鈦/鋼及鋯/鋼復(fù)合板容器微泄漏的組合檢測(cè)工藝

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(1.西安優(yōu)耐特容器制造有限公司，西安 710201；2.環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心，北京100082)

因鈦材、鋯材具有良好的耐蝕性能，被廣泛應(yīng)用于制鹽、冶金、精細(xì)化工及制藥等行業(yè)。但由于鈦材、鋯材的成本較高，所以其容器造價(jià)也較高。

圖1 覆層蓋板焊接結(jié)構(gòu)示意

鈦、鋯和鋼不能直接熔焊，其復(fù)合板容器覆層的焊接接頭位置一般采用墊條蓋板雙層保護(hù)的結(jié)構(gòu)(見圖1)。該部位焊接接頭的焊接質(zhì)量是整臺(tái)設(shè)備質(zhì)量的關(guān)鍵。

在實(shí)際生產(chǎn)中,這些焊接接頭中一些微小穿透性氣孔或微裂紋等缺陷往往不易用常規(guī)檢測(cè)方法檢出，所以設(shè)備在壓力試驗(yàn)的升壓操作過程中易出現(xiàn)焊縫泄漏。

針對(duì)某復(fù)合板設(shè)備在壓力試驗(yàn)過程中出現(xiàn)微泄漏的情況，筆者總結(jié)了兩種組合檢測(cè)工藝，較好地解決了這一問題，為鈦/鋼、鋯/鋼復(fù)合板容器設(shè)備覆層蓋板焊縫微小缺陷的檢測(cè)提供了參考。

1 覆層蓋板焊縫常用無損檢測(cè)方法優(yōu)缺點(diǎn)

復(fù)合板設(shè)備覆層蓋板焊縫常用的無損檢測(cè)方法優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

表1 復(fù)合板設(shè)備覆層蓋板焊縫常用

2 某鋯/鋼復(fù)合板設(shè)備微泄漏檢測(cè)工藝試驗(yàn)

某鋯/鋼復(fù)合板設(shè)備的覆層蓋板焊縫在焊接完成后，按產(chǎn)品工藝要求，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其覆層焊縫進(jìn)行著色滲透法和氣密檢漏法檢測(cè)，結(jié)果均合格；接著對(duì)設(shè)備進(jìn)行整體水壓試驗(yàn)，當(dāng)保壓至30 min時(shí)，從某檢漏嘴發(fā)現(xiàn)了微泄漏。為了精確定位缺陷位置，進(jìn)行了下述3種組合檢測(cè)工藝試驗(yàn)。

2.1 氣密檢漏法-著色滲透法

圖2 氣密檢漏法檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)示例

氣密檢漏法-著色滲透法檢測(cè)工藝是先對(duì)泄漏區(qū)域蓋板焊縫進(jìn)行氣密試驗(yàn)，檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)示例如圖2所示。由被檢區(qū)域的檢漏嘴通入0.3 MPa(因空間較小，如果壓力大可能導(dǎo)致蓋板及其焊縫變形或破壞)壓縮空氣，保壓一定時(shí)間后,在其背部(容器內(nèi))覆層蓋板焊縫表面涂刷肥皂水并觀察，未發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)；接著將被檢部位表面清潔干燥后，按標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47013.5-2015《承壓設(shè)備無損檢測(cè) 第5部分：滲透檢測(cè)》Ⅰ級(jí)的要求進(jìn)行著色滲透檢測(cè)，也未發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)，其檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)示例如圖3所示。說明此種組合檢測(cè)工藝不能檢出復(fù)合板微泄漏缺陷。

圖3 著色滲透法檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)示例

2.2 氦氣檢漏法-熒光滲透法

圖4 氦氣檢漏法原理示意

氦氣檢漏法-熒光滲透法檢測(cè)工藝為先進(jìn)行氦氣檢漏法檢測(cè)(按標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47013.8-2012《承壓設(shè)備無損檢測(cè) 第8部分：泄漏檢測(cè)》)；然后進(jìn)行熒光滲透法檢測(cè)。氦氣檢漏法原理示意如圖4所示，將氦氣與氮?dú)饣旌蠚馔ㄟ^微泄漏區(qū)域檢漏嘴充入蓋板和殼體之間的空間，在容器內(nèi)部用嗅吸探頭(吸槍)對(duì)蓋板及其焊縫進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)過程中氦檢漏儀在蓋板焊縫一段區(qū)域內(nèi)報(bào)警，大致確定出了漏點(diǎn)的位置，但無法精確定位。經(jīng)分析認(rèn)為，因氦氣較輕，泄漏后在空氣中擴(kuò)散較快，且報(bào)警需一定的響應(yīng)時(shí)間，故不易明確判定泄漏點(diǎn)，氦氣檢漏法檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)示例如圖5所示。

圖5 氦氣檢漏法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)示例

接著在氦檢漏儀報(bào)警區(qū)域(此區(qū)域焊縫長(zhǎng)度約100 mm)按標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47013.5-2015標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ級(jí)的要求進(jìn)行熒光滲透法檢測(cè)，清晰顯示出了漏點(diǎn)的形狀和位置，這種組合檢測(cè)工藝實(shí)現(xiàn)了漏點(diǎn)的精確定位。

2.3 氨氣檢漏法-熒光滲透法

氨氣檢漏法-熒光滲透法檢測(cè)工藝為先進(jìn)行氨氣檢漏法檢測(cè)(按標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47013.8-2012)。將微泄漏區(qū)域蓋板和殼體之間的空間抽成真空(不抽真空也可以，其效果稍差)，并在蓋板焊縫表面貼上對(duì)氨敏感的酚酞試紙(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的酚酞，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49%的酒精和50%的水)，然后將純氨通過微泄漏區(qū)域檢漏嘴充入蓋板和殼體之間的空間，保壓5 min，隨后發(fā)現(xiàn)微泄漏部位酚酞試紙(見圖6)約直徑20 mm的圓形片狀區(qū)域變紅，漏點(diǎn)區(qū)域基本確定。

圖6 氨氣檢漏法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)示例

接著對(duì)該區(qū)域按標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47013.5-2015 Ⅰ級(jí)的要求進(jìn)行熒光滲透法檢測(cè)，很清晰地檢測(cè)出了漏點(diǎn)的形狀和位置。這種組合檢測(cè)工藝較好地實(shí)現(xiàn)了漏點(diǎn)的精確定位。

3 結(jié)語

通過上述3種組合檢測(cè)工藝的實(shí)踐，表明對(duì)復(fù)合板設(shè)備覆層蓋板焊縫的微泄漏檢測(cè)，可采用氦氣檢漏法-熒光滲透法，也可采用氨氣檢漏法-熒光滲透法，這兩種工藝均能精確地對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行定位，解決了常規(guī)單一檢測(cè)方法無法檢測(cè)微泄漏或?qū)βc(diǎn)定位困難的問題。

[1] 胡學(xué)知.滲透檢測(cè)[M]. 北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007．

[2] 《國(guó)防科技工業(yè)無損檢測(cè)人員資格鑒定與認(rèn)證培訓(xùn)教材》編審委員會(huì).泄漏檢測(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005．