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超聲波檢測(cè)與其他檢測(cè)的比對(duì)
2011-11-23IP屬地 火星427
這是一件進(jìn)囗壓力容器檢驗(yàn)案例,屬于制造問(wèn)題。由于焊工執(zhí)行工藝規(guī)范差,無(wú)損檢測(cè)人員未能運(yùn)用有效的無(wú)損檢測(cè)方法發(fā)現(xiàn)制造過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷,導(dǎo)致壓力容器的筒體主對(duì)接接頭焊接質(zhì)量失控產(chǎn)生不可接受的制造缺陷,當(dāng)進(jìn)行進(jìn)囗安全性能檢查時(shí)被發(fā)現(xiàn)。文章主要介紹通過(guò)反復(fù)綜合檢測(cè)認(rèn)證評(píng)定取得依據(jù),得以實(shí)施缺陷返修,修正了品質(zhì)質(zhì)量,清除了安全隱患,值得今后檢測(cè)工作借鑒參考。 2檢驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和處理意見檢驗(yàn)的進(jìn)口壓力容器為V522精對(duì)苯二甲酸第二結(jié)晶罐,材質(zhì)為SA516Gr70 SA240-304L,其焊縫編號(hào)和布置所示。V522壓力容器焊縫編號(hào)及布置對(duì)這臺(tái)進(jìn)囗壓力容器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)無(wú)損檢測(cè)檢查V522-C2焊縫時(shí),首先用超聲波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)V522-C2焊縫整條存在間斷的超標(biāo)缺陷,又用射線檢測(cè)方法驗(yàn)證比對(duì)證實(shí),最后挖除時(shí)再用滲透檢測(cè)確認(rèn),V522-C2焊縫整圈存在著間斷未熔合缺陷,屬于制造缺陷。 對(duì)于制造缺陷應(yīng)進(jìn)行退貨處理或經(jīng)用戶同意可由外國(guó)制造商對(duì)超標(biāo)缺陷進(jìn)行返修處理,但外國(guó)制造商制定的返修方案需經(jīng)政府監(jiān)察機(jī)構(gòu)特安處審批備案后方可實(shí)施。 3檢測(cè)過(guò)程的評(píng)定分析由于經(jīng)超聲波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的是隱性缺陷,作為說(shuō)服承包商、制造商和投資商的依據(jù)還不夠充分,監(jiān)察機(jī)構(gòu)需要的是安全保障和檢測(cè)結(jié)果的可信度,制造商需要維護(hù)自己產(chǎn)品的質(zhì)量和信譽(yù),投資商更多地關(guān)心能否按期駿工,這種缺陷是否可接受,或不影響安全使用。而知名度很高的國(guó)際化大公司,對(duì)檢測(cè)結(jié)果是否置信。會(huì)不會(huì)出現(xiàn)偏離或偏錯(cuò),解決出現(xiàn)的分歧和質(zhì)疑需要有依據(jù),才能讓監(jiān)察機(jī)構(gòu)、制造商和業(yè)主同意接受進(jìn)行返修或退貨處理,來(lái)減輕業(yè)主的經(jīng)濟(jì)損失,最終保證使用安全。在沒達(dá)成共識(shí)之前,各方進(jìn)行了討論和協(xié)調(diào),成立聯(lián)合技術(shù)專家組,針對(duì)問(wèn)題編制檢驗(yàn)檢測(cè)方案,主要利用無(wú)損檢測(cè)的方法查明缺陷。 3.1缺陷的形狀、特征和位置檢測(cè)出現(xiàn)缺陷的焊縫焊接結(jié)構(gòu)剖囗形狀和相關(guān)尺寸,為分析判定缺陷出現(xiàn)的位置提供了參照。焊接工藝所示的是多層焊接的工藝,實(shí)踐證明當(dāng)剖囗邊緣的夾雜物清理不好時(shí),就有可能產(chǎn)生未熔合。 3.1.1缺陷位置檢測(cè)在超聲波檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)這些缺陷的最大回波位置在距外表面深度為60mm~70mm的范圍內(nèi),最大回波高度在20贑~80贑的范圍內(nèi),缺陷在焊縫內(nèi)部,沿焊縫縱向分布,在外表焊縫寬度50mm范圍內(nèi),偏上外邊緣20mm左右,偏離焊縫中心線,這些缺陷具有共性,探頭沿焊縫方向平移,波幅起伏變化,在焊縫兩側(cè)掃查時(shí),一側(cè)波幅值高于另一側(cè)波幅。