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氣化爐無損檢測

文檔作者：薛福連文檔來源：遼中縣遼河化工廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年08月18日
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第39卷第4期
2010年7
石油化工設備
PETR0一CHEMICAL EQUIPMENT
VoL 39 No．4
July． 2010
文章編號：1000—7466(2010)04—0085—03
氣化爐無損檢測
薛福連
(LI中縣遼河化工廠，遼寧遼中110200)
摘要：氣化爐結(jié)構復雜，無損檢測具有一定難度，對其無損檢測過程進行了簡單闡述。
關鍵詞：氣化爐；無損檢測；汽輪機組循環(huán)熱效率；冷卻水管
中圖分類號：TQ 050．6；TG 115．28 文獻標志碼：B
NOndestructiVe Testing of Gasifier
XUE Fu-lian
(Liaozhong Chemical Engingeering Corporation， Liaozhong 1 10200，China)
Abstract：As the structure of gasifier being complicated，its nondestructive is difficult．The de—
tail nondestructive process was described．
Key words：gasifier；nondestructive；the circulation ratio of steam turbine；cooling water tube
(5)焊接工藝評定在焊接工藝評定時，必須使
用原材料，焊接位置和條件等應與現(xiàn)場盡量一致，以
利于指導現(xiàn)場實物焊接質(zhì)量。按焊接工藝評定進行
現(xiàn)場穩(wěn)定化熱處理時，必須保證焊縫各項力學實驗
與金相組織符合規(guī)范要求。
(6)嚴格控制水蒸氣等的cl一含量 保溫應選
用低氯含量的材料，并外加防護層，避免雨水等液體
水直接淋到管子上。
(7)監(jiān)督和檢查要對集合管、爐管等加強檢查
與監(jiān)測，有條件時建議請專家對制氫裝置轉(zhuǎn)化爐頻
繁開停對設備的影響進行評估。
5 結(jié)語
改造后的集合管使用良好，說明此改造方案可
行，可為同類設備設計、運行提供一定借鑒。
參考文獻：
Eli ASTM A 312／A 312M-06，Standard Specification for
Seamless，Welded，and Heavily Cold Worked Auste—
niticStainless Steel Pipes[S]．
[2] GB／T 4340．1—2O09，金屬材料維氏硬度試驗第1部
分：試驗方法[S]．
[3] ASTM A 213／A 213M-04，Standard Specification for
Seamless Ferritic and Austenitic Alloy-Steel Boiler，Su—
perheater，and Heat_Exchanger Tubes[S]．
[4]，GB／T 13298-1991，金相顯微組織檢驗方法Is]．
[5] GB／T 1954-2008，鉻鎳奧氏體不銹鋼焊縫鐵素體含
量測量方法IS]．
[6] 肖紀美．不銹鋼的金屬學問題[M]．北京：冶金工業(yè)出
版社，2006：244—264．
[73 趙偉，陳斌，張玉福，等．氣化爐氧一蒸汽混合三通
開裂失效探討[J]．石油化工腐蝕與防護，2002，19(1)：
42—45．
[8] 郭志軍，陳東風，李亞軍，等．油氣田高含H S、CO 和
cl一環(huán)境下壓力容器腐蝕機理研究進展[J]．石油化工
設備，2008，37(5)：53—57．
[9] 柴可良，彭瓊，郭志軍，等．加氫換熱器殼程出口彎頭
開裂失效分析[J]．石油化工設備，2003，32(2)：17—19．
[1O]左景伊．應力腐蝕破裂[M]．西安：西安交通大學出版
社，1985：31—41，99—111．
[11]岡毅民。中國不銹鋼腐蝕手冊[M]．北京：冶金工業(yè)出
版社，1992：204．
(許編)
收稿日期：2010-02—08
作者簡介：薛福連(1948一)，男，高級工程師，學士，從事石油化工設備技術工作。
石油化工設備 2010年第39卷
某公司為沈陽市煤氣工程生產(chǎn)的03 800 mm
的加壓氣化爐，在無損檢測時存在兩大技術難點：①
射線檢測。此產(chǎn)品結(jié)構比較復雜、形狀異常特殊，通
常的射線檢測難以滿足技術要求。為了完成特殊部
位的射線檢測，必須制作專用工裝卡具并通過試驗
制定相應的照相工藝。②超聲波檢測。氣化爐焊接
接頭有非對稱形式及Y形節(jié)點焊接接頭，此時，超
聲波反射信號比較難以判定，如何準確定位也存在
難點。
JB 473O一94《壓力容器無損檢測》規(guī)定_1]，僅在
接管內(nèi)徑大于200 mm 時才能進行超聲波檢測。在
實際工程中，對于接管內(nèi)徑大于200 mm 的管座角
焊縫，需要增加超聲波檢測以加強質(zhì)量控制。為確
保03 800 mm 加壓氣化爐的產(chǎn)品質(zhì)量，制定了特殊
的無損檢測方案，文中對此進行了簡單介紹。
1 特殊結(jié)構部件射線照相工藝的制定
針對該產(chǎn)品復雜而特殊的結(jié)構，反復研究后制
訂了切實可行、符合標準要求的弧形探傷工藝?；?
