论文压力容器缺陷检测补焊修复探究是关于对不知道怎么写压力容器论文范文课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文压力容器定义论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。
摘 要：随着压力容器类别和结构的复杂化及工作条件和压力容器制造质量的无保障化,多数工厂的压力容器纷纷出现表面缺陷（包括表面裂纹、焊缝咬边）、埋藏缺陷（包括埋藏裂纹、未焊透或未熔合、气孔和夹渣）,其中上述缺陷多表现为焊缝缺陷.压力容器焊缝缺陷的存在严重影响着工厂科技化水平的提高及生产能力的增强,则加强对压力容器焊缝缺陷的研究具有现实意义.文章主要就压力容器焊缝缺陷的检测展开讨论,同时根据讨论结果提出行之有效的解决措施.
关键词：压力容器；表面缺陷；检测
1 压力容器焊缝缺陷的检测
某压力容器属大型加氢反应器,其主要技术参数为：总重量>600 t、主体材质为Cr-Mo钢、内壁堆焊为6 mm厚不锈钢、设计压力为15.2 MPa、壳体厚度为202 mm.该大型加氢反应器的被检焊缝为28 mm宽U型坡口环焊缝,先对其采取100 %超声检测.检测结果显示,该环焊缝整体皆存有缺陷,其中缺陷集中分布在150～200 mm范围内,此外该环焊缝的缺陷当量较小,结合承压设备无损检测（JBT4730.1-2005）可确定,该环焊缝应达到Ⅰ级要求.
1.1 检测器材的选择、检测面的准备、仪器的调节
本次检测选择CTS-22型模拟超声波探伤仪及耦合剂.为了适应较厚工件对超声横波灵敏度和穿透能力的要求,此次检测选用折射角45°、晶片尺寸20 mm×20 mm、频率2.5 MHz的2.5 Z20×20 K1型探头,同时选用CSK-ⅣN0.4试块.横波斜探头对压力容器焊缝缺陷的检测通常包括探头移动区和检测区两大检测面,其中检测区的宽度为焊缝自身宽度+焊缝两侧各10 mm；探头移动区为303 mm.此外,必须及时把上述检测面的氧化皮、飞溅物、油污等物质清除干净.关于检测仪器的调节,具体做到如下方面：利用深度定位法和CSK-IA试块,对仪器的扫描速度进行定位,即满屏幕200 mm；把灵敏度调至要求水平,再找出CSK-ⅣANo.3试块的25 %、50 %、75 %位置Φ9.5 mm×40 mm长横孔反射回波的最大值,同时做出DAC曲线；把扫查灵敏度调至14 dB.
1.2 焊缝缺陷的检测
对压力容器焊缝缺陷进行超声波检测通常需遵循如下操作流程：利用锯齿把焊缝缺陷波扫查出来→采用左右、前后、环绕、转角等方式对缺陷波进行扫查→对焊缝缺陷的动态波形进行跟踪观察→测出焊缝缺陷的当量→准确推断出焊缝缺陷的分布方向.若采用折射角45°频率2.5 MPa的斜探头对焊缝缺陷进行检测,可发现某些显著的缺陷波形信号出现在荧光屏的右侧.由于上述检测未对灵敏度检测完毕后的缺陷波行进行调整,则正常检测出缺陷波形信号仅能维持到荧光屏的1/5.由此可见,有必要把压力容器焊缝缺陷的当量调至Φ9.5×40-16 Db～Φ9.5×40-10 dB范围内.
1.3 检测过程分析
针对某些呈现出显著缺陷波的部位,最好对其进行气切割取样,同时采用机械加工法把试样表面的淬硬层去掉,之后再对其做磨平和抛光处理.处理结果显示,由超声检测定位的部位存有四处缺陷,且皆分布在熔合线的位置.除此以外,再次通过金相显微镜对其中一处经抛光处理好的焊缝缺陷试块进行观察可发现,该处缺陷存有显著的尖端及微量的杂质,同时呈现出裂纹的形貌.若再次通过扫描电镜放大缺陷显微区域,结果发现焊缝缺陷具有沿晶界随性网状裂纹性质.此外,扫描电镜成分定性结果显示,焊缝缺陷部位S、Ti、Cr、Nb元素的含量非常高,其中以S元素为甚.由此可见,该压力容器焊缝缺陷主要由Ti元素的C和N非平衡化合物和杂质、S元素沿晶界偏聚所致.
2 压力容器焊缝缺陷的补焊修复
根据国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）及《压力容器安全评定系统》,主要就压力容器焊缝缺陷提出如下补焊修复措施：
2.1 压力容器焊缝缺陷的表面打磨处理
由《压力容器安全评定系统》可知,若压力容器焊缝的表面裂纹深度≤4 mm,其很难引起焊缝出现断裂时效问题,则无需对裂纹深度<3 mm的焊缝缺陷进行补焊处理,但此时需采取直接性的手动打磨处理.对焊缝裂纹的手动打磨需做到如下事项：打磨手法要轻稳,不得出现剧烈振动,由此确保焊缝裂纹断口的过渡足够圆滑,此外不得存有棱角或尖角等现象.若焊缝裂纹的深度>4 mm,裂纹补焊之前必须使用角向磨光机对坡口进行磨平处理,直至距离裂纹两端10～15 mm,同时必须把表面坡口位置的表面硬化层和杂质清除干净,以便补焊作业的顺利开展.
2.2 压力容器焊接裂纹的补焊
压力容器焊接裂纹的补焊通常被认为是整个压力容器修复技术的关键工序.一般而言,压力容器焊缝裂纹的成因分析、消氢处理、裂纹打磨、安全评定、热处理降低残余等手段可为焊缝裂纹补焊工序提供有利的条件及理论依据.尽管压力容器焊接裂纹的补焊可使原有裂纹的缺陷被彻底消除,但同时也可能由此衍生出一系列新的缺陷,如未熔合、夹渣、冷裂纹、气孔、结晶裂纹等,则必须对压力容器焊接裂纹的补焊工艺进行严格把控.补焊工艺的选择通常需坚持如下原则：以控制残余应力的增加为前提条件,以达到控制新裂纹产生及满足既定机械性能为标准,此外,压力容器焊缝裂纹的补焊还需注意如下事项：尽量控制好残余应力和热应力；尽可能规避马氏体组织的出现,同时需严格控制焊缝及其影响范围内的氢含量.
2.3 补焊后的热处理
为了有效控制焊接残余应力及提高压力容器的使用性能,压力容器焊接缺陷补焊后通常需进行热处理.补焊后的热处理之前,同时需对补焊位置的表面进行打磨处理,此时必须把打磨的平滑度控制到一定的标准.待探伤合格后方可开始局部退火热处理,具体的工艺条件包括：加热器具使用自制丙烷加热器（该加热器具备使用灵活、加热均匀、效果显著等特征）.
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参考文献：
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