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氣化爐無損檢測(cè)

文檔作者：薛福連文檔來源：遼中縣遼河化工廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年08月18日
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第39卷第4期
2010年7
石油化工設(shè)備
PETR0一CHEMICAL EQUIPMENT
VoL 39 No．4
July． 2010
文章編號(hào)：1000—7466(2010)04—0085—03
氣化爐無損檢測(cè)
薛福連
(LI中縣遼河化工廠，遼寧遼中110200)
摘要：氣化爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無損檢測(cè)具有一定難度，對(duì)其無損檢測(cè)過程進(jìn)行了簡單闡述。
關(guān)鍵詞：氣化爐；無損檢測(cè)；汽輪機(jī)組循環(huán)熱效率；冷卻水管
中圖分類號(hào)：TQ 050．6；TG 115．28 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B
NOndestructiVe Testing of Gasifier
XUE Fu-lian
(Liaozhong Chemical Engingeering Corporation， Liaozhong 1 10200，China)
Abstract：As the structure of gasifier being complicated，its nondestructive is difficult．The de—
tail nondestructive process was described．
Key words：gasifier；nondestructive；the circulation ratio of steam turbine；cooling water tube
(5)焊接工藝評(píng)定在焊接工藝評(píng)定時(shí)，必須使
用原材料，焊接位置和條件等應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)盡量一致，以
利于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物焊接質(zhì)量。按焊接工藝評(píng)定進(jìn)行
現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定化熱處理時(shí)，必須保證焊縫各項(xiàng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)
與金相組織符合規(guī)范要求。
(6)嚴(yán)格控制水蒸氣等的cl一含量 保溫應(yīng)選
用低氯含量的材料，并外加防護(hù)層，避免雨水等液體
水直接淋到管子上。
(7)監(jiān)督和檢查要對(duì)集合管、爐管等加強(qiáng)檢查
與監(jiān)測(cè)，有條件時(shí)建議請(qǐng)專家對(duì)制氫裝置轉(zhuǎn)化爐頻
繁開停對(duì)設(shè)備的影響進(jìn)行評(píng)估。
5 結(jié)語
改造后的集合管使用良好，說明此改造方案可
行，可為同類設(shè)備設(shè)計(jì)、運(yùn)行提供一定借鑒。
參考文獻(xiàn)：
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版社，1992：204．
(許編)
收稿日期：2010-02—08
作者簡介：薛福連(1948一)，男，高級(jí)工程師，學(xué)士，從事石油化工設(shè)備技術(shù)工作。
石油化工設(shè)備 2010年第39卷
某公司為沈陽市煤氣工程生產(chǎn)的03 800 mm
的加壓氣化爐，在無損檢測(cè)時(shí)存在兩大技術(shù)難點(diǎn)：①
射線檢測(cè)。此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、形狀異常特殊，通
常的射線檢測(cè)難以滿足技術(shù)要求。為了完成特殊部
位的射線檢測(cè)，必須制作專用工裝卡具并通過試驗(yàn)
制定相應(yīng)的照相工藝。②超聲波檢測(cè)。氣化爐焊接
接頭有非對(duì)稱形式及Y形節(jié)點(diǎn)焊接接頭，此時(shí)，超
聲波反射信號(hào)比較難以判定，如何準(zhǔn)確定位也存在
難點(diǎn)。
JB 473O一94《壓力容器無損檢測(cè)》規(guī)定_1]，僅在
接管內(nèi)徑大于200 mm 時(shí)才能進(jìn)行超聲波檢測(cè)。在
實(shí)際工程中，對(duì)于接管內(nèi)徑大于200 mm 的管座角
焊縫，需要增加超聲波檢測(cè)以加強(qiáng)質(zhì)量控制。為確
保03 800 mm 加壓氣化爐的產(chǎn)品質(zhì)量，制定了特殊
的無損檢測(cè)方案，文中對(duì)此進(jìn)行了簡單介紹。
1 特殊結(jié)構(gòu)部件射線照相工藝的制定
針對(duì)該產(chǎn)品復(fù)雜而特殊的結(jié)構(gòu)，反復(fù)研究后制
訂了切實(shí)可行、符合標(biāo)準(zhǔn)要求的弧形探傷工藝?；?
