压力容器焊接接头怎么检测(无损检测)
一、压力容器焊接接头无损检测时机和方法选择
1.压力容器焊接接头无损检测时机
压力容器焊接接头的无损检测是压力容器制造过程中最重要的检测工作,《压力容器安全技术监察规程》规定压力容器焊接接头的无损检测必须在外形尺寸和外观质量检查合格后方可进行。有延迟裂纹倾向的材料应在焊接完成24小时后进行;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。
2.检测方法的选择
压力容器制造单位应根据设计图样和有关标准的规定选择检测方法和检测长度。其检测方法的选择原则是:
(1)压力容器壁厚小于等于38mm时,其对接接头应采用射线检测;由于结构原因,不能采用射线检测时,允许采用可记录的超声波探伤仪检测。对容器直径不超过800mm的圆筒与封头的最后一道环向封闭焊缝,当采用不带垫板的单面焊对接接头,且无法进行射线或超声波探伤仪检测时,允许不进行检测,但需采用气体保护焊打底。
(2)压力容器壁厚大于38mm时(或小于等于38mm,但大于20mm且使用材料抗拉强度规定值下限大于等于540MPa时,其对接接头如采用射线检测,则每条焊缝还应附加局部超声检测;如采用超声波探伤仪检测,则每条焊缝还应附加局部射线检测。无法进行射线检测或超声波探伤仪检测时,应采用其他检测方法进行附加局部无损检测。附加局部无损检测应包括所有的焊缝交叉部位。
(3)对有无损检测要求的角接接头、T形接头,不能进行射线检测或超声波探伤仪检测时,应做100%表面无损检测。
(4)铁磁性材料压力容器表面无损检测应优先选用磁粉检测。
注:由于篇幅所限,此处仅以《压力容器安全技术监察规程》和GB 150对压力容器无损检测要求进行编写,其他法规、标准对压力容器无损检测要求详见本书第十章。
二、压力容器对接焊接接头的无掘检测的比例和验收合格指标
压力容器对接焊接接头的无损检测的比例,一般分为全部(100%)和局部(大于等于20%)两种。对铁素体钢制低温压力容器,局部无损检测的比例应大于或等于50%。
压力容器对接焊接接头的质量对压力容器安全使用有着重要的影响,当对接焊接接头的材料焊接性能差,产生缺陷的可能性就大;焊接厚度大时会增加焊接的难度,容易出现焊接缺陷。《压力容器安全技术监察规程》、GB 150《钢制压力容器》中规定的无损检测比例是根据容器的制造条件和使用条件确定。例如,压力容器中的介质危害性较大,压力较高,一旦发生事故,其危害程度较大,从安全使用的角度应减少缺陷存在引起事故发生的可能性,所以,对这类压力容器的对接焊接接头规定进行全部(100%)射线或超声检测。
1.GB 150《钢制压力容器》规定凡符合下列条件之一的容器及受压元件,需采用图样规定的方法,对其A类和B类焊接接头,进行百分之百射线或超声检测:
(1)钢材厚度85 >30mm的碳素钢、16MnR;
(2)钢材厚度8> 25mm的15MnVR、15MnV、20MnMo和奥氏体不锈钢;(3)标准抗拉强度下限值o. >540MPa钢材(6 ~8mm15MnVR除外);
(4)钢材厚度8>16mm的 12CrMo、15CrMoR、15CrMo;其他任意厚度的Cr -Mo低合金钢;
(5)进行气压试验的压力容器;
(6)图样注明盛装毒性为极度危害或高度危害介质的压力容器;(7)图样规定须100%检测的压力容器;
(8)多层包扎压力容器内筒的A类焊接接头;(9)热套压力容器各单层圆筒的A类焊接接头。
(9)热套压力容器各单层圆筒的A类焊接接头。
2.《压力容器安全技术监察规程》规定凡符合下列条件之一时,压力容器的对接接头,必须进行全部射线或超声检测:
(1)GB 150或GB151等标准规定进行全部射线或超声检测的压力容器;(2)第三类压力容器;
(3)第二类压力容器中易燃介质的反应压力容器和储存压力容器;(4)设计压力大于5.0MPa的压力容器;
(5)设计压力大于等于0.6MPa的管壳式余热锅炉;
(6)设计选用的焊接接头系数为1.0的压力容器(无缝管制筒体除外);(7)疲劳分析设计的压力容器;
(8)采用电渣焊的压力容器;
(9)使用后无法进行内外部检验或耐压试验的压力容器;(10)符合下列之一的铝、铜、镍、钛及其合金制造压力容器:
a.介质为易燃或毒性为极度、高度、中度危害的;
b.采用气压试验的;
c.设计压力大于等于1.6MPa的。
3.除上述规定以外的对接焊接接头,允许对其A类及B类焊接接头进行局部的射线或超声检测。检测的方法按图样规定。检测长度不得少于各条焊接接头长度的20%且不小于250mm。对于铁素体钢低温容器,局部检测的比例应大于等于50%。局部检测的部位由制造单位检验部门根据实际情况指定。但所有焊缝交叉部位及以下部位应全部检测(应当指出的是,焊接接头的局部无损检测是在保证焊接质量的基础上用抽查的方法来代替全部无损检测,容器制造厂不仅要保证抽查部分的焊接质量,同样也要保证没有抽查部分的焊接质量):
(1)开孔区将被其他元件覆盖的焊缝部分必须进行射线检测;
(2)先拼板后成形封头上的所有拼接接头;
(3)凡被补强圈、支座、垫板、内件等所覆盖的焊接接头;
