热裂纹不敏感;18MnMoNb只

33、有轻微的敏感性。但是日本的CF62钢和我国的07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR 有一定的再热裂纹倾向,特别是较厚的板,为了增加厚度方向的淬透性而加入微量硼,更增加了再热裂纹的敏感性。 防止再热裂纹工程上的措施除了焊接时进行适当的预热和后热处理外,主要是在焊后消除应力热处理时避开再热裂纹的敏感温度区,例如,07MnCrMoVR的敏感温度为650,为避免再热裂纹,热处理温度选580。 9.射线检测技术等级选择 9.1射线检测技术等级选择应符合制造、安装、在用等有关标准及设计图样规定。承压设备对接焊接接头的制造、安装、在用时的射线检测,一般应采用AB级射线检测技术进行检测。对重要设备、

34、结构、特殊材料和特殊焊接工艺制作的对接焊接接头,可采用B级技术进行检测。 9.2由于结构、环境条件、射线设备等方面限制,检测的某些条件不能满足AB级(或B级)射线检测技术的要求时, 经检测方技术负责人批准,在采取有效补偿措施(例如选用更高类别的胶片)的前提下,若底片的像质计灵敏度达到了AB级(或B级)射线检测技术的规定,则可认为按AB级(或B级)射线检测技术进行了检测。,提高灵敏度的补偿措施(工作效率降低)有很多种,以下列举其中一部分: 选用更高类别的胶片:按规定允许用T3类胶片,改用T2或T1类胶片; 提高底片黑度:将检测区域黑度提高到3.0左右; 改换更好的源:例如原使用的Ir192源改为

35、Se75;或原使用的射线源改为X射线机或加速器。 改变透照布置:例如增大焦距;或双壁透照改为单壁透照;或外透法改为内透法。 采取减少散射线的措施:采取磨平焊缝余高、加补偿块等减少透照厚度差的措施;或对存在边蚀效应的工件采取屏蔽措施;或在工件和胶片之间增加铅屏等。 9.3 承压设备在用检测中,由于结构、环境、射线设备等方面限制,检测的某些条件不能满足AB级射线检测技术的要求时, 经检测方技术负责人批准,在采取有效补偿措施(例如选用更高类别的胶片)后可采用A级技术进行射线检测,但应同时采用其他无损检测方法进行补充检测。 10.标记 10.1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

36、的铅(或其他适宜的重金属)制数字、拼音字母和符号等构成。 10.2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。 10.3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。 10.4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,应符合附录G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。 11.评片要求 11.1评片一般应在专用的

37、评片室内进行。评片室应整洁、安静,温度适宜,光线应暗且柔和。 11.2底片评定范围的宽度一般为焊缝本身及焊缝两侧5mm宽的区域。 12.底片质量 12.1底片上,定位和识别标记影像应显示完整、位置正确。 12.2底片评定范围内的黑度D应符合下列规定: A 级:1.5D4.0; AB级:2.0D4.0 ; B 级:2.3D4.0。 用X射线透照小径管或其他截面厚度变化大的工件时, AB级最低黑度允许降至1.5;B级最低黑度可降至2.0。 采用多胶片方法时,单片观察的黑度应符合以上要求。双片叠加观察仅限于A级,叠加观察时,单片的黑度应不低于1.3。 对评定范围内的黑度D4.0的底片,如有计量检定报

38、告证明底片评定范围内的亮度能够满足应不低于10cd/m2的要求,允许进行评定。 12.3底片评定范围内不应存在干扰缺陷影像识别的水迹、划痕、斑纹等伪缺陷影像。 13.承压设备熔化焊对接焊接接头射线检测质量分级 13.1钢、镍、铜制承压设备熔化焊对接焊接接头射线检测质量分级,13.1.1范围 适用于厚度为2400mm的碳素钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、镍及镍合金制承压设备,以及厚度为280mm的铜及铜合金制承压设备的熔化焊对接焊接接头射线检测的质量分级。 13.1.2缺陷类型 对接焊接接头中的缺陷按性质可分为裂纹、未熔合、未焊透、条形缺陷和圆形缺陷共五类。 13.1.3质量分级的依据和一般规定 根

