高含硫压力容器缺陷检测方法探究.pdfVIP

2022 年第5 期 特 种 设 备 安 全 技 术 ·7 · 高含硫压力容器缺陷检测方法探究 黄伟荣　邓　强　殷金泉 摘　要　高含硫压力容器在常温含水和二氧化碳介质中，容易产生分层（氢致开裂导致）、腐蚀减薄等缺陷，为了有效 检测高含硫压力容器所产生的缺陷，本文介绍相控阵超声检测、衍射时差法超声波检测、高频超声导波检测等无损检测新技术 原理和特点，选择2 台压力容器进行现场应用，最后通过金相分析和实体解剖验证方法的有效性。结果表明：衍射时差法超声 波检测能检出压力容器分层缺陷；高频超声导波检测粗扫查和相控阵超声检测定量检测相结合能检出压力容器腐蚀减薄缺陷。 关键词　高含硫压力容器　衍射时差法超声波检测　高频超声导波检测　相控阵超声检测 区深度和声束方向，提高检测分辨力、信噪比和灵敏度 0　引　言 等性能；真实几何结构成像技术：解决复杂几何构件检 压力容器在石油、化工等行业是主要生产设备，常 测难题、现场实时生成几何形状图象、轻松指出缺陷真 温环境下含硫、水和二氧化碳介质，容易产生腐蚀减薄、 实特征位置、实际检测结合工艺轨迹追踪、同步显示 A、 [8] 氢鼓包、氢致开裂、应力导向氢致开裂和硫化物应力腐 B、S、C、D、P、3D 扫描数据 。 蚀开裂等缺陷 [1] ，存在发生爆炸或泄露事故的安全隐患。 1.2　衍射时差法超声检测 因此，对压力容器缺陷进行检测显得尤为重要。 衍射时差法超声检测是一种通过超声波的尖端衍 目前，压力容器缺陷主要检测技术有射线检验、超 射来检测缺陷、通过波的传播时差来测量缺陷、通过 声检测、磁粉检测、渗透检测常规无损检测技术 [2] 。射 信号的图像化处理来显示缺陷的超声检测技术。通常是 线检测能检测埋藏缺陷，能确定缺陷平面投影位置、大 在焊缝两侧，将一对晶片尺寸、中心频率和折射率等 小和性质，可提供长期保存的直观图像；较难检测出细 参数相同的探头相向对称放置（入射角的范围通常是 小裂纹和层间未熔合缺陷，较难确定缺陷的深度位置和 45°～ 70°），一个作为发射探头，另一个作为接收探 自身高度，穿透厚度由射线能量确定[3]、[4] 。超声检测能 头。发射探头发射的纵波从侧面入射到被检焊缝断面， 检测出内部缺陷，面积型缺陷检出率较高，能确定缺陷 在无缺陷部位，接收探头收到时沿工件表面传播的直通 的位置，穿透力强；检测不直观、无法保存检测记录， 波和底面反射波；而在有缺陷存在时，在上述两波之间， 较难定性，得到缺陷大小为相对尺寸，由于表面近场区 接收探头会接收到缺陷上端部和下端部的衍射波 [9] 。通 干扰，适用于厚度大于 6mm 容器检测 [5] 。磁粉检测适用 过测量衍射波传播时间，按照几何声学的原理可以计算 于铁磁性材料表面开口缺陷和近表面缺陷检测 [6] 。渗透 出缺陷的尺寸和位置，如图 1 所示。理论和实验证明， 检测适用于表面开口缺陷检测 [7] 。常规无损检测由于方 如果两个衍射信号的相位相反，则在两个信号间一定存 法适用性、结构限制等原因，对于高含硫缺陷检测不如 在一个连续不间断的缺陷，因此识别相位变化对于评定 相控阵超声检测、衍射时差法超声波检测、高频超声导 缺陷尺寸非常重要。 波检测等新技术高效和适用。 1　缺陷检测方法介绍 1.1　超声相控阵检测 根据设定的延迟法则激发阵列探头各独立压电晶片 （阵元），合成声束并实现声束的移动、偏转和