形板射線檢測布置見圖1，弧形斜錐的射線檢測布
置見圖2，斜錐的射線檢測布置見圖3。
圖1中，選用Ir 射線源，其位置位于弧形板
處，采用類似周向曝光技術。在RT(1)位置，焦距
為1 600 mm，一次射線透照可以實現(xiàn)7條縱縫探傷
檢查。在RT(2)位置，焦距為1 000 mm，一次射線
透照可以實現(xiàn)2張直段探傷檢查。在RT(3)位置，
焦距為600 mm。
圖2中，選用Ir 蛇射線源，其位置位于弧形斜錐
處。經(jīng)過對該產(chǎn)品結(jié)構反復核算后，采用縱縫周向
曝光技術，一次完成全部焊接接頭的射線檢測，且各
項指標均可以達到有關標準要求。
圖3中，選用Ir 射線源，其位置位于斜錐處。
在RT(1)位置，焦距為1 600 mm，對每條縱縫的
上部實施射線檢測，此位置布置1張底片。在RT
(2)位置，焦距為1 350 mm，對每條縱縫的中部實
施射線檢測，此位置布置3張底片。在RT(3)位
圖1 弧形板透照布置示意圖
置，焦距為1 700 mm，對每條縱縫的底部直段和弧
段實施射線檢測，底部布置4張底片，弧段布置1張
底片。
由于斜錐斜度較大且底部存在弧部，為了保證
厚度透照比以及底片黑度的均勻化，特將斜錐分成
3段進行透照，采用類似于環(huán)縫的周向曝光技術可
以完成該斜錐體的檢測。
萎I
／／
圖2 弧形斜錐透照布置示意圖
圖3 斜錐透照布置不意圖
2 超聲波試塊的設計加工
文獻[1]第8．1條規(guī)定，對接焊縫用試塊為
CSK—IA、CSK一ⅡA、CSK一ⅢA及CSK一ⅣA，其檢測
面均為平面。氣化爐內(nèi)外筒的A、B類焊縫的檢測
面均為曲面，有的部位曲率半徑很小，且既有凹面也
有凸面。為了克服曲面探傷帶來的聲耦合差與定位
誤差大的缺陷，特此設計了系列 2 mm×40 mm 的
人工反射體曲面試塊。
文獻[1]中，接管角焊縫在接管內(nèi)徑大于
200 mm時才能實施超聲波檢測。義馬煤氣工程設
計要求為，接管內(nèi)徑小于200 mm 的插入式接管角
焊縫應當盡可能地實施超聲波檢測。
為了克服曲面探傷帶來的聲耦合差、較大的定
位誤差并繪制不同靈敏度下的距離一波幅曲線，為此
設計了曲率半徑分別為R40 mm、R6o mm、RS0 mm
及R100 mm，且配制不同聲程的 2 mm、O3 mm及
6 mm曲面平底孔試塊，可以滿足接管內(nèi)徑為72
～ 2O0 mm 的插入式接管角焊縫的超聲波檢測
要求。
第4期 薛福連：氣化爐無損檢測 · 87 ·
3 超聲波探頭設計
氣化爐的接管角焊縫結(jié)構各異，規(guī)格不一，對探
頭的綜合性能要求比較高。按照文獻[1]要求，該類
焊縫的超聲波檢測以直探頭檢測為主。
直探頭可分為單直探頭和雙直探頭。單直探
頭有硬質(zhì)保護膜，為了改善聲耦合條件，只能采用
小直徑的晶片。為了獲得良好的聲束指向性，宜
采用高頻率。雙直探頭的延遲塊為有機玻璃，可
以修磨成與探測面相同的曲率，聲耦合條件大為
改善。
為了適應不同聲程缺陷的檢查能力，其晶片尺
寸、探頭頻率以及延遲塊高度都需要進行綜合考慮。
為此完成了10P8Z、5P14Z、5P20Z、2．5P20Z的單直
探頭和2．5P10 X 12×2，5P10 X 12 X 2，2．5P 14，
2．5PO20雙直探頭的設計工作，可以完成氣化爐接