將測(cè)定的缺陷指示長(zhǎng)度和位置狀態(tài)標(biāo)注在記錄草圖上,截取部分的缺陷分布示意,可以看到這些缺陷的分布走向明顯為工藝處理不當(dāng)造成的。 從焊接剖囗結(jié)構(gòu)圖中可以得到焊縫的根部位置位于距外表面68mm處,與超聲波檢測(cè)到缺陷深度位置相接近,可以得到這些缺陷位于根部。 3.1.2缺陷的形狀檢測(cè)雖然獲成檢測(cè)數(shù)據(jù)信息,還不能判定這些缺陷的性質(zhì),若認(rèn)定是剖囗未熔合缺陷,這些缺陷的取向應(yīng)與焊縫的對(duì)接剖囗面吻合,按照ASME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范未熔合缺陷可直接評(píng)為不合格。用超聲波進(jìn)行測(cè)定時(shí),由于DAC曲線是Φ5.6長(zhǎng)橫孔制成,缺陷的波幅值接近DAC曲線,可估計(jì)這些缺陷的自身高度為6mm左右,對(duì)有一定尺寸的缺陷,超聲波檢測(cè)可以較好地判明取向,測(cè)定方法為,選定與預(yù)先測(cè)定的缺陷深度接近的線聚焦K1探頭,在自身高度范圍內(nèi)選定兩點(diǎn)A和B,對(duì)應(yīng)的深度值分別為d1和d2見所示,用探頭在兩側(cè)分別找到A和B點(diǎn),測(cè)出探頭在探測(cè)面上的移動(dòng)距離分別為ΔL1和ΔL2,再比較兩者的數(shù)值。 ①若ΔL1=ΔL2,表明缺陷是垂直取向。 ②若ΔL1≠ΔL2,表明缺陷是傾斜取向。 ③對(duì)傾斜缺陷可按公式(1)計(jì)算傾斜角度θ。 計(jì)算公式為:g12121L-(d-d)td-dgtβθ=Δ×(1)其中K=tgβ=1. 通過(guò)選擇有代表性且數(shù)值較大的3處測(cè)定,經(jīng)判斷是傾斜缺陷,傾斜角θ≈18°。綜合檢測(cè)數(shù)據(jù)信息,可知缺陷是位于根部第一道焊縫與第二道焊縫之間,缺陷的走向沿焊縫,傾斜取向接近剖囗,很有可能是未熔合缺陷,同時(shí)按指示長(zhǎng)度評(píng)定也超過(guò)了19mm,根據(jù)焊縫ASME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范評(píng)定不合格。 3.2超聲波檢測(cè)與射線檢測(cè)驗(yàn)證比對(duì)這條焊縫制造時(shí)已經(jīng)過(guò)100的射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)和滲透檢測(cè),除了射線檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)返修記錄外,其它檢測(cè)結(jié)果都評(píng)為可接受,沒有缺陷的記錄。這幾種檢測(cè)方法都有優(yōu)缺點(diǎn)和局限性。對(duì)缺陷顯示方面,射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)和液體滲透檢測(cè)都比較直觀,A型超聲波檢測(cè)對(duì)缺陷的顯示就不直觀。對(duì)缺陷在焊縫中的深度位置確定方面,射線檢測(cè)就較難確定,磁粉檢測(cè)和液體滲透檢測(cè)只針對(duì)表面缺陷,超聲波檢測(cè)在這方面不成問(wèn)題。對(duì)內(nèi)部缺陷發(fā)現(xiàn)的靈敏度方面,射線檢測(cè)和超聲波檢測(cè)具有各類形缺陷的發(fā)現(xiàn)能力,尤其對(duì)厚度較大的工件探傷時(shí),超聲波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)危害性缺陷的能力就好于射線檢測(cè),只有當(dāng)這兩種方法分別檢查合格時(shí)才能認(rèn)可。超聲波檢測(cè)結(jié)果雖然有時(shí)解釋不了射線檢測(cè)的結(jié)果,但是兩者有可能同時(shí)發(fā)現(xiàn)同樣的危害性缺陷,由于這條焊縫只有在射線檢測(cè)中出現(xiàn)缺陷記錄,因此射線檢測(cè)與超聲檢測(cè)結(jié)果須進(jìn)行驗(yàn)證比對(duì)。 