压力容器检测以及实验

作者:im电竞发布日期:2020-06-16 13:38

  第七章 压力容器的定期检验 目录 3.4磁粉探伤 3.5渗透探伤 3.6声发射检测 4.1强度检验 4.2密封性试验 工艺缺陷 按缺陷埋藏深度分: 表面缺陷:表面气孔、表面裂纹、砂眼、咬边等。 近表面缺陷:如皮下气孔、夹杂等。 内部缺陷:如内部夹杂、气孔、缩孔、裂纹、未熔合未焊 透等。 按加工形式分: 铸件:缩孔、疏松、冷隔、裂纹等 焊件:气孔、夹渣、未熔透、未焊透、以 及焊接裂纹等 锻件:裂纹、褶皱、夹层等。 热处理件:裂纹、偏析、组织粗大等 磁粉探伤(PT) 磁粉探伤:磁粉探伤利用工件缺陷 处的漏磁场与磁粉的相互作用,它 利用了钢铁制品(铁、钴、镍及其 合金)表面和近表面缺陷(如裂纹, 夹渣,发纹等)磁导率和钢铁磁导 率的差异,磁化后这些材料不连续 处的磁场将发生崎变,形成部分磁 通泄漏处工件表面产生了漏磁场, 从而吸引磁粉形成缺陷处的磁粉堆 积——磁痕,在适当的光照条件下, 显现出缺陷位置和形状,对这些磁 粉的堆积加以观察和解释,就实现 了磁粉探伤。 磁粉探伤分类 磁化方向 磁化电流 磁化方法 操作方法 周向磁化法 纵向磁化法 直流磁化法 半波直流磁化法 直接通电磁化法 间接通电磁化法 连续磁化法 完全连续磁化法 剩磁法 联合磁化法 交流磁化法 磁粉探伤步骤 预清洗 缺陷的探伤 探伤方法的选择 退磁 后清洗 磁粉 作用:作为显示介质。 性状 磁 性:磁性称量值7g左右。 粒 度:小于76μm,大于200目。 干粉10~60 μm,湿粉1~10 μm. 颗粒形状: 条状和球状,(一般将两者混合) 使用前应在60~70℃温度以下经2h以上时间烘 干。 种类 干磁粉:适用于大型工件或工件局部区域, 如焊缝的探伤。 湿磁粉:磁粉与水或者油混合物,适用于连续 法或剩磁法可加入荧光粉作为荧光显示。 反差增强剂 对焊缝磁粉检测,由于焊缝 表面粗糙不平,可能会降低 缺陷磁痕的显示而造成缺陷 漏检。为了提高缺陷磁痕的 可见度,检测前可以先在被 检测焊缝附近喷或者刷涂一 层白色的、厚度为25~45 μm 的反差增强剂。检测时,在 这层白色的基底上再喷洒黑 色的磁粉即可以得到清晰的 缺陷磁痕。 磁粉探伤优缺点 优点 钢铁材料或工件表面裂纹等缺陷的检验非常有效; 设备和操作均较简单;检验速度,便于在现场对大型设备 和工件进行探伤; 检验费用也较低; 检测灵敏度高,能发现宽度仅为0.1μm的表面裂纹 仅适用于铁磁性材料; 仅能显出缺陷的长度和形状,而难以确定其深度; 对剩磁有影响的一些工件,经磁粉探伤后还需要退磁和 清洗。 缺点 渗透探伤(UT) 定 分 义:利用一些液体的渗透性显示表面缺陷,可以对奥氏体不锈钢 类:荧光探伤和着色探伤。 、铝、铜以及陶瓷等非铁磁性物质进行探伤,灵敏度低于磁粉探伤。 渗透检测剂:渗透剂、显像剂、清洗剂。 渗透探伤分类 荧光法 是将含有荧光物质的渗透液涂敷在被探伤件表面,通过毛细作用 渗入表面缺陷中,然后清洗去表面的渗透液,将缺陷中的渗透液 保留下来,进行显象。典型的显象方法是将均匀的白色粉末撒在被 探伤件表面,将渗透液从缺陷处吸出并扩展到表面。这时,在暗 处用紫外线灯照射表面,缺陷处发出明亮的荧光。 着色法 与荧光法相似,只是渗透液内不含荧光物质,而含着色染料,使 渗透液鲜明可见,可在白光或日光下检查。一般情况下,荧光法 的灵敏度高于着色法。这两种方法都包括渗透、清洗、显象和检 查四个基本步骤。 