球形儲(chǔ)罐無損檢測(cè)技術(shù)綜述

球形儲(chǔ)罐無損檢測(cè)技術(shù)綜述

壓力容器按幾何形狀分類，包括球形容器、圓形容器、錐形容器和組合形容詞。與其它形狀的壓力容器相比,球形容器由于其幾何形狀的中心對(duì)稱性,因此受力最均勻,在相同的壁厚條件下,球形容器的承載能力最高,反之,在同樣的內(nèi)壓條件下,球形容器所需要的壁厚最薄;在相同的容積條件下,球形容器的表面積最小;因此,在儲(chǔ)存相同壓力和體積物料的條件下,采用球形容器最節(jié)約鋼材,而且占地面積最小。鑒于球形容器的上述特點(diǎn),目前國內(nèi)外主要采用球形儲(chǔ)罐來儲(chǔ)存各種氣體和液化氣體,在石油、化工、冶金和城市燃?xì)夤?yīng)等方面得到廣泛使用。最常見的為石化廠的石油液化氣和液態(tài)乙烯等烯烴球罐,城市供氣的大型天然氣和煤氣球罐,化肥廠的液氨球罐,煉鋼廠的氧氣、氮?dú)夂蜌鍤馇蚬薜?最常用的公稱容積為50,120,200,400,1000,2000,5000,8000和10000m3等;國內(nèi)常用的材料為20R,16MnR,15MnVR和15MnVNR鋼,也有許多從日本進(jìn)口球罐采用的材料為SPV36,壁厚一般在20～50mm,30mm左右的最多。根據(jù)2003年的統(tǒng)計(jì),我國擁有容積≥50m3的球罐5800多臺(tái)。球形容器的結(jié)構(gòu)由球殼和支座兩部分組成,球殼由許多塊球瓣組焊而成,球瓣的拼接方式一般有足球式分瓣和橙皮式分瓣兩種。國內(nèi)建造的球形儲(chǔ)罐大部分為橙皮式分瓣,通常將球面比照地球分為五部分,即赤道帶、南溫帶、北溫帶、南極板(即底版)和北極板(即頂板)。支座的形式主要有支柱和裙座兩類,一般小型球形容器采用裙座式,>50m3的球罐采用赤道正切支柱式。由于球形儲(chǔ)罐的幾何尺寸很大,再加上運(yùn)輸?shù)南拗?其制造過程為先在壓力容器制造廠壓好球瓣,預(yù)焊好支柱,然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行總體組裝,因此采用的無損檢測(cè)方法必須適于現(xiàn)場(chǎng)操作。球形儲(chǔ)罐在使用過程中,內(nèi)部易受介質(zhì)的影響,外部易受大氣環(huán)境的影響,某些情況下可產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂;球罐支柱的角焊縫是應(yīng)力集中最大的部位,也是在用檢驗(yàn)的重點(diǎn)。本文根據(jù)球形儲(chǔ)罐制造、安裝和使用的特點(diǎn),綜述了在不同階段采用的無損檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)。1球殼用鋼板的檢測(cè)工藝球形儲(chǔ)罐在工廠的制造工藝過程包括球殼鋼板的切割及壓制成型,人孔、接管和支柱的焊接等;在工廠制造過程中對(duì)無損檢測(cè)的要求為球殼鋼板的超聲檢測(cè),球殼板坡口的磁粉或滲透檢測(cè),人孔、接管和支柱焊縫的磁粉或滲透檢測(cè);檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為JB4730—1994《壓力容器無損檢測(cè)》。對(duì)球殼用鋼板進(jìn)行超聲檢測(cè)的主要目的是發(fā)現(xiàn)板材在冶煉和軋制過程中產(chǎn)生的白點(diǎn)、裂紋和分層等缺陷。并非所有球殼用鋼板都需超聲檢測(cè),GB12337—1998《鋼制球形儲(chǔ)罐》規(guī)定,凡符合一定條件的球殼用鋼板,必需逐張進(jìn)行超聲檢測(cè),即①厚度≥30mm的20R和16MnR鋼板。②厚度≥25mm的15MnVR和15MnVNR鋼板。③厚度≥20mm的16MnDR和09Mn2VDR鋼板。