為了驗(yàn)證超聲波檢測(cè)結(jié)果,核查了所有的C2焊縫底片,在制造時(shí)原始評(píng)片記錄中,發(fā)現(xiàn)C2焊縫上有橫裂的7處,有未熔合的3處,有條渣的2處,從廠家對(duì)這些缺陷的返修處理記錄可以看出,缺陷的返修深度超過(guò)了根部位置。并通過(guò)比較獲得了可喜的發(fā)現(xiàn),在返修的原始底片中未熔合和條渣的影像特征很相似,而且缺陷的位置也相近。另外還查到5張未作返修的底片上,出現(xiàn)類似的未熔合或條渣的影像特征,缺陷在底片上的位置和已返修片上的相近。立即找到確定問(wèn)題的突破囗進(jìn)行核實(shí),可以與超聲波檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)照,第一個(gè)發(fā)現(xiàn)射線底片上這類缺陷的位置與超聲波檢測(cè)查到的超標(biāo)缺陷在掃查面上的位置吻合。第二個(gè)需要突破的是有問(wèn)題的5張底片上可疑缺陷會(huì)不會(huì)就在超聲波檢測(cè)的結(jié)果中,我們要求廠家現(xiàn)場(chǎng)對(duì)拍攝底片進(jìn)行復(fù)位,因廠家在罐體C2焊縫上沒有拍攝鋼印標(biāo)記,認(rèn)定位置不準(zhǔn)確,結(jié)果無(wú)法復(fù)位拍攝時(shí)的真實(shí)底片位置,但得出有可能用射線檢測(cè)方法驗(yàn)證出超聲波檢測(cè)所發(fā)現(xiàn)的缺陷。 為了進(jìn)一步說(shuō)明超聲波檢測(cè)結(jié)果可信,用射線檢測(cè)方法對(duì)有缺陷的部位進(jìn)行了檢測(cè),我們知道對(duì)于83mm厚的焊縫,射線檢測(cè)合格,超聲波檢測(cè)就不一定合格,兩者不可代替。用射線檢測(cè)去認(rèn)證發(fā)現(xiàn)超聲波(超聲波清洗)檢測(cè)的缺陷存在偶然性,但有可能出現(xiàn)射線檢測(cè)和超聲波檢測(cè)均能發(fā)現(xiàn)的缺陷,因此選定5個(gè)帶有超聲波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的缺陷部位進(jìn)行Ir192射線源外透照,結(jié)果其中有一部位底片上出現(xiàn)缺陷顯示,和超聲波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的缺陷位置吻合,缺陷性質(zhì)為未熔合,缺陷顯示長(zhǎng)度為56mm,按ASME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行評(píng)定不合格。從而廠家和各方面都接受了超聲波檢測(cè)結(jié)果,業(yè)主同意由廠家進(jìn)行返修處理。 4缺陷的確認(rèn)與清除廠家制訂了缺陷的返修方案和計(jì)劃,返修方案主要內(nèi)容包括范圍、適用法規(guī)、人員要求、缺陷的劃線標(biāo)明、缺陷的清除方法、缺陷清除時(shí)的打磨開囗形狀尺寸要求、缺陷清除過(guò)程的檢測(cè)確認(rèn)與記錄、返修的焊接工藝、返修過(guò)程的各種無(wú)損檢測(cè)方法與檢測(cè)作業(yè)指導(dǎo)、焊后熱處理和水壓試驗(yàn)等。 我方對(duì)廠家的返修工作進(jìn)行了全過(guò)程監(jiān)督檢驗(yàn),特別是缺陷的確認(rèn)是一個(gè)重點(diǎn),確認(rèn)時(shí)優(yōu)先考慮采用液體滲透檢測(cè)方法,主要選擇考慮:⑴返修時(shí)打磨開囗在不銹鋼復(fù)合層側(cè),不能實(shí)施磁粉檢測(cè),也無(wú)法有效地磁化返修部位。 ⑵磁粉檢測(cè)時(shí),對(duì)發(fā)現(xiàn)表面或近表面的不連續(xù)性有一定要求,主要為缺陷方向與磁場(chǎng)方向能否形成表面漏磁場(chǎng),若打磨剖囗面與缺陷面形成平行時(shí),會(huì)漏檢。一旦缺陷變成點(diǎn)狀,磁粉效果也不好。 ⑶滲透檢測(cè)具有能發(fā)現(xiàn)各個(gè)方向的缺陷特點(diǎn),點(diǎn)狀缺陷的顯示也較好于磁粉檢測(cè)。 ⑷打磨清除過(guò)程中,缺陷一定要形成表面缺陷,可以進(jìn)行外觀觀察認(rèn)定,這為滲透檢測(cè)的實(shí)施提供了前提條件,即便打磨會(huì)封堵缺陷表面開囗,但仍會(huì)形成間斷的缺陷顯示,符合缺陷打磨根除的要求。 