渗透探伤的特点 优点 渗透探伤操作简单,不需要复杂设备,费用低廉,缺陷显 示直观,具有相当高的灵敏度,能发现宽度1微米以下的缺 陷。这种方法由于检验对象不受材料组织结构和化学成分 的限制,因而广泛应用于黑色和有色金属锻件、铸件、焊 接件、机加工件以及陶瓷、玻璃、塑料等表面缺陷的检查。 它能检查出裂纹、冷隔、夹杂、疏松、折叠、气孔等缺陷; 缺点 对于结构疏松的粉末冶金零件及其他多孔性材料不适用, 被检测件表面严重污染,缺陷被阻塞且无法彻底清除时, 渗透检测灵敏度将显著下降。 缺陷显示及等级评定 痕迹类别 线性缺陷 圆形缺陷 判别条件 长度与宽度之比大于3的缺陷显示哼唧,按线性缺陷处理 长度与宽度之比小于等于3的缺陷显示哼唧,按圆形缺陷处理 横向缺陷 纵向缺陷 缺陷显示痕迹长轴方向与工作件轴线° 时,按横向缺陷处理 除横向处理外的其余缺陷按纵向处理 1、下列缺陷不允许存在。 任何裂纹和白点;任何横向缺陷;焊缝及其紧固件上任何长度大于1.5mm的线性 缺陷显示;单个尺寸大于等于4mm的圆形缺陷显示。 声发射探伤(UT) 定义: 通过接收和分析材料的声发射信号来评 定材料性能或结构完整性的无损检测方 法。材料中因裂缝扩展、塑性变形或相 变等引起应变能快速释放而产生的应力 波现象称为声发射。 应用: 1)焊接过程中检测。 2)水压试验时检测。 声发射探伤的特点 优点 (1)由于对被检件的接近要求不高,而适于其它方法难于或不能接近环 境下的检测,如高低温、核辐射、易燃、易爆及极毒等 对于在役压力容 器的定期检验, (2)声发射检验方法可以缩短检验的停产时间或者不需要停产 (3)由于对构件的几何形状不敏感,而适于检测其它方法受到限制的形 状复杂的构件; 缺点 (1) 声发射特性对材料甚为敏感,又易受到机电噪声的干扰,因而,对 数据的正确解释要有更为丰富的数据库和现场检测经验; (2) 声发射检测,一般需要适当的加载程序。多数情况下,可利用现成 的加载条件,但有时,还需要特作准备; (3) 声发射检测只能给出声发射源的部位、活性和强度,不能给出声发 射源内缺陷的性质和大小,仍需依赖于其其他无损检测方法进行复验 综合性试验 破坏性强度试验 强度试验 超载试验 综合性试验 水压试验 气压试验 气密性试验 泄露试验 氨气泄露试验 煤油试验 破坏性强度试验 整个实验过程是由压力源向容器内注入压力介质直至容器破 坏。压力介质可为气体或液体两种。由于气压所释放的能量比液 压所释放的能量大得多,相对而言气压比较危险,因此一般都采 用液压,但即使用液压,仍有一定的危险性,需要安全防护措施, 以保证人员及设备的安全。 在实验过程中,随着容器内压力的增高,容器经历弹性变形 阶段,进而出现局部屈服、整体屈服、材料硬化、容器过度变形 直至失效。为了表征容器实验过程中各阶段的变化规律,可用压 力~进水量、压力~升压时间、压力~筒体直径变化量等曲线进 行描述,这些参数可借助于压力表,水位计等在实验中测得。根 据这些曲线所提供的信息即可分析构件材料的力学性能,并确定 该容器的整体屈服压力。 破坏性试验目的 1、定型。新设计压力容器的选材、结构及制造工艺合理性 验证。这也包括新产品的试制,材料更新,结构型式改变 以及制造工艺更动时为确保产品质量而进行的实验。 2、质量监控。对已定型的压力容器,为了监控在生产中由 于生产工艺的波动等因素而引起的质量波动所进行的实验, 模具的变形,热处理炉温的波动,原材料质量波动以及焊 接工艺条件的波动等都能引起压力容器产品质量的波动。 3、科研及其它用途的评定性实验。压力容器实验属于破坏 性实验,耗费较高。