④調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨的鋼板。⑤上下極板和與支柱連接的赤道板。鋼板超聲檢測(cè)選用縱波直探頭,6～20mm厚的鋼板需選用晶片面積≮150mm2的5MHz雙晶直探頭,檢測(cè)用試塊為臺(tái)階標(biāo)準(zhǔn)試塊;20～250mm厚的鋼板需選用的直徑為?14～25mm的圓晶片,或面積≮200mm2的方晶片2.5MHz單晶直探頭,檢測(cè)用試塊為?5mm平底孔標(biāo)準(zhǔn)試塊。鋼板的超聲檢測(cè)按JB4730的規(guī)定,熱軋、正火狀態(tài)供貨的鋼板質(zhì)量等級(jí)應(yīng)不低于Ⅲ級(jí),調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨的鋼板質(zhì)量等級(jí)應(yīng)不低于Ⅱ級(jí)。鋼板在切割好后,球殼板周邊<100mm內(nèi)應(yīng)進(jìn)行100%超聲檢測(cè),檢測(cè)工藝與上述要求相同。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值σb>540MPa的鋼材,氣割坡口表面應(yīng)進(jìn)行磁粉或滲透檢測(cè)。另外,還要對(duì)人孔、接管和支柱焊縫的表面進(jìn)行磁粉或滲透檢測(cè)。2帶組裝法焊接工藝球形儲(chǔ)罐在現(xiàn)場(chǎng)的組裝方法主要有散裝法和球帶組裝法等。散裝法是在安裝基礎(chǔ)上安妥支柱,然后將單塊或多塊組焊好的球瓣進(jìn)行吊裝;球帶組裝法是先將球瓣在平臺(tái)上按不同的球帶分別組裝,并完成縱縫的焊接,然后再將球帶組裝成整球,焊接環(huán)縫。與壓力容器制造車間相比,球罐的現(xiàn)場(chǎng)組裝采用手工焊,環(huán)境條件較差,且焊縫為全位置焊接,容易出現(xiàn)錯(cuò)邊、氣孔、夾渣、未熔合、未焊透和裂紋等焊接缺陷,因此采用無損檢測(cè)對(duì)焊接質(zhì)量的控制十分重要。通常對(duì)焊縫內(nèi)部的缺陷采用射線或超聲檢測(cè)方法,對(duì)焊縫的表面缺陷采用磁粉或滲透檢測(cè)方法。2.1檢測(cè)接頭的要求GB12337標(biāo)準(zhǔn)第8.6.4.1規(guī)定,凡符合下列條件之一的球殼對(duì)接接頭,應(yīng)按圖樣規(guī)定的檢測(cè)方法,進(jìn)行100%的射線或超聲檢測(cè),即①厚度δs>30mm的碳素鋼和16MnR鋼制球罐。②厚度δs>25mm的15MnVR和15MnVNR鋼制球罐。③材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值σb>540MPa的鋼制球罐。④進(jìn)行氣壓試驗(yàn)的球罐。⑤圖樣注明盛裝易燃和毒性為極度危害或高度危害物料的球罐。⑥圖樣規(guī)定須進(jìn)行100%檢測(cè)的球罐。對(duì)于進(jìn)行100%射線或超聲檢測(cè)的焊接接頭,是否采用超聲或射線檢測(cè)進(jìn)行相互復(fù)檢,以及復(fù)檢的長度,由設(shè)計(jì)者在圖樣上予以規(guī)定。除上述規(guī)定以外的焊接接頭,允許作局部射線或超聲檢測(cè),具體檢測(cè)方法按圖樣規(guī)定。檢測(cè)長度不得少于各條焊接接頭長度的20%,而且某些部位必需全部進(jìn)行檢測(cè),即①焊縫的交叉部位。②嵌入式接管與球殼連接的對(duì)接接頭。③以開孔中心為圓心,1.5倍開孔直徑為半徑的圓內(nèi)所包容的焊接接頭。④公稱直徑≮250mm的接管與長頸法蘭、接管與接管對(duì)接的焊接接頭。⑤凡被補(bǔ)強(qiáng)圈、支柱、墊板和內(nèi)件等所覆蓋的焊接接頭。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)按JB4730進(jìn)行,射線照相的質(zhì)量要求應(yīng)不低于AB級(jí)。