39、据对接接头中存在的缺陷性质、数量和密集程度,其质量等级分为、级。 级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条状缺陷。 级和级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合和未焊透。 对接焊接接头中缺陷超过级者为级。 当各类缺陷评定的质量级别不同时,以质量最差的级别作为对接接头的质量级别。 13.2钢、镍、铜制承压设备管子及压力管道熔化焊环向对接接头射线检测质量分级 13.2.1范围 适用于壁厚T2的碳素钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、镍及镍合金、铜及铜合金制承压设备管子及压力管道熔化焊环向对接接头射线检测质量分级。 13.2.2缺陷类型 对接焊接接头中的缺陷按性质可分为裂纹、未熔合、未焊透、条形缺陷

40、、,圆形缺陷、根部内凹和根部咬边七类。 13.2.3质量分级的依据和一般规定 根据对接接头中存在的缺陷性质、数量和密集程度,其质量等级分为、级。 级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透、条状缺陷、根部内凹、根部咬边。 级和级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未熔合、双面焊以及加垫板单面焊中的未焊透。 对接焊接接头中缺陷超过级者为级。 当各类缺陷评定的质量级别不同时,以质量最差的级别作为对接接头的质量级别。 14.焊缝、焊接接头、对接接头与JB/T4730.2的关系 “焊缝”和“焊接接头”是两个不同概念。“焊缝”是指焊件经焊接而形成的结合部分,而“焊接接头”则是指由两个或两个以上零件焊合的接

41、点,包括焊缝、熔合区和热影响区。焊缝主要形式有对接焊缝和角焊缝等。焊接接头主要形式有对接接头、带垫板(或锁底)对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头等。一些焊缝和焊接接头组合型式见图1。JB/T4730.2中所规定的射线照相技术适用的是第一种对接接头对接焊缝,以及第四种锁底接头对接焊缝,其余则不适用。 从检验角度来看,焊接接头任何部位的性能都是同等重要的,其中的薄弱环节尤其是关注的重点。采用射线照相方法检验接头质量,检测范围应包括焊缝、熔合区、热影响区甚至部分母材。,对接焊缝、角焊缝与焊接接头形式关系图 JB/T4730.2中所规定的射线照相技术适用的是第一种对接接头对接焊缝,以及第

42、四种锁底接头对接焊缝,其余则不适用。 从图中可以看出:对接焊缝连接的不一定都是对接接头,角焊缝连接的不一定都是角接头。接头形式不同,连接它们的焊缝形式却是可以相同的。,15.深孔缺陷的评定 对致密性要求高的对接焊接接头,评片人员应考虑将圆形缺陷的黑度作为评级的依据。通常将黑度大的圆形缺陷定义为深孔缺陷,对对接焊接接头存在深孔缺陷时,其质量级别应评为级。如对较薄有余高的焊接接头可以母材厚度为基准,当圆形缺陷的黑度大于母材时,该缺陷即可评为深孔缺陷,也即可评为级。 16.不同射线源检测的厚度范围(AB级),17.我公司现有射线仪器,三、JB/T4730.3超声检测 1.范围 JB/T 4730的本

43、部分规定了承压设备采用A型脉冲反射式超声波探伤仪检测工件缺陷的超声检测方法和质量分级要求。 本部分适用于金属材料制承压设备用原材料、零部件和焊接接头的超声检测,也适用于金属材料制在用承压设备的超声检测。 与承压设备有关的支承件和结构件的超声检测,也可参照本部分使用。 2.超声检测一般方法 2.1检测准备 2.1.1承压设备制造安装和在用超声检测中,检测时机及抽检率的选择等应按相关法规、标准及有关技术文件的规定。 2.1.2所检测面应保证工件被检部分均能得到充分检查。 2.1.3焊缝的表面质量应经外观检测合格。所有影响超声检测的锈蚀、飞溅和污物等都应予以清除,其表面粗糙度应符合检测要求。表面的不

44、规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性,否则应做适当的处理。 2.1.4灵敏度补偿 a)耦合补偿。在检测和缺陷定量时,应对由表面粗糙度引起的耦合损失进行补偿。 b)衰减补偿。在检测和缺陷定量时,应对材质衰减引起的检测灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿。 c)曲面补偿。对探测面是曲面的工件,应采用曲率半径与工件相同或相近的试块,通过对比试验进行曲率补偿。(公称直径小于600mm 均需实测,进行补偿),3.试块 3.1标准试块 3.1.1标准试块是指本部分规定的用于仪器探头系统性能校准和检测校准的试块,本部分采用的标准试块有: a)钢板用标准试块:CB、CB; b)锻件用标准试块:CS、CS、CS

