Ikke-destruktiv test af trykbeholder——Ikke-destruktiv test af biler og jernbanetankskibe

Abstrakt: Opsummer de defekter og mulige ikke-destruktive testmetoder, der anvendes ved fremstilling og brug af biler og jernbanetankere, inklusive stråling, ultralyd, magnetiske partikler, penetration, magnetisk lækage, akustisk emission og magnetisk hukommelsestest osv., og introducer hver ikke-destruktiv karakteristik af detektionsmetoder.

Nøgleord: trykbeholder; tankskib; ultralydstestning; afprøvning af magnetiske partikler; røntgenundersøgelse; penetration test; magnetisk lækage test; akustisk emissionsprøvning; magnetisk hukommelsestest.

Forskrifterne for teknisk tilsyn for trykfartøjssikkerhed omfatter automobiltankskibe (flydende gastransport (sættevogn) køretøjer, lavtemperatur væsketransport (sættevogn) køretøjer), jernbanetankvogne (mediet er flydende gas og lavtemperaturvæske) og tankcontainere (mediet er flydende gasser og kryogene væsker kaldet normale tryk og lavtemperaturbeholdere) er tilgængelige i almindelige trykbeholdere og lavtemperaturbeholdere. kryogene typer. De er meget udbredt inden for petroleum og kemikalier, rumfart, elektronik og maskiner, fødevarer og tobak og medicinsk behandling. Især i de seneste år har Kina accelereret tempoet i byforgasning og øget miljøbeskyttelse. Mængden steg hurtigt. Fordi de fleste medier, der opbevares og transporteres af mobile trykbeholdere, er brandfarlige, eksplosive og skadelige flydende gasser og lavtemperaturvæsker, såsom pludselige sikkerhedsulykker, vil det medføre stor skade på national ejendom og folks liv. Derfor skal den mobile trykbeholder testes for at sikre sikker brug. Egenskaberne og kravene til den ikke-destruktive prøvningsteknologi, der anvendes på forskellige stadier, vil blive opsummeret i henhold til egenskaberne ved dens fremstilling og anvendelse. Derudover vil ikke-destruktiv testteknologi til lavtemperatur- og dybkølede beholdere blive specifikt diskuteret i efterfølgende emner.

Automobiltankvogne og jernbanetankvogne involverer professionelle områder som trafikstyring, offentlig sikkerhed brandbeskyttelse, specialudstyr og transport af farlige kemikalier. Kinas eksisterende ikke-destruktive testteknologier er påkrævet forskrifter eller tekniske specifikationer af piezo keramiske krystaller til disse to typer mobile trykbeholdere har hovedsageligt den originale nationale kvalitet. Forskrifter om trykfartøjssikkerhed teknisk tilsyn udstedt af det tekniske tilsynsbureau, forskrifter om periodisk eftersyn af trykbeholdere udstedt af General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine, Regulations on the Safety Supervision of Liquefied Gas Vehicles and Tankers udstedt af det tidligere arbejdsministerium, og Regulering for styring af kemiske tankindustrier i Gas Railway Chemical Industry; De relevante standarder relateret til de to typer ikke-destruktiv prøvning af mobile trykbeholdere er JB / T 6897 'Cryogenic Liquid Tanker', JB / TQ782 'Liquefied Petroleum Gas Tanker', HG 2599 Tekniske specifikationer for Liquid Ammonia Tank Trucks, GB 10478 Gas Specifications for GB 10478, Rail Technique og GB. 10479 Tekniske specifikationer for tankvogne i aluminium.

Ikke-destruktiv testteknologi i fremstillingsprocessen

Kravene til fremstilling af automobiltankvogne og jernbanetankvogne er henholdsvis fastsat i 'Liquefied Gas Vehicle Tank Truck Safety Supervision Regulations' og 'Liquefied Gas Railway Tank Truck Safety Management Regulations' (forkortede to regulativer), og 'Pressure Vessel Safety Technical Supervision Regulations' fremskrev også ikke-forskrifterne for ikke-kapslet (Reafercity Regulations) afprøvningskrav til fremstilling af disse to typer mobile trykbeholdere På grund af de forskellige afdelinger, hvor reglerne er formuleret, og implementeringsdatoer er forskellige, er fremstillingskravene og standarderne for ikke-destruktiv inspektion for de to typer mobile trykbeholdere også forskellige. opfyldt Hvis den ikke-destruktive prøvning skal udføres i overensstemmelse med bestemmelserne i JB 4730 —2005 'Ikke-destruktiv prøvning af trykudstyr'.