對(duì)100%檢測(cè)的對(duì)接接頭,檢測(cè)結(jié)果不低于Ⅱ級(jí)為合格;對(duì)局部檢測(cè)的對(duì)接接頭,檢測(cè)結(jié)果不低于Ⅲ級(jí)為合格。對(duì)于100%超聲檢測(cè)的對(duì)接接頭,Ⅰ級(jí)為合格;局部檢測(cè)的對(duì)接接頭,不低于Ⅱ級(jí)為合格。射線檢測(cè)使用的探傷設(shè)備包括X射線探傷機(jī)和γ射線探傷機(jī),一般X射線探傷機(jī)適用于厚度<50mm的鋼板,75Seγ源檢測(cè)厚度范圍為10～40mm,192Irγ源檢測(cè)厚度范圍為20～100mm,60Coγ源檢測(cè)厚度范圍為40～200mm。由于球形儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),射線探傷特別適合采用γ源,將γ源放在球罐的中心,一次透照即可完成所有焊縫的檢測(cè),效率很高。超聲檢測(cè)方法適用于母材厚度>8mm,全焊透熔化焊對(duì)接焊縫內(nèi)部缺陷的檢測(cè)。采用的儀器為A型脈沖反射式超聲波探傷儀,儀器的工作頻率范圍為1～5MHz。采用的探頭一般為2～5MHz頻率的K值探頭,利用一次反射法在焊縫的單面雙側(cè)對(duì)整個(gè)焊接接頭進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)母材厚度>46mm時(shí),采用雙面雙側(cè)的直射波檢測(cè)。對(duì)于要求比較高的焊縫,根據(jù)實(shí)際需要也可將焊縫余高磨平,直接在焊縫上進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)區(qū)域的寬度是焊縫本身加上焊縫兩側(cè)各相當(dāng)于母材厚度30%的一段區(qū)域,而且最小為10mm。2.2檢測(cè)合合部位的確定由于球形儲(chǔ)罐在現(xiàn)場(chǎng)露天安裝焊接,工作條件較差,易出現(xiàn)表面裂紋,因此對(duì)重要部位的焊縫,其表面應(yīng)進(jìn)行磁粉或滲透檢測(cè)。GB12337規(guī)定,符合下列條件的部位應(yīng)按圖樣規(guī)定的方法,進(jìn)行表面檢測(cè),即①嵌入式接管與球殼連接的對(duì)接接頭表面。②焊補(bǔ)處的表面。③工卡具拆除處的焊跡表面和缺陷修磨處的表面。④支柱與球殼連接處的角焊縫表面。⑤凡進(jìn)行100%射線或超聲檢測(cè)的球罐上公稱直徑<?250mm的接管與長頸法蘭、接管與接管對(duì)接接頭表面。磁粉或滲透檢測(cè)前應(yīng)打磨受檢表面至露出金屬光澤,并應(yīng)使焊縫與母材平滑過渡。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)按JB4730進(jìn)行,檢測(cè)結(jié)果I級(jí)合格。2.3聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)球形儲(chǔ)罐在制造完成后,最終都要以水或空氣為介質(zhì)進(jìn)行耐壓試驗(yàn),以考核和確認(rèn)其安全質(zhì)量。對(duì)一些特殊要求的球形儲(chǔ)罐,在水壓試驗(yàn)時(shí)還需同時(shí)進(jìn)行聲發(fā)射監(jiān)測(cè),以檢測(cè)球形儲(chǔ)罐在耐壓試驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷開裂、裂紋萌生與擴(kuò)展,并對(duì)耐壓試驗(yàn)過程中球罐的結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行評(píng)價(jià)。