对化工压力容器和管道壁厚的测定分析

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

对化工压力容器和管道壁厚的测定分析

陈莉131107102141

李聪131107102143

摘要:对化工压力容器和管道壁厚测定的原理、方法、选点及示值的可靠性分析。化工容器和管道受工艺介质的腐蚀和冲刷导致其壁厚的减薄和损坏,应力集中部位和焊接热影响区壁厚的测定和获得准确、可靠的数据在容器管道检测中具有的重要地位和作用。

关键词:压力容器管道壁厚测厚仪

一、测厚原理和测厚仪

测厚仪多为超声波测厚仪,其原理是基于超声波在工件中的传播和反射,因为超声波在同一均匀介质中传播声速为一常数,故被测工件越厚,超声波在工件中传播的时间越长。而且,当超声波通过不同介质的界面时会反射。测厚时,从探头换能器发出的脉冲超声波(老式共振法测厚时为连续超声波)经耦合剂到达被测工件。此时,部分超声波被工件表面反射,另一部分则穿过被测工件并被工件底面所反射,经换能器被仪器接收。测出工件表面反射形成的界面波及工件底面反射波之间的时间差,再根据声速、时间、距离(厚度)三者之间的关系,便可求出被测工件的厚度,即:

h=ct/2

式中h—距离(厚度)

c—声速

t—声波传播时间

测厚仪分为单晶片探头和双晶片探头,如图1所示。图1中A为单晶片探头探测,B为双晶片探头探测。国内早期的测厚仪多为单晶片探头,探头晶片兼具发射和接受超声波之功能。双晶片探头是一个晶片T发射超声波,另一个探头R接收超声波。中间用隔声层隔开,并在晶片下加延迟块。这种探头的检测灵敏度较高,目前国内外仪器均采用。

图1

二、测量方法和注意事项

1.测量方法

( 1)一次测量法。适用于接触面较大和内外表面不平行度较小(<1/4波长的工件,此时一个点只需测量一次)。

(2)二次测量法。对背面有腐蚀坑或内外表面不平行度较大及曲率较大的工件,应在第一次测完后再将探头旋转90°取两次测量中的较小值作为测量值。

(3)线连续测量法。在一条固定线上每相距5mm或5mm以下测量一次,用此间隔连续进行测量,此法适用于测量背面有腐蚀沟槽的工件。

(4)圆圈内多点测量法。以一点为中心在某一直径范围内(一般以直径20一30mm为宜)测量,以找出最薄点,如图2所示。

(5)综合测量法:用于腐蚀严重或对测量结论要求较精确的场合,测量时以一点为中心,综合使用以上方法,以更小间隔移动探头,并将测量结果以等高线形式记录(图3)。此法可找出壁厚最薄点,确定小面积的腐蚀坑穴。

图2图3

2. 注意事项

老式仪器,如CH一J一1型,不但线路落后、结构笨重,而且由于采用单晶片探头,灵敏度低且不稳定,测厚时必须打磨出一平整光滑的测点,使用时由于静区开得太大出现双倍读数,再加上仪器的线性不好,常使某一区段的测值偏高或偏低。近年来出品的数码管高精度袖珍式仪器,由于采用了先进的工艺技术、元器件和双晶片分割式探头,具有检测灵敏度高、范围广、误差小、便于携带和调试等优点。用这种仪器测厚时,需注意以下几点: (1)双晶片中,发射晶片的功率较大,使用时发射插座和接收插座的插位不应插错,否则灵敏度稍有降低。

(2)袖珍式数字测厚仪,由于检测灵敏度高,在工件表面有油漆、氧化皮或锈铁时,均可直接测厚(不平时稍加打磨),但此时测出的工件厚度包括了氧化层和涂层厚度,故应在示值中扣除。

(3)新式仪器在测曲率较大的工件或小直径管子时必须使用探头座,并使用黏度较大的耦合剂,使其接触良好。

(4)测量管壁厚度时,探头中间的隔声层应与被测管子的轴线平行,以增大探头晶片与工件的接触面,过去采取隔声层与管子轴线垂直的测量方法是不合理的。

(5)在测表面有严重麻点和凹坑的工件时,应选用声阻抗大、黏度高的甘油、凡士林或专用超声耦合剂。

(6)测厚中出现示值跳跃不定时,不要轻意确定测厚结果,此时可轻微移动探头,并用手指将探头压紧在测点上,待示值稳定不动时方可取值。

(7)测厚时示值轻微闪烁跳动,一般应以较小测值为准。

3.示值的可靠性及其分析

用测厚仪测出的示值有时与实际情况或预想的结果不符,可能有以下原因:

(1)仪器误差和精度。一般仪器误差为±0.1% --0.5%,再加上±0.1mm的精度误差另外,老式仪器的线路和元件受环境温度的影响颇大,故测量时应反复调整或校正。设备维修

(2)由于测量方法不当造成测量误差。如用双晶片探头测定曲率较大的管子时,如果隔声层垂直于管子轴线将使示值偏大。

(3)壁厚公差。管子制造时必然存在误差,如小于等于外径57mm的热轧无缝钢管,其公差为±15%,实测时虽然示值高出公称值也是可能的。

(4)氧化层或涂漆太厚。由于测值中包含了漆层及氧化铁厚度,所以示值偏大。

(5)材料代用或图纸资料有误。此种情况在工艺管道测量中较常出现,尤其是以厚代薄较为常见。由于检测示值与原资料所标厚度不符,引起对腐蚀减薄情况的错误判断。

(6)材料内部缺陷对测值的影响材料内部的缺陷如分层、夹杂、裂纹及含氢介质容器的氢腐蚀对测厚数值的影响很大。当探头轴线垂直或接近垂直缺陷的反射面时,仪器可能显示的是材料表面缺陷的厚度值,如图4所示。如果缺陷反射面倾斜角度较大或和探头轴线平行,则晶片可能接收不到回波而无读数或数字跳跃不稳,此时应多次移动探头,以获得稳定、准确的测值。

对含氢介质压力容器(如氨合成塔等),由于氢和钢中的渗碳体还原生成甲烷而导致晶界的腐蚀,产生大量微裂纹和脱碳,使超声波的衰减、反射、声速、频率均受到明显影响,致使声波的传播路线改变、声程加大,测厚示值增加。

图4

4.测厚部位的选择

测厚的目的是要查清被测物的壁厚状况,但由于腐蚀、冲刷、磨损的不均匀性,故应选准关键、薄弱部位,对确定所检物的安全状况是至关重要的。

(1)气、液体冲刷部位气、液相流动冲刷到的部位,如塔、器正对流体进口的器壁、管道的

相关文档
最新文档