1.1 Ikke-destruktiv prøvning af råvarer

Kulstofstål og lavlegerede stålplader, der anvendes til fremstilling af tanke, skal underkastes ultralydstestning én efter én. Ultralydsprøvning af stålplader skal udføres i overensstemmelse med bestemmelserne i JB 4730. Den kvalificerede kvalitet af stålplader må ikke være lavere end klasse II. Hovedformålet med ultralydstestning er at finde defekter såsom delaminering, hvide pletter, foldede tunge skind og revner, der opstår under smeltning og rulning af pladen. Inspektion kan udføres på et hvilket som helst rulleplan af stålpladen, og sonden scannes langs parallelle linjer vinkelret på stålpladens rulleretning med en afstand på 100 mm. Andre former for scanning kan også udføres efter kravene i kontrakt, teknisk aftale eller tegning. Når der konstateres en defekt, skal den omhyggeligt inspiceres og måles omkring fejlområdet. Arten af ​​defekten skal bedømmes grundigt i henhold til bølgeformens egenskaber og stålpladefremstillingsprocessen. For eksempel er hvidpunktsdefektens bølgeform skarp og aktiv, repeterbarheden er dårlig, bundbølgen reduceres betydeligt, og antallet af gange reduceres. Når sonden flyttes, er ekkoudsvingene store, den ene efter den anden, og tykkelsesretningssymmetri og så videre.

2.1.2 Ikke-destruktiv test under fremstilling

Tankvogne til biler og jernbaner er tilbøjelige til en række svejsedefekter, såsom porer, slaggeindeslutninger, ikke-smeltning, usvejsede og revner, så det er vigtigt at bruge ikke-destruktiv test til at kontrollere svejsekvaliteten. Generelt inspiceres de indre defekter af svejsningen ved radiografi eller ultralyd. For hjørnesamlinger og T-samlinger, der kræver ikke-destruktiv inspektion, bør der udføres magnetisk pulver- eller penetrationsinspektion, når radiografi eller ultralydsinspektion ikke er mulig.

Ovennævnte 'Capacity Regulations' og de to regulativer stiller følgende krav til ikke-destruktiv prøvning i fremstillingsprocessen af tanke: ① Ikke-destruktivt prøvningspersonale skal evalueres i overensstemmelse med 'Boiler Pressure Vessel Non-destructive Testing Personnel Qualification Evaluation Rules de kan kun påtage sig en struktureret prøvningsregler', og arbejde, der svarer til kvalifikationsbevisets type og tekniske niveau. ② Tankens svejsede samlinger skal kontrolleres for form, størrelse og udseendekvalitet, og ikke-destruktiv testning kan udføres efter bestået. For materialer med tendens til forsinket revnedannelse skal ikke-destruktiv prøvning udføres 24 timer efter svejsningen er afsluttet. for materialer med tendens til genopvarmning af revner, skal der tilføjes ikke-destruktiv prøvning efter varmebehandling. ③ Tankens og mandehullets stødsamlinger skal inspiceres ved radiografi eller ultralyd. ④ Overfladen af ​​hjørnesamlingerne, såsom mandehuller, forstærkningsplader og tankens rør, skal testes med magnetisk pulver eller gennemtrængning.
'Liquefied Gas Railway Tanker Safety Management Regulations' foreskriver også, at når den 100 % ultralydsinspektion bruges til tankens stødsamlinger, skal mindst 20 % af den radiografiske gennemgang tilføjes. Genundersøgelsesstedet bør omfatte skæringspunktet mellem svejsningen og det mistænkelige sted for ultralydsinspektion. Når eftersynet konstaterer, at der er en overstandard defekt, bør eftersynslængden på 10 % (den samlede længde af den tilsvarende svejsning) øges. Hvis den over-standard defekt stadig findes, skal der udføres en 100 % geninspektion. Teststandarden er udført i henhold til JB 4730. Kvalitetskravene til røntgenbilleder bør ikke være lavere end AB-graden. For stødsamlinger, der er 100 % testet, er testresultatet ikke lavere end Grad II for at blive kvalificeret. For numseled med 100 % ultralydstestning er GradeⅠ acceptabel. Før magnetisk partikel- eller penetrationstestning bør den testede overflade poleres for at blotlægge den metalliske glans, og svejsningen og basismetallet skal være jævnt overført. Testen udføres i henhold til JB4730-standarden, og testresultaterne er gradⅠkvalificerede.