聲發(fā)射檢測(cè)一般采用多通道聲發(fā)射儀,探頭陣列采用三角時(shí)差定位的方式對(duì)球形儲(chǔ)罐進(jìn)行整體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),聲發(fā)射探頭之間的間距一般為3～5m。比如,最常見的400m3球罐需采用18個(gè)通道,1000m3球罐需采用26個(gè)通道。由于新安裝球罐的水壓試驗(yàn)第一次加載,球殼焊接和組裝產(chǎn)生的殘余應(yīng)力得到逐步釋放,因此聲發(fā)射信號(hào)很豐富,聲發(fā)射定位源會(huì)較均勻地分散在球殼的各個(gè)部位,但在人孔、支柱角焊縫、錯(cuò)邊、熱處理不均勻和有缺陷開裂的部位等由于應(yīng)力集中較大,易出現(xiàn)聲發(fā)射定位源集團(tuán)。一般為了區(qū)分殘余應(yīng)力釋放和缺陷開裂引起的聲發(fā)射信號(hào)源,根據(jù)金屬材料具有的KAISER效應(yīng)的特性,采用從試驗(yàn)壓力降壓到設(shè)計(jì)壓力然后第二次升壓至試驗(yàn)壓力的方法,殘余應(yīng)力釋放部位第二次升壓時(shí)幾乎無聲發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生,缺陷開裂部位在第二次升壓時(shí)一般會(huì)重復(fù)出現(xiàn)聲發(fā)射定位源信號(hào)。聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)可以確定活性缺陷的具體位置,但要確定聲發(fā)射源內(nèi)具體存在什么性質(zhì)的缺陷,目前還需要采用常規(guī)無損檢測(cè)方法進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。3球罐的檢測(cè)工藝為了確保壓力容器安全運(yùn)行,世界各國對(duì)壓力容器均采用運(yùn)行期間內(nèi)的定期檢驗(yàn)制度。壓力容器在用檢驗(yàn)分不停止運(yùn)行的外部檢驗(yàn)和停止運(yùn)行后的內(nèi)外部全面檢驗(yàn)。外部檢驗(yàn)的周期一般為1～2a(年),內(nèi)外部全面檢驗(yàn)的周期一般為5～10a。我國政府有關(guān)規(guī)程規(guī)定,壓力容器外部檢驗(yàn)的周期為1a,內(nèi)外部全面檢驗(yàn)的周期最長為6a。對(duì)于新投入使用的球形儲(chǔ)罐,如使用標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值σb≥540MPa的材料制造,投用1a后應(yīng)當(dāng)開罐進(jìn)行全面檢驗(yàn);否則,最長可到投用3a后開罐進(jìn)行全面檢驗(yàn)。球罐的年度檢查內(nèi)容包括使用單位壓力容器安全管理情況檢查、球罐本體及運(yùn)行狀況檢查和安全附件檢查等。檢查方法以宏觀檢查為主,必要時(shí)進(jìn)行測(cè)厚和腐蝕介質(zhì)含量測(cè)定。如球罐焊縫內(nèi)已存在超標(biāo)焊接缺陷,可采用聲發(fā)射監(jiān)測(cè)的方法來識(shí)別這些缺陷是否為活性;如需確定某些高應(yīng)力集中部位是否存在疲勞損傷,可采用磁記憶檢測(cè)方法;如需檢查球罐外表面是否有疲勞裂紋或應(yīng)力腐蝕裂紋產(chǎn)生,可采用表面裂紋電磁檢測(cè)的方法。在用球罐的開罐全面檢驗(yàn)周期一般為6a,但對(duì)安全狀況等級(jí)為1級(jí)或2級(jí)的球罐,在實(shí)測(cè)介質(zhì)對(duì)材料腐蝕速率每年低于0.1mm或者內(nèi)部有熱噴涂金屬(鋁粉或者不銹鋼粉)涂層,并通過1～2次全面檢驗(yàn)確認(rèn)腐蝕輕微者,開罐全面檢驗(yàn)周期最長可以延長至12a。