形板射線檢測(cè)布置見圖1，弧形斜錐的射線檢測(cè)布
置見圖2，斜錐的射線檢測(cè)布置見圖3。
圖1中，選用Ir 射線源，其位置位于弧形板
處，采用類似周向曝光技術(shù)。在RT(1)位置，焦距
為1 600 mm，一次射線透照可以實(shí)現(xiàn)7條縱縫探傷
檢查。在RT(2)位置，焦距為1 000 mm，一次射線
透照可以實(shí)現(xiàn)2張直段探傷檢查。在RT(3)位置，
焦距為600 mm。
圖2中，選用Ir 蛇射線源，其位置位于弧形斜錐
處。經(jīng)過對(duì)該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)反復(fù)核算后，采用縱縫周向
曝光技術(shù)，一次完成全部焊接接頭的射線檢測(cè)，且各
項(xiàng)指標(biāo)均可以達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
圖3中，選用Ir 射線源，其位置位于斜錐處。
在RT(1)位置，焦距為1 600 mm，對(duì)每條縱縫的
上部實(shí)施射線檢測(cè)，此位置布置1張底片。在RT
(2)位置，焦距為1 350 mm，對(duì)每條縱縫的中部實(shí)
施射線檢測(cè)，此位置布置3張底片。在RT(3)位
圖1 弧形板透照布置示意圖
置，焦距為1 700 mm，對(duì)每條縱縫的底部直段和弧
段實(shí)施射線檢測(cè)，底部布置4張底片，弧段布置1張
底片。
由于斜錐斜度較大且底部存在弧部，為了保證
厚度透照比以及底片黑度的均勻化，特將斜錐分成
3段進(jìn)行透照，采用類似于環(huán)縫的周向曝光技術(shù)可
以完成該斜錐體的檢測(cè)。
萎I
／／
圖2 弧形斜錐透照布置示意圖
圖3 斜錐透照布置不意圖
2 超聲波試塊的設(shè)計(jì)加工
文獻(xiàn)[1]第8．1條規(guī)定，對(duì)接焊縫用試塊為
CSK—IA、CSK一ⅡA、CSK一ⅢA及CSK一ⅣA，其檢測(cè)
面均為平面。氣化爐內(nèi)外筒的A、B類焊縫的檢測(cè)
面均為曲面，有的部位曲率半徑很小，且既有凹面也
有凸面。為了克服曲面探傷帶來的聲耦合差與定位
誤差大的缺陷，特此設(shè)計(jì)了系列 2 mm×40 mm 的
人工反射體曲面試塊。
文獻(xiàn)[1]中，接管角焊縫在接管內(nèi)徑大于
200 mm時(shí)才能實(shí)施超聲波檢測(cè)。義馬煤氣工程設(shè)
計(jì)要求為，接管內(nèi)徑小于200 mm 的插入式接管角
焊縫應(yīng)當(dāng)盡可能地實(shí)施超聲波檢測(cè)。
為了克服曲面探傷帶來的聲耦合差、較大的定
位誤差并繪制不同靈敏度下的距離一波幅曲線，為此
設(shè)計(jì)了曲率半徑分別為R40 mm、R6o mm、RS0 mm
及R100 mm，且配制不同聲程的 2 mm、O3 mm及
6 mm曲面平底孔試塊，可以滿足接管內(nèi)徑為72
～ 2O0 mm 的插入式接管角焊縫的超聲波檢測(cè)
要求。
第4期 薛福連：氣化爐無損檢測(cè) · 87 ·
3 超聲波探頭設(shè)計(jì)
氣化爐的接管角焊縫結(jié)構(gòu)各異，規(guī)格不一，對(duì)探
頭的綜合性能要求比較高。按照文獻(xiàn)[1]要求，該類
焊縫的超聲波檢測(cè)以直探頭檢測(cè)為主。
直探頭可分為單直探頭和雙直探頭。單直探
頭有硬質(zhì)保護(hù)膜，為了改善聲耦合條件，只能采用
小直徑的晶片。為了獲得良好的聲束指向性，宜
采用高頻率。雙直探頭的延遲塊為有機(jī)玻璃，可
以修磨成與探測(cè)面相同的曲率，聲耦合條件大為
改善。
為了適應(yīng)不同聲程缺陷的檢查能力，其晶片尺
寸、探頭頻率以及延遲塊高度都需要進(jìn)行綜合考慮。
為此完成了10P8Z、5P14Z、5P20Z、2．5P20Z的單直
