压力容器无损检测-多层包扎与带内衬压力容器的无损检测技术

　　多层包扎式压力容器是现代工业生产中使用最多的高压容器筒体结构形式之一。由于其制造条件较低、韧性好、脆性破坏的可能性小和安全性较高等优点,在国内得到大量应用,自1958年以来,一直是我国生产高压容器筒体的一种主要结构形式^[1]。这种容器的结构是由内筒及在其外面包扎的多层层板构成,封头一般采用球形封头,且一般无人孔。这种容器常用于存储高压氢气或氮气,一般规格为800mm×37mm(19 mm+6 mm×3)×9 150 mm,工作温度为常温。在制造过程中,对其对接焊缝内部缺陷选用射线检测;对焊缝表面缺陷选用磁粉检测,无法进行磁粉检测的焊缝应选用渗透检测。定期检验中以声发射和磁粉检测为主。

　　带内衬的压力容器在这里是指内衬为非金属隔热材料的容器。这类容器由于内部有衬里,其内表面无法检测,内衬的损坏程度对容器的安全运行至关重要,一般是决定容器是否大修的最主要因素。内衬的损坏及脱落,将使容器金属直接曝露在高温下,使强度降低,出现鼓包并迅速氧化,从而导致容器失效破坏。这种容器常用于石油化工行业中的催化剂再生作业,一般规格为6 700 mm/8 900 mm×24 mm/30 mm×35 150 mm,工作温度为120~180℃。这类容器在制造中除对所有对接焊缝应进行射线检测外,部分焊缝应进行超声检测抽查;对于焊缝表面缺陷则选用磁粉检测,无法进行磁粉检测的焊缝应选用渗透检测。这类容器在使用中容易产生内部衬里损坏,必须在线监测,主要采用红外热成像技术检测内衬的完好性。在定期检验时,焊缝外表面选用磁粉检测,角焊缝选用渗透检测;焊缝内表面及内衬挂钉角焊缝的开裂情况可采用超声检测。

　　1　多层包扎容器的无损检测技术

　　1.1　制造过程中的无损检测技术

　　1.1.1　制造工艺及容易产生的缺陷

　　多层包扎容器一般是由多个筒节组对焊接而成的筒体,每个筒节由内筒及在其外面层层包扎的多层层板构成,封头一般采用单层球形封头。首先进行的是筒节的内筒焊接,完成后进行第一层层板的包扎和焊接,再进行第二层层板的包扎和焊接,直至所有层板包扎焊接完毕,即完成了一个筒节的制造。所有筒节制造完成后进行组对焊接,最后与封头组对焊接^[2]。制造过程中容易出现的缺陷有夹渣、气孔、未焊透、未熔合及裂纹等焊接缺陷。这类容器的材质通常为16MnR,对焊缝内部缺陷一般采用射线或超声检测,对焊缝表面缺陷采用磁粉或渗透检测。

　　1.1.2　制造过程中的射线和超声检测

　　GB 150—1998《钢制压力容器》规定,多层包扎压力容器的内筒钢板应进行100%超声检测,检测方法和质量标准按JB 4730—1994《压力容器无损检测》要求进行,钢板质量等级应不低于Ⅱ级。超声检测时,若板厚≤20 mm,应选用晶片面积≮150 mm²的5 MHz纵波双晶直探头和阶梯标准试块;若板厚为20~250 mm,应选用14~25 mm或晶片面积≮200 mm²的2.5 MHz纵波单晶直探头和5 mm平底孔标准试块。