球罐的開罐全面檢驗(yàn)的重點(diǎn)是在運(yùn)行過程中受介質(zhì)、載荷、溫度和環(huán)境等因素的影響而產(chǎn)生的腐蝕、沖蝕、應(yīng)力腐蝕開裂、疲勞開裂和材料劣化等缺陷,因此除宏觀檢查外,還應(yīng)包括磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、超聲檢測(cè)、射線檢測(cè)和聲發(fā)射檢測(cè)等無損檢測(cè)方法。由于球罐的檢測(cè)在其安裝使用的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行,受檢測(cè)條件的限制,因此,采用的無損檢測(cè)方法為適用于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的技術(shù),采用的無損檢測(cè)儀器均為適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的便攜式儀器。目前在用球罐全面檢驗(yàn)一般采用常規(guī)無損檢測(cè)方法和聲發(fā)射檢測(cè)方法兩種模式。常規(guī)無損檢測(cè)方法的模式為,對(duì)內(nèi)外表面焊縫和焊疤部位進(jìn)行100%磁粉或滲透檢測(cè),對(duì)接焊縫內(nèi)部進(jìn)行20%～100%超聲檢測(cè),對(duì)超聲檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的內(nèi)部超標(biāo)缺陷進(jìn)行射線檢測(cè)以確定缺陷的性質(zhì),并為返修確定具體部位;這種檢測(cè)方法一般用于焊縫內(nèi)部無已知超標(biāo)缺陷或超標(biāo)缺陷很少的球罐,但這種檢測(cè)方法所需的檢驗(yàn)時(shí)間相對(duì)較長。采用聲發(fā)射檢測(cè)方法的模式為,球罐停用后首先進(jìn)行水壓試驗(yàn)和聲發(fā)射檢測(cè),然后對(duì)聲發(fā)射檢測(cè)指定的活性源部位進(jìn)行表面檢測(cè)和超聲檢測(cè)復(fù)驗(yàn),并適當(dāng)擴(kuò)大表面檢測(cè)的比例到20%以上,對(duì)超聲檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的內(nèi)部超標(biāo)缺陷進(jìn)行射線檢測(cè)照相以確定缺陷的性質(zhì),并為返修確定具體部位;這種檢測(cè)方法一般用于已知焊縫內(nèi)部存在或可能存在大量超標(biāo)缺陷的球罐,聲發(fā)射檢測(cè)可以從大量超標(biāo)缺陷中識(shí)別出活性缺陷進(jìn)行返修;對(duì)于無超標(biāo)缺陷的球罐,采用此種模式,也可大大縮減開罐檢驗(yàn)的時(shí)間,減少停產(chǎn)損失。然而,值得提醒的是,對(duì)于一些較小的表面裂紋,耐壓試驗(yàn)過程中可能不產(chǎn)生聲發(fā)射定位源信號(hào),因此,聲發(fā)射檢測(cè)有時(shí)不能發(fā)現(xiàn)小的表面裂紋。3.1焊縫表面檢測(cè)方法不同表面檢測(cè)方法是在球罐停產(chǎn)進(jìn)行全面檢驗(yàn)中首選的無損檢測(cè)方法。表面檢測(cè)的部位為球罐的對(duì)接焊縫、角焊縫、工卡具拆除處的焊跡表面等。鐵磁性材料對(duì)接焊縫的表面一般采用磁粉檢測(cè)方法,球罐的外部一般采用濕式黑磁粉檢測(cè),內(nèi)部由于照明條件不好,通常采用熒光磁粉檢測(cè),角焊縫無法采用磁粉檢測(cè)時(shí)可用滲透檢測(cè)。非鐵磁性材料的表面采用滲透檢測(cè),壓力容器的內(nèi)部采用熒光滲透檢測(cè),壓力容器的外部采用著色滲透檢測(cè)。