压力容器焊缝超声波探伤

3.2超声波扫查机构
焊缝扫查机构用来携带超声检测机构,首先清除壁面铁锈,涂 抹耦合剂,然后利用超声探头进行检测,对有缺陷的位置打标 进行缺陷标记。
3.3超声波探伤仪
超声检测模块是完成压力容器检测的核心功能模块,它由超声检测仪及其驱动 软件、超声探头、探头携带机构组成。在无损检测领域,超声检测技术已经发 展比较成熟,市场上已有较为成熟的产品出售。在本课题中,课题组选则了北 京卓川电子科技有限公司生产的 BSN616 超声波探伤仪。
0.5-2.5 0.5-3.5 <0.1t 且不大于2.0
角焊缝
焊角尺寸 （mm）
焊缝余高 （mm）
hf≤6 hf>6 hf≤6 hf>6
0-1.5 0-3
0-1.5 0-3
组合焊缝 焊角尺寸
T形接头，十字接头、角接 头
起重量≥50t，中级工作制
吊车梁T形接头
（注：b为焊缝宽度，t为连接处较薄的板厚，hf为焊角尺寸。）
焊缝坡口形式
卷边 平对 V形坡口 U形坡口 X形坡口 K形坡口
适合厚度（mm）
1-3 3-8 3-26 12-60 20-60 ＞12
2压力容器焊缝的主要缺陷
2.1压力容器焊缝的焊接形式
目前压力容器的焊缝分类还是沿用美国锅炉和压力容器规范ASME中规定，将焊缝分为A、 B、C、D种4大类。
A类：纵向接缝的圆柱部分（多层包扎容器板层除纵向接头，球形封头与筒体连接）连 接环，各种凸头拼接在焊接头，埋管和壳体对接连接。
压力容器焊缝超声波探伤
第三组
1压力容器简介
源自文库
目 录
2压力容器焊缝的主要缺陷
3超声波探伤技术
4压力容器焊缝超声波探伤
1 压力容器简介
长期在腐蚀、低温、高温和高压下操作的容器存在材料劣 化、脆断、蠕变开裂和蠕变疲劳断裂的可能性,原有缺陷 的存在和扩展会导致容器失效，如何检验、检测和监测危 险性缺陷,了解设备的运行状态,以判断容器能否继续使用, 是保证压力容器与管道安全运行的关键问题,也是目前压 力容器工程技术人员日益关注的问题
提高操作能力，选取合适的角度和合理的 参数，加强技能水平。
2.3压力容器焊缝等级划分
参考JB4730-1994压力容器焊缝质量等级要求的规定整理焊缝的质量等级要求： 表3 焊缝的质量等级要求
项目
Ⅰ级
允许偏差（mm） Ⅱ级
对接焊缝
焊缝余高 （mm）
B<20 b≥20
焊缝错边
0.5-2 0.5-3 <0.1t 且不大于2.0
压力容器是一种典型的焊接结构产品，焊接成为压力容器制造过程中 最重要的环节，压力容器主要受压部件承压壳体的主要焊缝（如壳体 的纵焊缝和环焊缝等）主要采用全焊透的对接接头，对接接头因其用 料经济、传力均匀、无明显的应力集中和利于承受动力荷载等优点， 从力学角度看是比较理想的接头形式 。
典型对接接头的坡口形式及其适合的板厚如表1
B类：环形壳接合部，锥形密封头侧与接管连接的接头，长颈法兰与接管连接的接头。 但已经规定A，C，D类焊接接头除外。
C类：平盖和对接连接气瓶管板，法兰与壳体，接管连接的接头，感光头搭接接头和多 层包扎容器板层纵向接头筒。
D类：接管，人孔，法兰连接，加强连接环和壳。但有规定，除A、B类焊接接头。
2.2焊缝的常见缺陷以及防止方法
咬边
焊接参数的选择是错误的， 焊接速度太慢；太长的电弧； 金属的工作截面减小，应力集中于咬边处。
熔化的金属熔体填充慢。
加强焊接缺陷的研究和评估标准。加强操 作能力。严格按照焊接工艺数据表的要求， 合理选择焊接电流。加强自我检查，努力
提高操作水平。
弧坑
焊接时间短，融化金属填充 焊缝区变少；金属与焊渣反应不易分离或杂
焊接参数选择不合理等。
强度降低。
合理的选择焊接参数，提高操作能力等。
夹渣
焊接电流不合理，焊接速度 焊缝面积变小；接头强度变低、冲击韧性减
过快，金属与焊渣分离不当。
小等。
焊接电流调高，焊接速度降低，加强操作 能力。
未焊透
焊接速度不当，焊接电流不 合理，电弧电压偏低，没有 清洁干净，焊条质量不过关
等。
应力集中，产生裂纹，容易断裂。
不足。
质浓度高。
合理选择焊接参数，燃弧时间恰当，提高 操作能力。
焊瘤
焊件缝隙过大，焊接电流不 合理，操作不准确等。
形状高突；形成尖角，应力集中，容易断裂。
提高操作技能，焊接电流调小，总结经验 等。
气孔
焊件表面不净，焊条潮湿， 焊缝面积变小，密度小，载荷能力小和疲劳 将焊接物表面清理干净，使用干燥的焊条，
降低焊接速度，调大电流，增强电压，仔 细清洁焊体，选择合理参数。
未熔合
焊接体清理不干净，焊接温 度不够操作不当。
应力集中，影响接头连续性，易失效接头强 度降低等。
仔细清洁焊体，正确选用焊接线能量，提 高操作能力。
焊接裂 纹
焊件角度不当。间隙不均匀、 焊接参数不合理或运条手法
不正确等。
承受交变和冲击载荷能力降低、抗静拉力变 小。
>t/4 t/2且≯10
Ⅲ级 0.5-3.5 0-3.5 <0.15t
且不大于3.0
3超声波探伤技术
3.1 超声波探伤设备及原理
一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种不连续 往往又造成声阻抗的不一致，由反射定理可知，超声波在两种不同声 阻抗的介质的交界面上将会发生反射，反射回来的能量的大小与交界 面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向，大小有关，超声波探伤仪 是进行超声波探伤的关键设备，超声波探伤仪是根据超声波的传播原 理、电声转换原理和无线电原理而设计的。超声波探头是实现电能和 声能相互转换的器件，又称超声波换能器。在探伤过程中，由超声波 探伤仪发射电路产生的超声波频率的电振荡脉冲通过探头转换成机械 振动，以超声波的形式发射到被检工件中去，而后，被缺陷反射回来 的超声波信号，又由探头接受并通过探头转换成电信号，送入超声波 探伤仪的放大器进行放大，然后进行显示。因此，探头所起的作用是 如何有效的使电能和声能之间进行转换，在穿透式或单发单收式超声 波探伤中，随着不同的目的探头将负有发射和接收等不同任务，而在 脉冲反射式超声波探伤中，探头将同时负有发射和接收的双重任务。
焊缝的缺陷种类有很多，常见的内部缺陷主要有焊缝尺寸缺陷, 咬边, 弧坑, 弧坑, 烧 穿, 焊瘤, 焊接裂纹等。下面列举几种常见缺陷的形成原因，危害以及防治方法。
名称
形成原因
表2 常见焊缝缺陷简介
危害
防止方法
焊缝尺 寸缺陷
工人操作不当
轴承的截面尺寸小；尺寸大，削弱某些结构 的疲劳强度,动态载荷。
加强操作能力，提高操作水平。