因此确定是否需要进行这类实验时要 慎重考虑。 超压试验 试验目的:除材料本身的缺陷外,容器在制造(特别是焊接过程) 和使用过程 会产生各种缺陷,为考核缺陷对压力容器安全性的影响, 压力容器制成后或定期检验中,需要进行耐压试验。耐压试验是超设 计压力下进行的可分为液压试验、气压试验、及气液混合压力试验。 对于内压容器,耐压试验的目的是:在超设计压力下,考核缺陷 是否会发生快速扩展造成破坏或开裂造成泄露,减压密封结构的密封 性能。 对于外压容器,在外压作用下,容器中的缺陷等候压力作用,不可 能发生开裂,且外压临街失稳压力主要与容器几何尺寸、制早京都有 关,跟缺陷无关,一般不用外压试验来考核其稳定性,而以内压试验 进行“泄露”,检查是否存在穿透性缺陷。 水压试验 总则:压力容器受压元件的压力试验,应在无损检测及 有关检验项目合格后进行。对需要热处理的受压元件和 部件则应在热处理后进行。 试验介质 试验液体采用清洁的水 奥氏体不锈钢制压力容器用水进行液 压试验应控制水中氯离子含量不超过25mg/L 。 水压试验 试验要求 1 、水压试验时环境温度不宜低于5℃,当低于5℃时,水压试验应采取 防冻措施。 2、 当系统设计工作压力等于或小于1.0MPa时,水压强度试验压力应为 设计工作压力的1.5倍,并不应低于1.4MPa;当系统设计工作压力大 于1.0MPa时,水压强度试验压力应为该工作压力加0.4MPa。 3 、水压严密性试验应在水压强度试验和管网冲洗合格后进行。试验压 力应为设计工作压力,稳压24h,应无泄漏。 4、应在试件顶部留出排气孔和进水孔各1个,其余各孔分别用封板、法 兰盖、胀塞,并装妥人、手孔等检查装置。 水压试验如符合下列条件,则认为合格。 1、在受压元件处理外壁上和焊缝上没有水珠和水雾; 2、附件密封处在降到工作压力后不漏水; 3、水压试验后,没有发现残余变形。 气压试验 ? 适用情况:一般情况下,压力容器不允许用气体作为耐压试验介质,但对由 于结构或支承原因,不能向压力容器内安全充灌液体,以及运行条件不允许残 留试验液体的压力容器,可按设计图样规定采用气压试验。如容器体积过大, 无法承受水的重量;或壳体不适于含氯离子的介质,而水压试验的水中含较多 的氯离子;再如在严寒下,容器内液体可能结冰胀破容器等。 可以看出,气 压试验是有条件的,其主要原因是气压试验比水压试验危险性大。 ? 试验介质:干燥、洁净的空气、氮气或其他惰性气体(安全考虑,防止如果 漏气出现危险)。 气压试验 ? 试验方法:应先缓慢升压至规定压力的10%,保压5~10min,并对所有焊缝 和连接部位进行初次检查。如无泄漏可继续升压到规定试验压力的50%。如 无异常现象,其后按规定试验压力的10%逐级升压,直到试验压力,保压 30min。然后降到规定试验压力的87%,保压足够时间进行检查,检查期间 压力应保持不变。不得采用连续加压来维持试验压力不变。气压试验过程中 严禁带压紧固螺栓。 ? 检验标准:气压试验过程中,压力容器无异常响声,经肥皂液或其他检漏液 检查无漏气,无可见的变形便为合格。 泄露试验 泄露试验的必要性: 气压试验合格的容器在某些情况下必须进行泄 露试验,主要是考虑到空气、氨、卤素及氦的渗透性强弱差异较大,用 空气进行气压试验时不漏,并不能保证用氨、卤素进行泄露试验时不漏 。这类容器是否还需进行泄露试验,需要设计者根据气压试验与泄露试 验所选择的介质进行判断,如二者荀泽的试验介质相同,则气压试验合 格的容器无需在进行泄露试验。 气密性试验 ? 