3.2 Ikke-destruktiv prøvningsteknologi til biler og jernbanetankvogne, der er i brug

'Regler for periodisk inspektion af trykbeholdere' har formuleret et særligt bilag 'Regulære krav til periodisk inspektion af mobile trykbeholdere' til inspektion af tankskibe. Den integrerer 'Kapacitetsforskrifterne' og de to forordninger og foreslår mere standardiserede, specifikke og operationelle stærke periodiske eftersynskrav. De ensartede specifikationer såsom mellem- og eftersyn af jernbanetankvogne i mobile trykbeholdere og melleminspektion af tankcontainere kaldes årlige inspektioner og omfattende inspektioner, og indholdet af ikke-destruktiv prøvning af svejsninger i nogle originale årlige inspektioner er opdelt i omfattende inspektioner. Kravene til eftersyn af tankvognen, 'Regler for periodisk eftersyn af trykbeholdere' er, at der skal udføres 100 % overfladeinspektion af filet- og stødsvejsninger på tankens indvendige overflade. Når en af ​​følgende forhold eksisterer, skal svejseren også underkastes stråle- eller ultralydsinspektion, dvs. ① tankvognen har været ude af drift i mere end 10 år og tages i brug igen. ② Reparer svejsedele under brug. ③ hvor mængden af ​​forskydning og kantvinkel overstiger standarden. ④ lækage af svejsede samlinger og forlængelser i begge ender. ⑤ På grund af ulykken er tankens svejsninger eller de nærliggende svejsninger alvorligt beskadiget og deformeret. ⑥ Stedet, hvor der var mistanke om den sidste begravede defektinspektion, og en opfølgende inspektion var påkrævet. ⑦Det har en tendens til spændingskorrosion, såsom brintudbulning. ⑧ Kræves af brugeren eller skønnes nødvendigt af inspektøren. For dem, der har gennemgået stikprøvekontrol ved røntgen eller ultralyd, inspiceres det næste omfattende eftersyn, hvis der ikke konstateres fejl ved udseende eller overfladeinspektion, generelt ikke, men tanken bør underkastes radiografi eller ultralyd efter to omfattende kontrolcyklusser. Med berigelse af detektionsmetoder kan akustisk emission også bruges til at bestemme aktiviteten af ​​defekter, til ibrugsdetektion af tankbiler, eller magnetiske hukommelsesdetektionsmetoder kan bruges til at bestemme, om der findes træthedsskader i visse højspændingskoncentrerede områder, og magnetiske lækagedetektionsmetoder kan anvendes. Overvåger korrosionsstatus af tankens indvendige overflade fra den ydre overflade af tanken, disse teknologier er særligt velegnede til den daglige ibrugsdetektion af tankbiler.