45、; c)焊接接头用标准试块:CSK-A 、CSK-A、CSK-A、CSK-A。 3.1.2标准试块应采用与被检工件声学性能相同或近似的材料制成,该材料用直探头检测时,不得有大于或等于2mm平底孔当量直径的缺陷。 3.1.3标准试块尺寸精度应符合本部分的要求,并应经计量部门检定合格。 3.1.4标准试块的其他制造要求应符合JB/T 10063和JB/T 79131995的规定。 3.2对比试块 3.2.1对比试块是指用于检测校准的试块。 3.2.2对比试块的外形尺寸应能代表被检工件的特征,试块厚度应与被检工件的厚度相对应。如果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测,试块的厚度应由其最大厚

46、度来确定。 3.2.3对比试块反射体的形状、尺寸和数量应符合本部分的规定。 4.承压设备用原材料、零部件的超声检测和质量分级 4.1锅炉、压力容器用钢板超声检测 4.1.1范围 本条适用于板厚为6mm250mm的碳素钢、低合金钢制承压设备用板材的超声检测和质量分级。,奥氏体钢板材、镍及镍合金板材以及双相不锈钢板材的超声检测也可参照本章执行。(针对50以下板材) 4.1.2探头选用 板厚T20mm用双晶探头,T 20mm用单晶探头。 4.1.3 标准试块 4.1.3.1用双晶直探头检测厚度不大于20mm的钢板时,采用CB标准试块。 4.1.3.2用单直探头检测厚度大于20mm的钢板时,采用CB标

47、准试块(孔径5mm)。试块厚度应与被检钢板厚度相近。 4.1.4检测方法 4.1.4.1检测面 可选钢板的任一轧制表面进行检测。若检测人员认为需要或设计上有要求时,也可选钢板的上、下两轧制表面分别进行检测。 4.1.4.2扫查方式 a)探头沿垂直于钢板压延方向,间距不大于100mm的平行线进行扫查。在钢板剖口预定线两侧各50mm(当板厚超过100mm时,以板厚的一半为准)内应作100%扫查; b)根据合同、技术协议书或图样的要求,也可采用其他形式的扫查。 4.1.5钢板质量分级 4.1.5.1钢板质量分级 4.1.5.2在坡口预定线两侧各50(板厚大于100时,以板厚的一半为准)内,缺陷指示长

48、度50时,应评为级。 4.1.5.3在检测过程中,检测人员如确认钢板中有白点、裂纹等危害性缺陷存在时,应评为级。,钢板质量分级 4.1.6横波检测 在检测过程中对缺陷有疑问或合同双方技术协议中有规定时,可采用横波检测。(可检测与钢板表面垂直或有一定倾角的缺陷如裂纹) 。 4.2锅炉、压力容器用钢锻件超声检测 4.2.1范围 本条适用于锅炉、压力容器用碳钢和低合金钢锻件的超声检测和质量分级。 本条不适用于奥氏体钢等粗晶材料锻件的超声检测,也不适用于内、外半径之比小于80%的环形和筒形锻件的周向横波检测。 4.2.2试块 4.2.2.1单直探头标准试块 采用CS试块(分为CS-1、 CS-2、 C

49、S -3、CS-4,对应不同厚度) ,如确有需要也可采用其它对比试块。(平底孔孔径2) 4.2.2.2双晶直探头试块 工件检测距离小于45mm时,应采用CS标准试块。,CS试块分为CS-1、 CS-2、 CS-3、 CS-4,对应的孔径分别为2、3、4、6 。 4.2.2.3检测面是曲面时,应采用CS 标准试块来测定由于曲率不同而引起的声能损失。 4.2.3检测时机 原则上应安排在热处理后,孔、台等结构机加工前进行,检测面的表面粗糙度Ra6.3m。 4.2.4检测方法 4.2.4.1一般原则 锻件应进行纵波检测,对筒形和环形锻件还应增加横波检测。 4.2.5锻件缺陷 锻件缺陷主要有缩孔残余、疏