根據(jù)多年的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),球罐容易出現(xiàn)表面裂紋的部位主要有工卡具拆除處的焊跡表面、支柱角焊縫、安裝時(shí)組裝的最后一道環(huán)焊縫(一般為上極圈環(huán)焊縫)的外表面,介質(zhì)液面部位的焊縫內(nèi)表面。3.2球罐焊縫表面裂紋檢測(cè)技術(shù)焊縫表面裂紋的磁粉或滲透檢測(cè)都需要將被檢焊縫表面事先進(jìn)行清潔處理,除去表面防腐層或污垢,因此不適合球罐的在線檢測(cè)。另外,球罐開罐100%焊縫內(nèi)外表面的檢測(cè)發(fā)現(xiàn),80%以上的球罐無任何表面裂紋,即使發(fā)現(xiàn)表面裂紋的球罐,一般也是只存在幾處表面裂紋,占焊縫總長的1%以下,因此大量的打磨一方面增加了球罐停產(chǎn)檢驗(yàn)的時(shí)間和費(fèi)用,另一方面也減小了球罐焊縫部位殼體的壁厚。采用渦流技術(shù)可在不去除表面涂層的情況下來探測(cè)金屬材料的表面裂紋,然而,常規(guī)渦流方法只適用于檢測(cè)表面光滑母材上的裂紋,對(duì)焊縫上的裂紋卻會(huì)因焊縫在高溫熔合時(shí)產(chǎn)生的鐵磁性變化和焊縫表面高低不平而出現(xiàn)雜亂無序的磁干擾而無法檢測(cè)。針對(duì)這些問題,人們研究出基于復(fù)平面分析的金屬材料焊縫電磁渦流檢測(cè)技術(shù),在有防腐層時(shí),也可用特殊的點(diǎn)式探頭對(duì)焊縫表面進(jìn)行快速掃描檢測(cè),而且提離效應(yīng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響很小?；趶?fù)平面分析的電磁渦流表面裂紋檢測(cè)儀器采用電流擾動(dòng)磁敏探頭的渦流檢測(cè)技術(shù)來檢測(cè)焊縫的表面裂紋,此方法允許焊縫表面較為粗糙或帶有一定厚度的防腐層,因此可用于球罐運(yùn)行過程中的焊縫外表面裂紋的快速檢測(cè),也可用于球罐停產(chǎn)時(shí)的全面檢驗(yàn)。這時(shí)可先采用該方法對(duì)焊縫進(jìn)行快速檢測(cè),然后對(duì)可疑部位進(jìn)行磁粉或滲透檢測(cè)復(fù)驗(yàn),以確定表面裂紋的具體部位和大小。目前市場(chǎng)上銷售的儀器可在涂層<0.2mm的情況下,檢測(cè)靈敏度高于0.5mm深5mm長的表面裂紋;在有2mm涂層的情況下,檢測(cè)靈敏度高于1mm深5mm長的表面裂紋;該儀器還可對(duì)<5mm深的裂紋進(jìn)行深度測(cè)定。3.3超聲波探傷法在用球罐的全面檢驗(yàn)一般采用超聲檢測(cè)方法對(duì)對(duì)接焊縫進(jìn)行抽查或100%檢測(cè),以發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部可能出現(xiàn)的疲勞裂紋或已存在的焊接埋藏缺陷,對(duì)于不易打開的球罐也可從外部檢測(cè)球罐焊縫的內(nèi)表面裂紋,對(duì)于球罐外部有保溫覆蓋層的情況,也可從球罐的內(nèi)部對(duì)焊縫外表面出現(xiàn)的裂紋進(jìn)行檢測(cè),但超聲檢測(cè)方法一般只能發(fā)現(xiàn)1mm深5mm長以上的表面裂紋。由于超聲波探傷儀體積小、重量輕,十分便于攜帶和操作,而且與射線相比對(duì)人體無害,因此在在用球罐檢驗(yàn)中得到廣泛使用。目前,對(duì)球罐的超聲檢測(cè)中直接發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部產(chǎn)生的疲勞裂紋是很少見的,超聲檢測(cè)主要發(fā)現(xiàn)的還是球罐安裝過程中漏檢的氣孔、夾渣、未熔合和未焊透等原始焊接缺陷。許多情況下對(duì)超標(biāo)的焊接缺陷采取缺陷安全評(píng)定的方法予以保留,而安全評(píng)定需要知道缺陷的長度和自身高度。