4.2.1 Overfladeinspektion

Under den fulde inspektion af tankvognen testes filetsvejsninger såsom mandehuller, forstærkningsplader og dyser på tanken og stødsvejsningerne på indersiden alle på overfladen. Overfladeinspektionen af ​​stødsvejsningerne af ferromagnetiske materialer vedtager generelt magnetisk partikelinspektion. Når magnetisk pulver inspektion af piezoelektriske keramiske transducere kan ikke bruges til kantsvejsninger, penetrationsinspektionsmetoder kan også bruges. Overfladeinspektionen af ​​ikke-ferromagnetiske materialer bruger penetrationsdetektionsmetoden. Under den ikke-destruktive afprøvning af overfladen på tankvogne skal følgende dele fremhæves: ① Svejsnings- og udmattelsesrevner forekommer ofte i svejsningen og den varmepåvirkede zone af svejsningen, især i den T-formede mund af svejsningen, filetsvejsning, stødsvejsning og svejsning Overfladedefekter. ② Træthed og spændingskorrosion er let at opstå på steder med høj lokal belastning. Den højere spænding i tanktanken genereres hovedsageligt på det sted, hvor strukturen er diskontinuerlig, såsom omkring tankens mandehulsåbning, sikkerhedsventilens installationshul, tankbunden i midten af ​​tanken er placeret ved sadellejepladen, og kombinationen af ​​tanken og kassettedelene, overgangsdelen af ​​hovedet og dens nærhed, enden af ​​cylinderen og svejsetilbehøret. Magnetisk partikeldetektion bruger generelt en bærbar ågfejldetektor, som er enkel i strukturen, let i vægt og nem at bruge. Ågmetoden anvender enkelt- og flerledsåg til at magnetisere emnet i længderetningen, hvilket er velegnet til lokal inspektion af tanksvejsninger, såsom stødsvejsninger og kantsvejsninger. Dens egenskaber er simpelt udstyr og bekvem betjening, men fordi det er nødvendigt at lave mindst to uafhængige tests vinkelret på hinanden på samme sted, er effektiviteten lav, og det er let at forårsage manglende registrering. Cross yoke-metoden bruger et roterende magnetfelt til at magnetisere emnet, hvilket er velegnet til den lokale inspektion af tankens stødsvejsning. Fordi det krydsede magnetiske åg kan bruges til at opnå det roterende magnetfelt, er det følsomt og pålideligt, og fejldetektionseffektiviteten er høj, så den bruges i vid udstrækning til tankinspektion. En fuldstændig kontinuerlig magnetiseringsmetode bruges almindeligvis til at magnetisere et emne ved hjælp af et roterende magnetfelt. JB 4730-standarden specificerer, at magnetiseringsspecifikationen for ågmetoden kan bestemmes baseret på følsomhedsteststrimlen eller løftekraften. For åget, når afstanden mellem polerne på det elektromagnetiske åg er 200 mm, skal AC elektromagnetisk åg have en løftekraft på mindst 44 N, og DC elektromagnetisk åg bør have en løftekraft på mindst 177 N. Den magnetiske polafstand skal kontrolleres mellem 50 og 200 mm, men det effektive magnetareal på ± 200 mm er defineret som magnetområdet på ± 0 mm. begge sider af den to-polede forbindelse, som skal overlappe med 15 mm mellem to tests; for et krydsåg er løftekraftkravet ≮88 N. Når magnetisk partikeltestning ikke kan udføres på grund af struktur eller materiale, anvendes penetrationstest. Penetrationsprøvning af biler og jernbanetankskibe bruger hovedsageligt farvegennemtrængningsinspektion. Før afprøvning skal overfladen af ​​svejsningen rengøres med værktøj som slibemaskiner og jernbørster for at fjerne snavs som svejseslagge, rust og olieagtige oxidlag og forhindre overfladefejl i at blive blokeret under rengøring. Under tilstanden 15-50 ℃ er gennemtrængningstiden for penetrant generelt ≮10 min. Opløsningsmidlet fjernes normalt ved aftørring. Generelt skal du først tørre med en ren, ikke-hårløs klud, indtil det meste af den overskydende penetrant er fjernet, og derefter aftørre med en ren, ikke-hårløs klud eller papir dyppet i et rengøringsmiddel, indtil alt overskydende penetrant er fjernet fra testoverfladen. Tør af, tør ikke frem og tilbage, og skyl ikke direkte med rengøringsmidlet på den overflade, der skal efterses. Svejsebilleder sprøjtes normalt. Efter at have sprøjtet billedmidlet i 3 til 5 minutter, kan det viste billede ses med det blotte øje eller ved hjælp af et 3 til 5 gange forstørrelsesglas. Observationen skal udføres under forudsætning af, at det synlige lys på overfladen, der skal inspiceres, er > 500 lx.

2. 2-stråleinspektion
Fordelen ved radiografisk inspektion er, at fejlene er kvalitativt nøjagtige og intuitive, hvilket er praktisk for mange mennesker at analysere fejlene. For en omfattende inspektion af de indvendige og udvendige tankvogne under brug afhænger valget af stråleenergi af tykkelsen af ​​gennemlysningsemnet og typen af ​​materiale, og nogle gange afhængigt af udstyrsforholdene. Generelt, når strålens energi falder, øges kontrasten af ​​gennemlysningsbilledet. Derfor, når eksponeringstiden tillader det, bør den lavere stråleenergi bruges så meget som muligt. Derudover bliver defekter, der er overstandard, fundet ved ultralydstest normalt genundersøgt med radiografisk testning for yderligere at bestemme arten og den specifikke placering af defekten og give et grundlag for defektreparation.