50、松、夹杂、白点和裂纹等。 缩孔残余是铸锭中的缩孔在锻造时切头量不足所残留下来的,多见于锻件的端部;疏松是钢锭在凝固收缩时形成的不致密和孔穴。在锻造时因锻造比不足而未全熔合后,主要存在于钢锭中心及头部;夹杂有内在夹杂、外表非金属夹杂和金属夹杂。内在夹杂主要集中于钢锭中心及头部; 白点是由于锻件含氢量较高,锻后冷却过快,钢中溶解的氢来不及逸出,造成应力过大引起开裂而形成的,白点主要集中于锻件大截面中心,一般总是成群出现,通常合金总含量超过3.5%4.0%或含Cr、Ni、Mn的合金钢锻件容易产生白点; 裂纹有铸造裂纹、锻造裂纹和热处理裂纹三种,通常是由于锻造和热处理工艺不当,而在锻件表面或心部形成的

51、。 4.2.6JB/T4730.3对锻件的质量分级:依据由缺陷引起底波降低量、单个缺陷的当量直径、密集区缺陷占检测总面积的百分比各分、级,当缺陷被判定为危害性缺陷时,锻件的质量等级为级。注意与JB4726-4728锻件标准,对锻件的具体要求:(、级,5-6级晶粒度)的区分。 4.2.7对锻件的厚度范围要求 本标准由于采用了双晶直探头和双晶探头校准试块,利用实测的距离-波幅曲线来校正灵敏度,从而回避了双晶直探头的回波特性和声场规律的变化,使检测结果能基本如实地反映工件实际情况,同时由于双晶直探头盲区较小,可以检测近表面缺陷。因此,本标准对检测厚度范围不再加以限制,以满足小、薄锻件的检测需要。 4

52、.2.8锻件的横波检测(附录C) 承压设备锻件的横波检测(纵波),锻造缺陷一般呈面状,且垂直于主锻造方向,因此,锻件超声检测时,一般选用直探头采用纵波进行检测,以取得较好的检测效果。但由于有些锻件形比较复杂,而且锻造方向千变万化,因此,也可能产生取向各异的各种缺陷,此时仅靠直探头纵波检测已不能满足质量要求,而必须增加采用横波检测工序以取得较好的检测效果。如筒形和环形锻件等等都存在这个问题。由于锻件缺口敏感性比较高,为了满足实际生产的需要,规定对筒形锻件等应进行横波检测,但扫查部位和验收标准应由供需双方商定。 钢锻件质量评级:1、缺陷波幅大于距离-波幅曲线(基准线)的质量等级定为级。2、波幅在距

53、离-波幅曲线(基准线)50%100%的缺陷按下表分级。 缺陷质量等级,4.2.9双相钢锻件的超声检测 双相钢是铁素体加奥氏体或珠光体加奥氏体的机械混合物,目前在化工(化肥企业)行业得到了广泛的应用。如法国进口的尿素设备中,许多以甲氨为介质的设备中大量的采用了双相钢锻件。对于这类双相钢锻件的超声检测,合肥通用所自80年代初以来对此做了大量的试验研究,在此基础上标准编制组做了一些规定。即:对于这类锻件,当奥氏体含量50%时,可采用碳钢和低合金钢超声检测的规定进行超声检测。当奥氏体含量60%时,可进行一些对比试验,以确定是采用碳钢和低合金钢还是采用奥氏体不锈钢超声检测的规定进行超声检测。当奥氏体含量

54、大于80%时,可采用奥氏体不锈钢超声检测的规定进行超声检测。4.3压力容器用铝及铝合金和钛及钛合金板材超声检测(略) 4.4承压设备用复合板超声检测 4.4.1范围 本条适用于基板厚度大于或等于6mm的承压设备用不锈钢、钛及钛合金、铝及铝合金、镍及镍合金、铜及铜合金复合板的超声检测和质量分级。基板通常采用碳钢、低合金钢板或不锈钢板。 本条主要用于复合板复合面结合状态的超声检测。 4.4.2 扫查方式 a)扫查方式可采用100%扫查或沿钢板宽度方向,间隔为50mm的平行线扫查; b)根据合同、技术协议书或图样的要求,也可采用其他扫查形式; c)在坡口预定线两侧各50mm内应作100%扫查。 4.