探頭和2．5P10 X 12×2，5P10 X 12 X 2，2．5P 14，
2．5PO20雙直探頭的設(shè)計(jì)工作，可以完成氣化爐接
管角焊縫超聲波信號(hào)的識(shí)別與檢測(cè)任務(wù)。
4 法蘭與錐體不等厚度對(duì)接環(huán)焊縫的射線
檢測(cè)及超聲波檢測(cè)
法蘭與錐體不等厚度對(duì)接環(huán)焊縫結(jié)構(gòu)及超聲
波定位示意圖見圖4。與普通焊縫相比較，該不等
厚度對(duì)接環(huán)焊縫有以下特點(diǎn)：① 焊縫熔池中心線
與板厚方向不一致(角度40。)，由此造成射線檢測(cè)
時(shí)射線束與膠片不垂直。② 焊縫熔池上下、左右
不對(duì)稱。③ 外焊縫的余高基本磨平，外輪廓在底
片上辨認(rèn)困難。由此給射線檢測(cè)的對(duì)位、標(biāo)記、IQI
選擇及超聲波檢測(cè)信號(hào)的識(shí)別、判定都帶來了很
大的困難。
圖4 法蘭與錐體不等厚度對(duì)接環(huán)焊縫結(jié)構(gòu)
及超聲波定位示意圖
針對(duì)以上特殊情況，在射線檢測(cè)中，為了準(zhǔn)確對(duì)
位以及獲得良好的投影關(guān)系，采用了4 MeV直線加
速器進(jìn)行激光對(duì)位。由于焊縫的實(shí)際透照厚度為
73／sin40。一114 mm，但按照焊縫厚度定義，焊縫厚
度應(yīng)為73 mm。在選擇IQI象質(zhì)指數(shù)與圓形缺陷的
等級(jí)評(píng)定時(shí)，應(yīng)當(dāng)以焊縫厚度73 mm為準(zhǔn)。通過以
上分析，并認(rèn)真研究了該投照條件下的投影關(guān)系，獲
取了符合文獻(xiàn)Eli要求的底片。
超聲波檢測(cè)的檢測(cè)面選擇為外表面，由于熔池
左右不對(duì)稱，為了正確分析評(píng)定超聲波信號(hào)，進(jìn)行了
定位修正，有下式成立：
h ：h／sin40。一1．56 h
L 一L+ ctg40。一L+ 1．19 h
由上式可以看出，定位修正的計(jì)算公式與探頭
的K值無關(guān)。在實(shí)際探傷時(shí)，選取K一1．5和K一
2．0兩種角度的單斜探頭，以利于檢測(cè)出各種方向
的缺陷。
5 氣化爐上封頭軸套管的超聲波檢測(cè)
氣化爐上封頭形式為蝶形，內(nèi)徑為4 000 mm，
名義厚度73 mm。軸套管規(guī)格為 35 mm ×
50 mm，為非徑向插入式接管，屬于Y形節(jié)點(diǎn)焊縫，
其焊縫截面的形狀隨著其相關(guān)線的位置不同而在發(fā)
生陣變化，超聲波定位十分困難。
為了獲取各部位的焊縫兩面角，國內(nèi)外都采取
作圖分析法。一般來講，從o：。O～6：00位置的7
個(gè)特殊截面的作圖過程大約需要花去2個(gè)熟練探傷
人員一天的工作時(shí)間。而對(duì)于任意截面，用作圖法
更是無法實(shí)現(xiàn)。為此，本次氣化爐上封頭軸套管的
超聲波檢測(cè)采用了數(shù)學(xué)矢量法和作圖法相結(jié)合的方
法，實(shí)現(xiàn)了該焊縫超聲波信號(hào)的識(shí)別、判定、缺陷定
位及驗(yàn)收。
6 結(jié)語
此次氣化爐的無損檢測(cè)具有一定的特殊性，采
用了非對(duì)稱對(duì)接焊縫的定位修正以及Y形節(jié)點(diǎn)的
超聲波檢測(cè)新手段，完成了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的檢測(cè)，取得了
較好的經(jīng)濟(jì)效益，可為類似產(chǎn)品的無損檢測(cè)提供良
好的借鑒作用。
參考文獻(xiàn)：
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(許編)

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