在用压力容器超声检测评定分析

刘国强

摘要 ：本文依据《压力容器定期检验规则》和《承压设备无损检测》，对在用压力容器定期检验中的超声检测评定安全状况等级的难点作了一定的论述与探讨。

关键词 ：压力容器 定期检验 超声检测 安全状况等级

依据《压力容器定期检验规则》（TSG R7001-2013），在用压力容器定期检验中可根据具体情况对设备埋藏缺陷进行超声检测抽查，并根据超声检测结果评定相应项目的安全状况等级。

下面我们先看《压力容器定期检验规则》中对埋藏缺陷的安全状况等级是如何划分的，规则中第四十四条具体规定如下：

相应制造标准允许的焊缝埋藏缺陷，不影响定级；超出相应制造标准的，按照以下要求评定安全状况等级：

（一）单个圆形缺陷的长径大于壁厚的1/2或者大于9mm，定为4级或者5级；圆形缺陷的长径小于壁厚的1/2并且小于9mm，其相应的安全状况等级评定见表1和表2；

注：表1、表2中圆形缺陷尺寸换算成缺陷点数，以及不计点数的缺陷尺寸要求，见JB/T4730相应规定。

（二）非圆形缺陷与相应的安全状况等级评定，见表3和表4；

注：表3、表4中H是指缺陷在板厚方向的尺寸，亦称缺陷高度；L指缺陷长度（单位为mm）。对所有超标非圆形缺陷均应当测定其高度和长度，并且在下次检验时对缺陷尺寸进行复验。

（三）如果能采用有效方式确认缺陷是非活动的，则表4、表5中的缺陷长度容限值可以增加50%。

由第四十四条来看，对焊缝埋藏缺陷我们要先查清楚该压力容器在制造时的超声无损检测合格等级要求，当埋藏缺陷在制造标准允许合格等级范围内时，不影响该压力容器的整体安全状况等级，此时埋藏缺陷的超声检测评定按照《承压设备无损检测》（JB/T 4730-2005）的相应要求来进行；而当埋藏缺陷在制造标准允许合格等级范围外时，我们要按照《压力容器定期检验规则》的要求来划分埋藏缺陷的安全状况等级。

对《压力容器定期检验规则》中表2、表3、表4和表5进行分析，要评定埋藏缺陷的安全状况等级首要的就是确定埋藏缺陷是圆形缺陷还是非圆形缺陷。圆形缺陷（圆形缺陷是指长宽比不大于3的缺陷，包括气孔、夹渣及夹钨等）的判定比较容易，依据《承压设备无损检测》附录H的波形模式Ⅰ进行判定。而对于非圆形缺陷（非圆形缺陷是指长宽比大于3的缺陷，包括条孔、条状夹渣、未熔合、未焊透等）的话需要判定是未熔合、未焊透还是条状夹渣。依据《承压设备无损检测》附录H的波形模式Ⅱ、波形模式Ⅲ和波形模式Ⅳ进行判定，只能判定缺陷为大平面反射体、不规则大反射体和多重缺陷，比较难判定是未熔合、未焊透和条状夹渣中的哪一种或者是兼而有之。

在用压力容器焊缝的焊接质量受人的因素和环境的影响很大，超声无损检测时有未焊透、未熔合、裂纹、气孔和夹渣等焊接缺陷产生的回波，也可能有焊缝内成型（内凹或内凸）和错边产生的回波。有些回波信號在超声示波屏上出现的位置相同或相近，有的形态又很相似，给检测工作识别带来了难度，有可能造成误判、漏判。因此在压力容器超声无损检测前首先应对其出厂资料和制造的情况（如：焊接工艺、坡口形式、钝边高度、钝边间隙等）进行了解，分析缺陷产生的可能性及其产生在焊缝中的部位，正确判断反射回波，可以防止焊缝中缺陷的漏检、误检，同时结合探头的扫查方式观察缺陷的动态回波变化特点进行分析。

超声无损检测技术中的关键问题是对埋藏缺陷的定位、定量和定性评定。迄今为止，在对缺陷的定位和定量评定方面取得了很大进展，并逐步趋于成熟与完善。如在众多有关超声检验的技术规范中，对诸如确定缺陷埋藏深度及在探测面上的投影位置，评定缺陷的当量大小，延伸长度以及缺陷投影面积等都有明确的方法规定，对保证产品的质量和安全使用具有重大作用。然而，在对缺陷定性评定方面却存在相当大的困难，这主要是由于缺陷对超声波的反射特性取决于缺陷的取向、几何形状、相对超声波传播方向的长度和厚度、缺陷的表面粗糙度、缺陷内含物以及缺陷的种类和性质等等，并且还与所使用的超声检测系统特性及显示方式有关，因此，在超声检测时所获得的缺陷超声响应是一个综合响应。在目前常用的超声检测技术上还难以将上述各因素从综合响应中分离识别出来，给定性评定带来了困难。

由上可见在用压力容器定期检验中对焊缝埋藏缺陷超声检测安全状况等级评定的话，圆形缺陷和非圆形缺陷的区分相对容易，而对非圆形缺陷的定性分析有一定的难度。因此在对非圆形缺陷的定性分析上要多学习、多观察、多实践，加入其他无损检测方法互相验证，以便能够较好的完成在用压力容器的安全状况等级评定，为设备的安全使用提供有力的保障。

引用标准规范

（1）《压力容器定期检验规则》（TSG R7001-2013）

（2）《承压设备无损检测》（JB/T 4730-2005）