超聲波探傷技術(shù)在金屬內(nèi)襯壓力容器檢測(cè)中的應(yīng)用研究

李德斌

摘 ? 要：超聲波有一種利用很廣泛的特性，被稱為機(jī)械波特性，這種特性主要應(yīng)用在超聲波探傷技術(shù)中。為了檢查工具細(xì)微的地方上是否存在缺陷，可以通過工具對(duì)超聲波的波動(dòng)情況和振動(dòng)的頻率等方面反饋的具體數(shù)據(jù)來了解損壞情況，因?yàn)槌暡ú粫?huì)對(duì)工具產(chǎn)生任何損壞，機(jī)械、冶金部門在檢測(cè)工具質(zhì)量時(shí)也大多是采用這種技術(shù)。針對(duì)超聲波探傷在金屬內(nèi)襯壓力容器檢測(cè)的應(yīng)用問題進(jìn)行分析，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確校對(duì)，能夠更好的幫助工業(yè)上對(duì)金屬內(nèi)襯壓力的檢測(cè)，找到壓力容器中哪里出現(xiàn)了問題，來完成對(duì)超聲探傷技術(shù)在實(shí)際工作中的運(yùn)用，通過具體的實(shí)踐得到的結(jié)論具有可靠性和真實(shí)性。

關(guān)鍵詞：超聲波探傷技術(shù) ?壓力容器 ?無損探傷技術(shù)

中圖分類號(hào)：TG441.7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）07（c）-0016-02

1 ?精準(zhǔn)校對(duì)超聲波探傷儀器

1.1 超聲波探傷儀探頭的選用

為了對(duì)壓力金屬內(nèi)襯進(jìn)行有效完善的探傷，迅速找到金屬內(nèi)襯上的缺陷部位，就需要事先對(duì)所選用的儀器進(jìn)行精準(zhǔn)校對(duì)，避免因?yàn)槌暡ㄌ絺麅x器自身存在數(shù)據(jù)偏差而影響對(duì)儀器檢驗(yàn)的結(jié)果，保障檢驗(yàn)工具的有效性和精準(zhǔn)性，對(duì)檢測(cè)金屬內(nèi)襯壓力容器具有重要的幫助。那么要怎樣才能讓探傷儀精準(zhǔn)測(cè)量呢？首先要做到的就是對(duì)超聲波探傷儀的外表面進(jìn)行檢查，保證儀器的完整性，是否缺少一些重要的部件，確保儀器外部沒有很嚴(yán)重的凹陷刮痕和變形，還要進(jìn)一步仔細(xì)地檢查所有銜接的地方是否牢固，儀器不能出現(xiàn)松動(dòng)或者脫落的情況，然后再選擇合適的探頭、試塊安裝在探傷儀上，為正式檢測(cè)做好充分的檢查準(zhǔn)備工作。

之前說過為了保障檢測(cè)的準(zhǔn)確性，要選擇合適的探頭，檢測(cè)壓力金屬內(nèi)襯之前，要根據(jù)檢查的對(duì)象所需要運(yùn)用的技術(shù)要求選擇適合的工具，探頭的樣式、晶體的尺寸大小、震動(dòng)的頻率以及探頭k值的選擇都是選擇合適探頭的重要依據(jù)，就比如被側(cè)工具的厚度在4～5mm，所選擇的探頭和k值應(yīng)是6×6k3，厚度6～8mm的應(yīng)選擇8×8k3，厚度為9或10mm的選擇9×9k3，不同的工具厚度都對(duì)應(yīng)不同的數(shù)值，在正式檢測(cè)之前，要精準(zhǔn)的計(jì)算好所測(cè)量工具的厚度，避免因?yàn)闇y(cè)量誤差導(dǎo)致探頭選擇不合適而影響檢驗(yàn)。