2. 3 ultralydstestning
På grund af ultralydsinspektionens lave omkostninger og høje hastighed er den høje detektionsrate af områdedefekter velegnet til stødsvejsninger og kantsvejsninger. Detektionsinstrumentet er lille i størrelse, let i vægt, praktisk at bruge på stedet og sammenlignet med stråling. Ingen skade på mennesker, så det er meget brugt i den omfattende inspektion af tanke. Med udviklingen af ​​teknologien har ultralydsdetektionsmetoden været i stand til nøjagtigt at kvantificere defekter, hvilket giver de grundlæggende betingelser for den brudmekaniske vurdering af defekter. For nedgravede defekter, der overstiger standarden, er der mange tilfælde, hvor sikkerheden ved deres brug bestemmes af metoden til sikkerhedsvurdering. 'Liquefied Gas Railway Tanker Safety Management Regulations' foreslår omfattende tekniske vurderingskrav for flydende klor, flydende svovldioxid-tankskibe med en levetid på mere end 15 år og tankskibe med andre medier, der har en levetid på mere end 20 år, men angiver ikke indholdet af vurderingen. Nogle inspektionsenheder bruger metoden til sikkerhedsvurdering for at finde ud af, om tanke med fejl, der overstiger standarden, kan anvendes. Den nyligt reviderede JB 4730 foreskriver, at metoden til måling af højden af ​​defekter i ultralydsdetektion er fejlende endepunktsdiffraktionsbølgemetode, slutmaksimum ekkometode og 6dB metode osv., men metoden med den højeste målenøjagtighed på nuværende tidspunkt er fejlendepunktsdiffraktionsbølgemetoden, med et nøjagtigt område på 10 mm. Ultralydsdetektionsopløsning er en vigtig indikator for ultralydsdetektion, som er opdelt i tidsopløsning, rumopløsning og kontrastopløsning. Tidsopløsning afspejler pålideligheden af ​​testresultaterne i tide, hvilket sikrer, at der ikke mangler nogen test under testen. Rumlig opløsning refererer til evnen til at skelne mellem to tilstødende reflektorer under visse betingelser. Kontrastopløsning er et mål for, i hvilken grad to tilstødende strukturer i et ultralydsbillede kan skelnes. For at forbedre detektionsopløsningen er den teoretiske forskning af TOFD-metoden, phased array-metoden og holografisk billedbehandlingsmetode blevet moden, og de tilsvarende ultralydstestinstrumenter er begyndt at blive populariseret og anvendt. Disse metoder kan opnå mere intuitiv visning og mere nøjagtige data om interne defekter.

Magnetisk hukommelsestest
På grund af strukturelle diskontinuiteter såsom hoveder, mandehuller og dyser, restspændinger i svejsningen, understøtning af beholderen, restspændinger frembragt ved bearbejdning af trykkomponenter og diskontinuiteter i materialets indre struktur, eksisterer der uundgåeligt spændingskoncentrationer. Disse spændingskoncentrerede dele af piezoelektrisk skive transducer er tilbøjelige til spændingskorrosionsrevner og udmattelsesrevner under kombinationen af ​​faktorer som medier, temperatur, tryk og bump under tanktransport. Derfor er det blevet nøglen i testning at finde ud af stresskoncentrationsdelen på tanken, bestemme størrelsen af ​​stresskoncentrationen og analysere dens indvirkning på tankbilens sikkerhedsydelse. Konventionelle ikke-destruktive testmetoder (såsom stråling, ultralyd, magnetiske partikel- og penetrationstest) kan kun detektere makrodefekter af en vis størrelse, og det er svært at finde mikrofejl. Den magnetiske hukommelsesdetektionsteknologi af metal kan detektere de dele af spændingskoncentrationen, der kan forårsage skade eller ødelæggelse, hvilket giver et grundlag for den tidlige diagnose af tanken. Magnetisk hukommelsestest bruges hovedsageligt til on-line overvågning og periodisk inspektion af tanke. Formålet er hurtigt at scanne udstyrets overordnede belastningskoncentration, foretage tidlig diagnosticering af mulige skader og fokusere på at gennemgå de dele, der kan have problemer efter diagnose for at sikre sikkerheden ved brug og forebygge ulykker. Fordi den magnetiske hukommelsestest ikke kræver høj renhed af svejseoverfladen, er det ikke nødvendigt.