不锈钢复合钢制压力容器无损检测程序及要点

姚正华

【摘 要】本文根据不锈钢复合板钢制压力容器的设计及制造特点，对在制和在用不锈钢复合钢制压力容器无损检测程序及要点进行分析和总结。

【关键词】不锈钢复合板钢制压力容器；无损检测；程序及要点

不锈钢复合钢板于具有良好的综合性能和价格优势，在石油化工、食品工业等领域得到日益广泛的应用。不锈钢复合钢板所制造的压力容器，其基层主要满足结构的强度和刚度，而复层主要满足耐腐蚀性的要求。但用由于在焊缝中存在两种不同金属材料组织，其焊接技术、热处理技术、无损检测程序及方法等与一般压力容器有所不同。本文就在制和在用不锈钢复合钢制压力容器无损检测程序及要点进行分析和总结，以供同行借鉴和参考。

1 不锈钢复合钢制压力容器设计及制造特点

不锈钢复合钢制压力容器焊接时一般应采用先焊基层焊缝，然后焊过渡焊缝，最后焊覆层焊缝的顺序。而其设计强度计算分两种情况：复层厚度参与复合金属材料的设计强度计算和复层厚度不参与复合金属材料的设计强度计算。这两种情形对复层焊缝质量要求是不同的。

2 不锈钢复合钢制压力容器在制无损检测程序及要点

如果复层与基层共同承担结构的强度和刚度，那么复层应与基层的焊缝质量要求相同，复层除了要进行表面渗透检测外，还要进行射线检测检查内部缺陷，合格级别与基层相同。焊接接头的无损检测程序应按设计文件执行，当设计文件无规定时，可按下述方法之一进行：第一种 基层焊接完毕后进行射线检测，过渡层及复层全部焊完后再进行射线检测和复层表面渗透检；第二种 基层、过渡层和复层焊缝全部焊接完后，进行射线检测和复层表面渗透检。第一种程序由于先进行基层的射线检测，可以在焊过渡层之前，进行基层焊接缺陷的返修，全部焊接完成后进行的射线检测，再发现的缺陷就应是复层的缺陷，按第二种程序进行焊接和无损检测，由于射线底片评定不能评定埋藏缺陷的深度，无法得知缺陷是在基层上还是在复层上，也就无法确定从那一面返修比较好，这样对返修质量不利，所以建议制造单位尽可能的采用第一種程序。

如果复层不参与强度计算，仅起到耐腐蚀的作用，则复层的焊缝质量要求可以降低，对内部缺陷无检测要求，仅作表面渗透检测。焊接接头的无损检测程序应按设计文件执行，当设计文件无规定时，也有两种方法可选择：第一种 基层焊接完毕后进行射线检测，过渡层及复层全部焊完后再进行复层表面渗透检测，只有SH/T3529-2009《石油化工不锈钢复合钢焊接规程》提出在过渡层和复层焊缝全部焊完后，还需进行5%的射线检测，焊缝不得存在裂纹；第二种 基层、过渡层和复层焊缝全部焊接完后，进行射线检测和复层表面渗透检测。同样制造单位应尽可能的选择有利于返修的第一种程序。对于第二种程序由于无法区分缺陷的位置而不得不进行盲目的返修，过渡层焊接接头的组织和性能非常不均匀，返修中极易产生裂纹，避免过渡层焊接返修是制造单位选择工艺中考虑的关键问题之一。

3 不锈钢复合钢制压力容器在用无损检测程序要点

由于射线检测对在用压力容器而言存在检测成本高、速度慢、现场条件要求高的缺点，而且重要的一点是射线检测无法提供缺陷在厚度方向上的位置和自身高度，但按照TSG R7001《压力容器定期检验规则》对在用压力容器埋藏缺陷（非裂纹性缺陷）应根据缺陷长度和自身高度进行安全状况等级评定，所以在用压力容器的埋藏缺陷检测通常选择超声检测，而且超声检测还具有检测成本低，速度快，仪器体积小，重量轻，现场使用方便的优点。JB/T 4730.3对在用承压设备按“合于使用”原则进行超声检测缺陷定量、缺陷性质和属性的确定的内容。

不锈钢复合钢制压力容器对接焊缝质量的检查一般采用斜探头在外壁进行基层内部缺陷的检测，由于基层与堆焊层材质的不同，反射波在基层声程以外区域的判断较为困难，不能作为复层缺陷判定的依据。如果复层不参与强度计算，复层可仅作表面渗透检测。如果复层与基层共同承担结构的强度和刚度，则复层还需进行埋藏缺陷的检测，对于复层内部缺陷及复层与基层结合处缺陷的检测方法，本人认为在实际检测中尽可能在内壁将复层焊缝磨平，采用T1、T3型试块将纵波双晶斜探头和双晶直探头两种检测手段结合起来，充分利用斜探头对堆焊层下有一定倾角的裂纹性缺陷（再热裂纹）敏感的特点，将可疑区域做记录与直探头检测结果进行比较，慎防漏检。

对在用压力容器超声检测发现的超过制造标准的埋藏缺陷并不是都要消除，但是要确定缺陷的缺陷长度和自身高度，为TSG R7001《压力容器定期检验规则》安全状况等级评定提供尺寸数据。在实际检测发现缺陷回波时，应对位于定量线及定量线以上的超标缺陷进行回波幅度、埋藏深度、指示长度、缺陷取向和自身高度的测定，并对缺陷的类型和性质尽可能作出判定。在测定以上参数时，一般采用直射波，扫查灵敏度可根据需要确定，但不得使噪声回波高度超过满刻度的20%。在JB/T 4730.3所提供的缺陷自身高度的测定方法中，利用6dB法测定缺陷自身高度应该是一种比较成熟和通俗的测定方法，尽管这种方法精度不够高，但使用方便、适用性比较强，是一种主要的缺陷自身高度的测定方法。利用端点衍射法测定缺陷自身高度应该说是一种比较准确的测定方法，是国家“八五”攻关课题研究成果，其关键在于识别端点回波及端点衍射回波，应选择掌握超声波端点衍射检验技能的持证无损检测人员承担。目前超声衍射波时差检测技术和相控阵技术已得到推广应用，这些方法可得到内部缺陷更直观和更精确的数据。

4 结束语

在制与在用不锈钢复合钢制压力容器的无损检测手段是有所不同的，在制设备焊缝采用射线检测加复层表面渗透检测，同时要考虑复层是否参与强度计算而选择不同的程序，并且要尽可能有利于返修。在用设备采用超声检测加复层表面渗透检测，同样也要考虑复层是否参与强度计算来确定是否要增加复层内部缺陷的超声检测，超声检测的关键是要尽可能精确测定缺陷的指示长度及自身高度，为安全状况等级评定提供尺寸数据。

【参考文献】

[1]强天鹏.JB/T4730.1～4730.6-2005《承压设备无损检测》学习指南[Z].2005.

[2]强天鹏.压力容器检验[Z].2008.

[责任编辑：汤静]