1.2 超聲波探傷儀試塊的選用

根據(jù)被測(cè)量工具的厚度選擇好合適的探頭之后，就需要選擇與探頭相互匹配的試塊了，超聲探傷試塊的重要作用就是對(duì)工件內(nèi)部可能出現(xiàn)的瑕疵或者損傷做到精準(zhǔn)快速的定位，對(duì)瑕疵和損傷程度做到精確診斷和評(píng)估，試塊的選擇也是有依據(jù)性的，為了保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，保證檢測(cè)工作能夠高效地運(yùn)行，需要專業(yè)的工作人員掌握熟料的技術(shù)精確的進(jìn)行選擇試塊，在正式對(duì)金屬內(nèi)襯壓力容器進(jìn)行檢測(cè)之前，可以利用人工反射體對(duì)試塊不斷地進(jìn)行調(diào)整，來驗(yàn)證試塊是否具有靈活的敏感度，再利用超聲波探傷技術(shù)反復(fù)調(diào)整試塊的掃描速度，記錄下試塊快慢不等的速度，與儀器示波屏上的實(shí)際聲程和水平刻度值之間的比例關(guān)系進(jìn)行對(duì)比，分析該試塊能否繪制出距離波幅曲線圖，能否為工作人員檢測(cè)金屬內(nèi)襯壓力容器內(nèi)部的損壞處位置和損壞程度提供幫助，對(duì)內(nèi)襯容器進(jìn)行精準(zhǔn)定量。校準(zhǔn)超聲波探傷技術(shù)的要求是電磁軛提升力大于等于45N，靈敏度試片刻槽就會(huì)清楚地顯現(xiàn)出來，要想做到超聲波探傷儀的精準(zhǔn)校對(duì)，就需要工作人員們掌握好扎實(shí)的基本功，牢牢記住不同的檢測(cè)對(duì)象應(yīng)該對(duì)應(yīng)什么樣的探傷工具，保障在檢測(cè)的時(shí)候不會(huì)因?yàn)榍捌跍?zhǔn)備工作的失誤，而導(dǎo)致最后測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確，選擇合適的探頭和試塊，是完成超聲波探傷儀校對(duì)的重要保障，也是提高檢查工作效率的重要保障[1]。

2 ?用探傷儀對(duì)壓力容器的檢測(cè)

2.1 檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

所謂超聲探傷技術(shù)的運(yùn)用，其實(shí)主要就是分為兩個(gè)步驟，就是在檢測(cè)金屬內(nèi)襯壓力容器的過程中所需要完成的兩個(gè)步驟。第一步就是在正式檢測(cè)之前的準(zhǔn)備階段，對(duì)探傷儀器的外觀、探頭試塊的檢測(cè)以及檢測(cè)對(duì)象的清理工作。第二個(gè)步驟就是現(xiàn)場(chǎng)對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象的正式檢驗(yàn)。在檢測(cè)準(zhǔn)備的階段，首先工作者要對(duì)檢測(cè)對(duì)象的表面和側(cè)面進(jìn)行檢查，用工具將檢查對(duì)象表面上的油污、焊接部位的飛濺物、生銹以及氧化的部位清洗干凈，將檢測(cè)工具上的深坑用探傷技術(shù)的探頭進(jìn)行修補(bǔ)，然后用砂輪等工具對(duì)其進(jìn)行打磨，讓工具更加平整，用公式計(jì)算出超聲波探傷技術(shù)的檢測(cè)對(duì)象金屬內(nèi)襯壓力容器的寬度，板厚的代表字母是t，探頭的斜率是K，之間的關(guān)系是Hmin=2Kt，HMAX=2.5Kt，探頭的斜率通過計(jì)算探頭的聲束在鋼中折射的正切值這種方式來獲得的，探頭斜率的準(zhǔn)確性對(duì)檢驗(yàn)金屬內(nèi)襯壓力的不足有非常大的影響。除準(zhǔn)備階段以外，還有一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的階段。用超聲波探傷技術(shù)對(duì)金屬內(nèi)襯壓力容器進(jìn)行檢測(cè)，首先要做到的是確保外觀檢查合格，然后了解金屬容器的材質(zhì)、厚度、焊接種類、焊接方法、彎曲程度、焊縫多余部位、背面的墊子、槽口以及坡口的形狀等狀況，最后再根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果制作出一張DAC的檢測(cè)圖，判定容器缺口的大小和損壞程度，綜合分析給出一個(gè)精準(zhǔn)的評(píng)價(jià)等級(jí)[2]。