管角焊縫超聲波信號的識別與檢測任務。
4 法蘭與錐體不等厚度對接環(huán)焊縫的射線
檢測及超聲波檢測
法蘭與錐體不等厚度對接環(huán)焊縫結(jié)構及超聲
波定位示意圖見圖4。與普通焊縫相比較，該不等
厚度對接環(huán)焊縫有以下特點：① 焊縫熔池中心線
與板厚方向不一致(角度40。)，由此造成射線檢測
時射線束與膠片不垂直。② 焊縫熔池上下、左右
不對稱。③ 外焊縫的余高基本磨平，外輪廓在底
片上辨認困難。由此給射線檢測的對位、標記、IQI
選擇及超聲波檢測信號的識別、判定都帶來了很
大的困難。
圖4 法蘭與錐體不等厚度對接環(huán)焊縫結(jié)構
及超聲波定位示意圖
針對以上特殊情況，在射線檢測中，為了準確對
位以及獲得良好的投影關系，采用了4 MeV直線加
速器進行激光對位。由于焊縫的實際透照厚度為
73／sin40。一114 mm，但按照焊縫厚度定義，焊縫厚
度應為73 mm。在選擇IQI象質(zhì)指數(shù)與圓形缺陷的
等級評定時，應當以焊縫厚度73 mm為準。通過以
上分析，并認真研究了該投照條件下的投影關系，獲
取了符合文獻Eli要求的底片。
超聲波檢測的檢測面選擇為外表面，由于熔池
左右不對稱，為了正確分析評定超聲波信號，進行了
定位修正，有下式成立：
h ：h／sin40。一1．56 h
L 一L+ ctg40。一L+ 1．19 h
由上式可以看出，定位修正的計算公式與探頭
的K值無關。在實際探傷時，選取K一1．5和K一
2．0兩種角度的單斜探頭，以利于檢測出各種方向
的缺陷。
5 氣化爐上封頭軸套管的超聲波檢測
氣化爐上封頭形式為蝶形，內(nèi)徑為4 000 mm，
名義厚度73 mm。軸套管規(guī)格為 35 mm ×
50 mm，為非徑向插入式接管，屬于Y形節(jié)點焊縫，
其焊縫截面的形狀隨著其相關線的位置不同而在發(fā)
生陣變化，超聲波定位十分困難。
為了獲取各部位的焊縫兩面角，國內(nèi)外都采取
作圖分析法。一般來講，從o：。O～6：00位置的7
個特殊截面的作圖過程大約需要花去2個熟練探傷
人員一天的工作時間。而對于任意截面，用作圖法
更是無法實現(xiàn)。為此，本次氣化爐上封頭軸套管的
超聲波檢測采用了數(shù)學矢量法和作圖法相結(jié)合的方
法，實現(xiàn)了該焊縫超聲波信號的識別、判定、缺陷定
位及驗收。
6 結(jié)語
此次氣化爐的無損檢測具有一定的特殊性，采
用了非對稱對接焊縫的定位修正以及Y形節(jié)點的
超聲波檢測新手段，完成了復雜結(jié)構的檢測，取得了
較好的經(jīng)濟效益，可為類似產(chǎn)品的無損檢測提供良
好的借鑒作用。
參考文獻：
[1] JB 473O一94，壓力容器無損檢測ES]．
Ez] 薛福連．煤氣爐發(fā)生改造[J]．石油化工設備，2009，38
(1)：lo5—1O6．
E3] 白玉琴，尋小玲．氣化爐主要內(nèi)件的損壞及修復EJ]．石
油和化工設備，2005，(1)：20—21，28．
E4] 管志新，盛天雷，張衛(wèi)東．氣化爐殼體裂紋分析及分析
_J]．石油化工設備，2004，33(2)：74—75．
(許編)

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