试验介质:气密性试验所采用的气体通常为干燥、洁净的空气、氮气 或其他惰性气体。对易燃易爆介质的的压力容器和管道系统进行气密性试 验,必须进行彻底的清洗和置换。 试验方法:对要求脱脂的容器和管道系统,应采用无油的气体。 气 密性试验时,先升至气密性试验压力的10%,保压5~10min,检查焊缝和 各连接部位是否正常,如无泄露可继续升至规定压力的50%,如无异常现 象、无泄露,其后按每级10%逐级升压,每一级稳压3min,到达试验压力 时,保压进行最终检查,保压时间应不小于30min。 检验标准:容器经肥皂液或其他检漏液检查无气体渗漏,即认为合格 。如果发现焊缝或连接部位有泄露,需泄压后修补,如要补焊,补焊后要 重新进行耐压强度和气密性试验。 气密性试验 目的:严密性(气密性)试验主要检验容器和管道系统各连接部位(包括 焊缝、铆接缝和可拆连接)的密封性能,保证容器和管道系统能在使用压 力下,保持严密不漏 注意:为保证容器和管道系统气密性试验的安全,气密性试验应在水压 试验合格后进行 氨气泄露试验 必 要 性:由于氨具有较强的渗透性且极易在水中扩散被水吸收,因此 对于有较高致密性要求的容器,如液氨蒸发器、衬里容器等,常进行以氨 作为试验介质的泄露试验。 原 理:把允许充压的被检容器或密封装置抽成真空(不抽真空也可以, 其效果稍差),在器壁或密封元件外面怀疑有漏孔处贴上具有对氨敏感的 pH指示剂的显影带,然后再容器内部冲入高于0.1MPa的氨气,当有漏孔 时,氨气通过漏孔逸出,使显影带改变颜色,由此可找出漏孔的位置,根 据显影时间、变色区域大小可大致估计出漏孔的大小 注意事项:由于氨气能穿过被油、水阻塞的漏孔,因此可以适当降低对 被检件清洁程度的要求;可准确地找出漏孔位置氨对铜及铜合金有腐蚀作 用,故不能对含有这些材料的设备进行检漏;气对呼吸道和眼睛有强烈的 刺激,严重时还会引起中毒、视力损伤乃至失明,故需特别注意防护;氨 气易燃易爆 谢谢 退磁 定 义:有些工件经过磁粉检测后,不允许有剩磁的此在或有相应 的剩磁要求时,则需要退磁,退磁就是将被检测的工件内剩磁减小,达 到相应的剩磁要求,以至不妨碍共监督额使用性能。 交流退磁:将工件放在线圈中不动,铸件将电流幅值降为零,也可以 收到 同样的退磁想过。用交流电磁轭退磁时,先把电磁轭放在被检测 工件表面,然后在励磁的同时将电磁轭缓慢移开,直至被检工件表面完 全脱离电磁轭磁场的有效范围。用触头法检测后,可将触头在放回原处 ,然后让励磁的交变电流铸件衰减为零,即可实现退磁。 直流退磁:在需要退磁的被检工件上通以低频换向、不断递减至零的 直流电可以更为有效的去除工件内部的剩磁。 磁粉 湿法和干法 磁粉悬浮在油、水或其他液体介质中使用称为湿法,它是在检 测过程中,将磁悬液均匀分布在工件表面上,利用载液的流动 和漏磁场对磁粉的吸引,显示出缺陷的形状和大小。湿法检测 中,由于磁悬液的分散作用及悬浮性能,可采用的磁粉颗粒较 小。因此,它具有较高的检测灵敏度。特别适用于检测表面微 小缺陷,例如疲劳裂纹、磨削裂纹等。湿法经常与固定式设备 配合使用,也与移动和便携式设备并用。用于湿法的磁悬液可 以循环使用。 干法有称干粉法,在一些特殊场合下,不能采用湿法进行检测 时,而采用特制的干磁粉按程序直接施加在磁化的工件上,工 件的缺陷处即显示出磁痕。干法检测多用于大型铸,锻件毛坯 及大型结构件、焊接件的局部区域检查,通常与便携式设备配 合使用。


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