超聲檢測(cè)方法的特點(diǎn)是可以較精確測(cè)出焊縫內(nèi)缺陷的長度和自身高度,為缺陷的安全評(píng)定提供缺陷的幾何尺寸數(shù)據(jù)。新修訂的JB4730規(guī)定超聲檢測(cè)缺陷自身高度測(cè)量方法有缺陷端點(diǎn)衍射波法、端部最大回波法和6dB法等,但目前使用測(cè)量精度最高的方法是缺陷端點(diǎn)衍射波法,精度達(dá)0.5～1mm。另外,在國外超聲檢測(cè)的TOFD法和全息成像法已得到成熟推廣應(yīng)用,這些方法可以對(duì)內(nèi)部缺陷得到更直觀和更精確的數(shù)據(jù),目前國內(nèi)也已啟動(dòng)這些方法的研究和應(yīng)用工作,因此將來這些方法在球罐的定期檢測(cè)中必將發(fā)揮重要作用。3.4球罐的檢測(cè)方法對(duì)于在用壓力容器的全面檢驗(yàn),射線檢測(cè)方法主要用于板厚<12mm的壓力容器對(duì)接焊縫內(nèi)部埋藏缺陷的檢測(cè),因?yàn)楸“宀捎贸暀z測(cè)有一定難度,而采用射線檢測(cè)不需要太高的管電壓。由于球形儲(chǔ)罐的壁厚一般>20mm,適合進(jìn)行超聲檢測(cè),因此目前大部分在用球罐的全面檢驗(yàn)很少采用射線檢測(cè)方法。但對(duì)于20世紀(jì)80年代前制造安裝的球罐,由于當(dāng)時(shí)質(zhì)量控制不嚴(yán),許多焊縫內(nèi)存在大量的超標(biāo)缺陷,因此全面檢驗(yàn)時(shí)通常采用γ射線檢測(cè)方法。檢測(cè)時(shí)將γ源放在球罐內(nèi)部的中心,一次幾個(gè)小時(shí)的透照即可完成100%對(duì)接焊縫的檢測(cè),效率很高。另外,對(duì)于超聲檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)缺陷,通常采用射線檢測(cè)進(jìn)行復(fù)驗(yàn),以進(jìn)一步確定這些缺陷的性質(zhì)和具體部位,為缺陷返修提供依據(jù)。3.5球罐加載活性聲發(fā)射聲發(fā)射方法用于檢測(cè)球罐上可能存在的活動(dòng)性缺陷,也可用于對(duì)已知缺陷進(jìn)行活性評(píng)價(jià)。聲發(fā)射檢測(cè)不同于其它無損檢測(cè)方法,必須在檢測(cè)過程中對(duì)球罐進(jìn)行加載,常用的加載方法為壓力容器停止運(yùn)行后進(jìn)行的水壓或氣壓試驗(yàn),也可以直接采用工作介質(zhì)進(jìn)行加載。對(duì)活動(dòng)性缺陷的檢測(cè)是在加載過程中采用多個(gè)聲發(fā)射傳感器對(duì)球罐的殼體進(jìn)行整體監(jiān)測(cè),以發(fā)現(xiàn)活性聲發(fā)射源及其所在部位,然后通過對(duì)活性聲發(fā)射源進(jìn)行表面和內(nèi)部缺陷檢測(cè),排除干擾源,發(fā)現(xiàn)球罐上存在的缺陷。對(duì)已知缺陷進(jìn)行的活性評(píng)價(jià)是在加載過程中進(jìn)行聲發(fā)射監(jiān)測(cè),如果整個(gè)加載過程中在缺陷部位無聲發(fā)射定位源產(chǎn)生,則認(rèn)為該缺陷是非活性的,反之,如有大量聲發(fā)射定位源信號(hào)產(chǎn)生,則認(rèn)為該缺陷是活性的。通過對(duì)特檢中心近十幾年在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的100多臺(tái)球罐聲發(fā)射檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析以及對(duì)發(fā)現(xiàn)的聲發(fā)射源進(jìn)行的常規(guī)無損檢測(cè)復(fù)驗(yàn)結(jié)果比較,表1給出了現(xiàn)場(chǎng)球罐聲發(fā)射檢測(cè)可能遇到的各種典型