2.2 對(duì)檢查結(jié)果缺陷的分析

對(duì)容器損壞程度進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，首先需要做的是選擇DAC功能組，將超聲波探傷儀器打開，選擇好檢驗(yàn)所對(duì)應(yīng)的菜單，將選好的探頭與檢測(cè)對(duì)象匹配的探頭放置在選好的試塊上，按下A門開始功能鍵，并根據(jù)移動(dòng)狀況調(diào)節(jié)A，確保收回的超聲波是滿屏的80%以上，將采集的信息記錄下來，緊接著按照順時(shí)針的方向波動(dòng)輪子，一直等到保存標(biāo)定的數(shù)值從0轉(zhuǎn)變到1的時(shí)候才意味著采集結(jié)束。然后用選好的探頭在試塊上找到最高返回的聲波，用輪子調(diào)節(jié)A門按鍵的位置，直到保存的數(shù)值從原先的1轉(zhuǎn)變?yōu)?才算結(jié)束，通過反復(fù)的調(diào)節(jié)探傷儀器的探頭在試塊上找到最高反射聲波的距離，依次對(duì)所偵測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存確定。利用制作出來的ADC曲線來判斷出金屬內(nèi)襯壓力容器所存在的問題的具體位置、問題的大小以及定量，來對(duì)容器進(jìn)行判斷分析，定出來的線和定量那條線之間的區(qū)域被稱之危I區(qū)，定量那條線和判斷是廢棄的那條線之間的區(qū)域被稱為II區(qū)，判斷是廢棄的那條線以上的區(qū)域被稱為III區(qū)，如果探測(cè)出來的傷害在I區(qū)，那么缺陷就不嚴(yán)重，如果檢測(cè)的結(jié)果顯示在III區(qū)，那么證明檢測(cè)的工具是殘次品，如果檢測(cè)到的傷害在II區(qū)，是允許的范圍，但如果超過了這個(gè)范圍，就需要重新修理，通過這種曲線圖來鑒定被檢測(cè)工具的質(zhì)量。

2.3 金屬內(nèi)襯壓力具體事例分析

超聲波探傷技術(shù)的檢驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性到底能不能保障，是不是準(zhǔn)確的，需要用一些事例來進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)試的方法就是采用標(biāo)準(zhǔn)短橫空試塊，利用金屬內(nèi)襯壓力容器進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)容器比較長的橫空進(jìn)行超聲探傷，例如對(duì)CSK-I試塊的檢測(cè)，利用DCA曲線進(jìn)行驗(yàn)證，又因?yàn)镃SK-I試塊為直徑1mm，長度測(cè)量為5mm，深度測(cè)量為30mm的標(biāo)準(zhǔn)樣品，測(cè)量結(jié)果顯示，測(cè)量金屬內(nèi)襯壓力容器的檢測(cè)過程當(dāng)中，所測(cè)量的數(shù)據(jù)與樣品實(shí)際數(shù)據(jù)是一樣的，說明超聲波探傷技術(shù)在金屬內(nèi)襯壓力容器檢測(cè)中的應(yīng)用是比較精確的，只要將需要注意的事項(xiàng)一一做好，得出來的結(jié)果就不會(huì)和實(shí)際情況產(chǎn)生太大的差異，具有比較高的準(zhǔn)確性。

3 ?結(jié)語

超聲探傷是一種幫助檢查工具是否存在問題的一種重要技術(shù)，它對(duì)被檢測(cè)的工具不會(huì)造成任何損害，被廣泛的應(yīng)用在金屬內(nèi)襯壓力容器的制造、容器焊接的檢測(cè)當(dāng)中，超聲探傷技術(shù)具有以下幾種優(yōu)點(diǎn)：首先是具有極強(qiáng)的穿透力，可以探測(cè)到數(shù)米的深度;其次靈敏度非常的高，可以發(fā)現(xiàn)與直徑相差十分之幾毫米的空氣間隙的反射能力，通過對(duì)探頭、試塊的選擇，選擇出更好的與容器進(jìn)行匹配測(cè)量的輔助工具，并制作出ACD曲線圖，完成對(duì)金屬容器的檢驗(yàn)，確定好缺陷所處的位置完成檢驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉志勇，彭朝勇.一種基于軸端耦合的實(shí)心車軸相控陣超聲波探傷方法[J].機(jī)車電傳動(dòng)，2018（2）：108-110.

[2] 胡玉琦，吳志遠(yuǎn)，呂鳴江，等.反應(yīng)堆壓力容器檢查機(jī)主立柱同步運(yùn)動(dòng)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2017（1）：137-141.