不锈钢复合板压力容器焊接无损检测技术研究

张树群

（冀东油田机械公司，河北 唐山 063000）

不锈钢复合板压力容器焊接无损检测技术研究

张树群

（冀东油田机械公司，河北 唐山 063000）

制造各类型的压力容器过程中，不锈钢复合板的焊接都是不可缺乏的。从容器整体来看，焊接方式关系到复合板的总体质量及安全性，同时也影响着容器本身的耐腐蚀特性。由此可见，推广选用优质的复合板就要从提升焊接质量入手。在焊接步骤中，借助无损检测的新方式可以测出细微的容器缺陷，更利于及时查出缺陷予以修补。结合焊接的真实情况，探析无损检测在各制作环节内的具体运用。

不锈钢复合板；压力容器；焊接；无损检测技术

目前，较多压力容器选用了不锈钢复合板来具体制成。不锈钢复合板设置了低合金钢或者碳钢的基层，经过轧制可以获得双金属材质的钢板。相比于常见材质，不锈钢轧制得到的复合板兼具了优良的强度以及耐腐蚀的特性，因而可用在化工炼油等较多行业。具体在检测时，相关人员也需要配备独特的方式用来测定复合板容器的真实性能，防控细微的质量弊病。选用无损检测的具体方式来测探压力容器的特性，在根本上提升了检测容器的总体质量。

1 无损检测的根本原理

无损检测依照的根本机理为：针对待检的对象，不破坏原有的性能并且维持原先的组织完整。在维持原有特性的基础上，相关人员可借助于磁反应或者声光电的反应来探测异常性的内在容器结构。由此可见，无损检测可选取特定的理化手段并且采纳配套性的检测仪器，探测的对象为表层材质隐含的缺陷。在检测范围内，无损检测是不可缺乏的一类途径，检测范围覆盖于缺陷类型、缺陷的尺寸及形态、缺陷的位置、具体的数目等。

在很大程度上，无损检测可反映出总体性的检测水准，目前已获得认同。从详细类别来看，无损检测又包含了射线、磁粉及超声等多类的检测流程。此外，近些年还衍生了交流场及涡流等的新式检测。

针对各类的压力容器，无损检测都可在根本上确保优质性，进而保证最佳的容器质量。例如：活性炭过滤器的设计压力为3.9 MPa，设计温度为70℃。过滤器采用复合板制造，基层材质为Q345R，厚度为28 mm；衬里材质为奥氏体不锈钢S30403（相当于00C r18Ni9），厚度为3 mm，两种材料的焊接收缩系数不同。具体在检测时，相关人员先要选取适当流程及方式，同时也有必要设置精准的检测比例。应当依照现有的检测规程予以总体设计，符合检测规定。

针对特殊的复合不锈钢容器，检测前还需考虑到容器本体的构架、材质及操作流程，经过综合衡量才能筛选适合用来检测的一类方式。对于复合板容器，检测人员应能参照给出来的图纸予以详细检测。

2 无损检测具体的类别

2.1 照射射线的检测

用射线来检测或者探伤时，需要借助于射线来透过待测的复合板容器，后期在记录检测影像时可以选用胶片。从各类检测流程来看，射线检测是常见的一类检测流程，同时也是非破坏式的无损检测。具体的机理为：射线可用来穿透所有的待测物质，胶片可以感知它透过的光源。类似于日常所见到的光线，射线也能制造潜在的胶片乳剂影像。各类物质具备了差异性的吸收系数以及密度，这种状态下胶片照射进来的射线也并不相同。相比而言，射线检测拥有了更高的精准性，然而也会耗费偏高的检测成本。

2.2 超声波的探测

超声检测的途径为：超声波与待测零件可以作用于彼此，进而产生附带性的散射或者投射光线。经过具体的辨别，可以测出复合板内在的力学特性及组织构架缺陷，进而精确评价了待测容器在焊接中的缺陷。从现状看，超声检测更适合复合类的非金属或者金属原材，具体可用来测定局部的容器缺陷。超声检测表现出更优的敏锐性，检测成本相对也是更低的。检测设备更便于携带，可用来测定较小尺寸的焊接缺陷。与此同时，检测的进程也不会伤害到身体。