55、4.3未结合区的测定,第一次底波高度低于荧光屏满刻度的5%,且明显有未接合缺陷反射波存在时(5%),该部位称为未结合区。移动探头,使第一次底波升高到荧光屏满刻度的40%,以此时探头中心作为未结合区边界点。 4.4.4未结合缺陷的评定方法 4.4.4.1缺陷指示长度的评定 一个缺陷按其指示的最大长度作为该缺陷的指示长度。若单个缺陷的指示长度小于25mm时,可不作记录。 4.4.4.2缺陷面积的评定 多个相邻的未结合区,当其最小间距小于等于20mm时,应作为单个未结合区处理,其面积为各个未结合区面积之和。 4.4.4.3 未结合率的评定 未结合区总面积占复合板总面积的百分比。 4.4.5质量分级

56、4.4.5.1复合钢板质量分级按单个缺陷指示长度、单个未结合区面积和未结合率分为、。 4.4.7.2 在坡口的预定线两侧各50mm的范围内,未结合的指示长度大于或等于25mm时,定级为级。 4.5承压设备用无缝钢管超声检测 4.5.1范围 本条适用于外径为12mm660mm、壁厚大于等于2mm的承压设备用碳钢和低合金无缝钢管或外径为12mm400mm、壁厚为2mm35mm的奥氏体不锈钢无缝管的超声检测和质量分级。,本条不适用于内、外径之比小于80%的钢管周向直接接触法横波检测,也不适用于分层缺陷的超声检测。 4.5.2试块的制备和要求 4.5.2.1对比试块应选取与被检钢管规格相同,材质、热处

57、理工艺和表面状况相同或相似的钢管制备。对比试块不得有大于或等于2mm当量的自然缺陷。对比试块的长度应满足检测方法和检测设备要求。 4.5.2.2钢管纵向缺陷检测试块V形槽为60。刻槽深度与验收级别相对应。 4.5.3检测方法 4.5.3.1钢管的检测主要针对纵向缺陷。横向缺陷的检测可按附录D(规范性附录)的规定,由合同双方协商解决。 4.5.4验收要求:无缝钢管的判废要求按相应技术文件规定。 4.5.5结果评定:若缺陷回波幅度大于或等于相应的对比试块人工缺陷回波,则判为不合格。不合格品允许重新处理,处理后仍按JB/T4730本部分进行超声检测和质量分级。 4.6承压设备用钢螺栓坯件的超声检测,

58、4.6.1范围和一般要求 本条适用于对直径大于M36的承压设备用钢螺栓坯件进行超声检测和质量分级。 本条不适用于奥氏体钢螺栓坯件的超声检测。 4.6.2检测方法 承压设备螺栓坯件一般应采用纵波检测,尽可能检测到工件的全体积。检测表面粗糙度Ra6.3m。 4.6.2.1纵波径向探测 应按螺旋线或沿圆周进行扫查,行程应有重叠,扫查面应包括整个圆柱表面。 4.6.2.2纵波轴向探测 应从螺栓坯件的两端面进行扫查,尽可能避免边缘效应对检测结果的影响。 4.6.3缺陷记录 4.6.3.1记录当量直径大于2mm的单个缺陷的波幅和位置。 4.6.3.2记录底波降低量。 4.6.4质量分级 4.6.4.1按单

59、个缺陷和底波降低量分别进行质量分级,分为、 级。 4.6.4.2当缺陷被检测人员判定为危害性缺陷时,螺栓坯件的质量等级为级。 4.7承压设备用奥氏体钢锻件超声检测和质量分级 4.7.1范围 本条适用于承压设备用奥氏体钢锻件的超声检测和质量分级。,4.7.2探头 4.7.2.1探头的工作频率为0.5 MHz2MHz。 4.7.2.2直探头的晶片直径为14mm30mm。 4.7.2.3斜探头的K值一般为0.52。 4.7.2.4为了准确测定缺陷,必要时也可采用其他探头。 4.7.3 试块 4.7.3.1对比试块应符合3.5的规定。 4.7.3.2对比试块的晶粒大小和声学特性应与被测锻件大致相近。 4.7.3.3应制备几套不同晶粒度的奥氏体钢锻件对比试块,以便能将缺陷区衰减同试块作合理的比较。 4.7.3.4对比试块的形状和尺寸按图11和表14

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