(4)以开孔中心为圆心,1.5倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊接接头;(5)嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的焊接接头;
(6)公称直径不小于250mm的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的焊接接头。
4.合格级别
压力容器的无损检测按JB/T 4730 - 2005《承压设备无损检测》执行。对压力容器对接接头进行全部(100%)或局部(≥20%或≥50%)无损检测:对于局部无损检测的当采用射线检测时,其透照质量不应低于AB级,其合格级别为不低于Ⅲ级,且不允许有未焊透;当采用超声检测时,其合格级别为不低于Ⅱ级。
对GB 150 ( 10.8.2.1条)、GB 151等标准中规定进行全部 (100%)无损检测的压力容器、第三类压力容器、焊接接头系数取1.0的压力容器(无缝管制筒体除外)以及无法进行内外部检验或耐压试验的压力容器,其对接接头进行全部(100%)无损检测:当采用射线检测时,其透照质量不应低于AB级,其合格级别为Ⅱ级;当采用超声检测时,其合格级别为Ⅰ级。
三、拼接管板、堆焊管板、拼接的换热管、拼接法兰、拼接补强圈等受压元件无损检测要求
1.拼接管板无损检测要求(GB 1516.4.1条的规定)
100% RT或100% UT检测,按JB/T4730 -2005 RT检测不低于Ⅱ级或UT检测不低于Ⅰ级为合格。
注:除不锈钢外,拼接后管板应作消除应力热处理。
2.堆焊管板无损检测要求(GB 151 6.4.3条的规定)
按JB/T 4730 -2005进行表面检测,检测结果不得有裂纹、成排气孔,缺陷不得超过级。3.拼接的换热管无损检测要求
(1)按GB 151 -1999 6.3.3 b)规定“同一根换热管的对接焊缝,直管不得超过一条;U形管不得超过二条;最短管长不应小于300mm;包括直管段的U形管段不得有拼接焊缝。
(2)按GB 151 - 1999 6.3.3 f)规定“对接接头应进行射线检测,抽查数量不少于接头总数的10%,且不少于一条,以JB/T 4730的Ⅲ级为合格;如有一条不合格时,应加倍抽查,再出现不合格时,应100%检查”。
4.拼接法兰无损检测要求
设备法兰拼接接头须经100%射线或超声检测。
GB 151-1999 4.3.2规定当采用钢板制造长颈法兰时,必须符合下列要求:
(1)钢板不得有分层等缺陷,且应按JB/T 4730进行超声检测,质量等级不低于Ⅲ级;
(2)应沿钢板潺制方向切割板条,经弯制对焊成圆环,并使钢板表面成为环的柱面;
(3)圆环的对接接头应采用全焊透结构;
(4)圆环对接接头应经焊后热处理及100%射线或超声检测;按JB/T 4730规定的射线检测Ⅱ级为合格,超声检测IⅠ级为合格。
5.拼接补强圈无损检测要求
按JB/T 4736-2002《补强圈》的规定“径向分块拼接的补强圈,只允许用于整体补强圈无法安装的场合,拼接焊妥后焊缝表面应修磨光滑并与补强圈母材平齐,并按JB/T 4730进行超声检测,Ⅱ级为合格”。
四、压力容器焊接接头的表面无损检测
1.GB 150规定凡符合下列条件之一的焊接接头,需按图样规定的方法,对其表面进行磁粉或渗透检测,以JB/T 4730中I级为合格。
a.材料标准抗拉强度下限值σb>540MPa的容器上的C类和D类焊接接头;
b.钢材厚度65>16mm的 12CrMo、15CrMoR、15CrMo;其他任意厚度的Cr -Mo低合金钢容器上的C类和D类焊接接头;
c.层板材料标准抗拉强度下限值σb>540MPa的多层包扎压力容器的层板C类焊接接头;
d.堆焊表面;
e.复合钢板的复合层焊接接头;
f.标准抗拉强度下限值σb>540MPa的材料及Cr-Mo低合金钢经火焰切割的坡口表面,以及该容器的缺陷修磨或补焊处的表面,卡具和拉筋等拆除处的焊痕表面;
g.凡需进行100%射线或超声检测的容器上公称直径小于250mm的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的焊接接头;
2.《压力容器安全技术监察规程》对表面无损检测合格指标的规定:检查结果不得有任何裂纹、成排气孔、分层,并应符合JB/T 4730标准中磁粉或渗透检测的缺陷显示痕迹等级评定的I级要求。
a有色金属制压力容器的表面无损检测应按相应的标准或设计图样规定进行;
b.临时吊耳和拉筋的垫板割除后留下的焊疤必须打磨平滑,并应按图样规定进行渗透检测或磁粉检测,确保表面无裂纹等缺陷;
c.公称直径小于250mm,其壁厚小于28mm 的接管对接接头仅做表面无损检测,其合格级别为JB/T 4730 - 2005规定的I级。
4.3.4.5 重复检测
经射线或超声检测的焊接接头,如有不允许的缺陷,应在缺陷清除干净后进行补焊,并对该部分采用原检测方法重新检查,直至合格。
进行局部射线或超声检测的焊接接头,如有不允许的缺陷,应在该缺陷两端的延伸部位增加检查长度,增加的长度为该焊接接头长度的10%,且不小于250mm;如仍有不允许的缺陷,则对该焊接接头进行100%检测。
磁粉与渗透检测发现的不允许缺陷,应进行修磨及必要的补焊,并对该部位采用原检测方法重新检测,直至合格。