2.3 磁粉的无损检测

在无损检测时，也可选用磁粉当做检测的介质。待测容器在受到磁化过程中，将会表现出断续性的表层磁力。在这时，表层磁粉会显露不均衡的运动痕迹，这种痕迹可以目测出来。磁粉检测具体可用于较窄间隔的焊接缝隙，例如针对焊接件、管材及各类的型材，都可借助于磁粉予以检测。然而，磁粉检测并不适用较小的容器夹角检测和非铁磁性材料的检测。

3 焊接不锈钢复合板的无损检测技术

如上述活性炭过滤器的具体工艺为：开单面V性坡口，复合层刨至离坡口10 mm处，打磨光滑后用渗透（PT）检测坡口质量，确定无分层、重叠等缺陷。卷制完成后先焊纵焊缝基层，在经校圆后组对封头筒节，然后焊接环缝基层，基层焊接结束后将根部磨平。进行渗透检测（PT），除去因筒体卷制、组对造成的复合层开裂及因两种材料的焊接收缩系数不同而造成的微裂纹，除去表面开口性质的裂纹等缺陷后再对整个基层进行超声检测（UT）。

因两种材料的焊接收缩系数不同在基层焊接完成后容易在基层与复合层之间产生裂纹性质的缺陷，而超声检测对裂纹性质的缺陷其检出率要强于R T检测，如在基层焊接接头中存在超标缺陷时也容易进行返修，且不会影响复合层的焊接质量。经过超声检测合格后再开始复合层焊缝堆焊（焊接材料与复合板相同）至整个焊缝成型，成型后的焊缝进行修磨后方可进行渗透检测，以除掉焊接过程中产生的开口性缺陷，最终对所有对接焊缝进行100%的射线检测，用以排除超声和渗透检测方式中无法发现或难以发现的超标缺陷。详细而言，无损检测针对于复合板不锈钢的焊接可选如下的技术流程。

第一类方式为：针对AB这两类的基层接头，焊接过后即可通过超声或射线的具体检测。检测人员在这个步骤中，有必要结合实情来设置合格等级以及检测比例。经过初步测查，再进入后续的复层及过渡层焊缝测查。在这其中，若选用了渗透检测那么需要确认I级的焊缝检测等级。选用这类检测可在更大范围内确保符合基层强度，同时也便利了后续的返修。然而，这类检测也较易漏掉焊接时的过渡层，因而留下了后续测查时的隐患。

第二类方式为：完成基层焊接以后，直接进入超声或射线的无损检测。检测了基层材质后，再次打磨容器内的焊缝而后进入磁粉检测。在确认合格后，再次焊接容器的过渡层。经过表层的检测，相关人员可进入后期的焊接复层。在最后步骤中，无损检测才进入了检测渗透的过程中。如果有必要，可选择射线检测用来探测过渡层、基层和容器复层。这种操作可以妥善防控漏检复层和过渡层，需要从全程入手来监督焊接质量。然而，这类检测也耗费了额外的工序成本，流程比较繁琐。

第三类方式为：针对C D等级的接头焊缝，检测人员可视情况来选取较低层次的无损检测。在详细测定时，也可参照给出的容器等级予以具体设置。这类检测较多适用于容器接管、封头以及筒体、容器支架衔接的垫板鞍座等。总体来看，较低层次的焊接容器检测针对于少数受压或者非受压性的容器构件。操作时，还需要考虑到检测表层焊材的具体方式，设置因地制宜的无损检测。

4 结语

在制作压力容器时，选用复合式的不锈钢板可以强化容器的承载性，进而也增加了强度。然而，不锈钢复合板融合了双重的材质，这两类材质分别呈现出各异的理化特性。具体在检测中，检测人员应能考虑到综合的容器材质特性，在此基础上选取最合适的检测流程及方式。从目前阶段来看，针对焊接压力容器过程中的无损检测仍没能达到成熟，有待长期的改进。未来的实践中，还需继续归纳无损检测的经验，完善配套的检测技术。

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TG457.5

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1671-0711（2016）10（上）-0081-02