在對(duì)所有清除到一定深度位置的缺陷部位進(jìn)行滲透檢測(cè)時(shí),均能得到缺陷顯示,為一條線上的間斷顯示或完整的線狀顯示,在做滲透檢測(cè)前這些缺陷肉眼是無(wú)法看見,根除至無(wú)缺陷顯示時(shí),缺陷的打磨深度為5mm~10mm,見到完整的線性缺陷顯示最長(zhǎng)的為100mm,可定性為未熔合缺陷,再現(xiàn)了超聲波檢測(cè)記錄的缺陷情況,也說(shuō)明這次所做的超聲波檢測(cè)結(jié)果完全正確。 例舉部分這次滲透檢測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)見證照片。從中可看到未熔合缺陷的滲透顯示,打磨的情況,超聲波檢測(cè)標(biāo)定缺陷部位與滲透檢測(cè)顯示的缺陷部位的比較情況。 5缺陷的原因5.1焊工執(zhí)行焊接工藝紀(jì)律不嚴(yán)按焊接工藝要求當(dāng)焊接一道工序后就必須清理焊渣,若反面根部清渣未清徹底或第一道焊完后剖囗邊緣焊渣未清理干凈將被第二道焊縫覆蓋,就會(huì)形成未熔合缺陷,這次發(fā)現(xiàn)的未熔合缺陷是位于根部第一焊道與第二焊道之間的缺陷,由焊工未嚴(yán)格清渣造成。 5.2無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量失控對(duì)焊縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)就是控制與評(píng)定焊縫的焊接質(zhì)量,可查出焊縫中不符合質(zhì)量要求的缺陷,通過(guò)返修使焊縫達(dá)到質(zhì)量要求。但無(wú)損檢測(cè)的質(zhì)量失控,一旦焊縫中真有問(wèn)題,就會(huì)漏檢,使焊縫的質(zhì)量無(wú)法即時(shí)修正。經(jīng)審定廠家編制的無(wú)損檢測(cè)工藝規(guī)范比較合理全面,對(duì)V522壓力容器焊縫檢查時(shí)采用了射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)和滲透檢測(cè)的無(wú)損檢測(cè)方法,能全面保證發(fā)現(xiàn)焊縫中可能出現(xiàn)的各類缺陷。檢測(cè)的比例和檢查的部位均符合ASME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。這次未熔合缺陷會(huì)漏檢問(wèn)題在于無(wú)損檢測(cè)人員出差錯(cuò),射線檢測(cè)人員在評(píng)片時(shí)漏評(píng),對(duì)未熔合缺陷定性混亂,缺陷返修時(shí)沒有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn),對(duì)檢測(cè)方法的局限性了解不夠。表面探傷人員對(duì)根部清根部位進(jìn)行檢測(cè)時(shí)和超聲波檢測(cè)人員對(duì)焊縫全面檢測(cè)時(shí),都沒有發(fā)現(xiàn)未熔合缺陷問(wèn)題,是超聲波檢測(cè)人員的失誤。 為減少失誤,做好防患工作,應(yīng)加強(qiáng)檢驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量的管理和控制,提高無(wú)損檢測(cè)人員檢測(cè)能力水平非常必要。 6結(jié)論通過(guò)這起進(jìn)囗壓力容器檢驗(yàn)案例分析,充分認(rèn)識(shí)到為了保證特種設(shè)備的使用安全,維護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)利益,在不平等對(duì)待國(guó)內(nèi)和國(guó)外制造的壓力容器條件下,必須采取有效措施加強(qiáng)進(jìn)囗特種設(shè)備的安全性能檢驗(yàn),一定要防止國(guó)外廠商降低產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)要求,或者對(duì)出囗到我國(guó)的設(shè)備出現(xiàn)制造和檢驗(yàn)質(zhì)量失控現(xiàn)象。同時(shí)作為今后開展工作的借鑒,防止類似事件發(fā)生。 超聲波檢測(cè)與其他檢測(cè)的比對(duì) |