Ikke-destruktiv testing av trykkfartøy——Ikke-destruktiv testing av bil- og jernbanetankskip

Sammendrag: Oppsummer defektene og mulige ikke-destruktive testmetoder som brukes i produksjon og bruk av biler og jernbanetankere, inkludert stråling, ultralyd, magnetiske partikler, penetrering, magnetisk lekkasje, akustisk emisjon og magnetisk minnetesting, etc., og introduser hver ikke-destruktive kjennetegn ved deteksjonsmetoder.

Stikkord: trykkbeholder; tankskip; ultralyd testing; magnetisk partikkel testing; radiografisk testing; penetrasjonstesting; magnetisk lekkasje testing; akustisk utslipp testing; magnetisk minnetesting.

Forskriften om teknisk tilsyn for trykkfartøyssikkerhet inkluderer biltankere (transport av flytende gass (semi-tilhenger), kjøretøy med lav temperatur væsketransport (semi-tilhenger), jernbanetankere (mediet er flytende gass og lavtemperatur-væske) og tankcontainere (mediet er flytende gasser og kryogene væsker referert til som kollektivt trykk og lav temperatur) er tilgjengelige i kollektive, lavtemperatur- og kollektivtemperaturer. kryogene typer. De er mye brukt innen petroleum og kjemikalier, romfart, elektronikk og maskiner, mat og tobakk og medisinsk behandling. Spesielt de siste årene har Kina akselerert tempoet i urban gassifisering og økt miljøvern. Mengden økte raskt. Fordi de fleste mediene som lagres og transporteres av mobile trykkbeholdere er brannfarlige, eksplosive og skadelige flytende gasser og lavtemperaturvæsker, som plutselige sikkerhetsulykker, vil det medføre stor skade på nasjonal eiendom og folks liv. Derfor må den mobile trykkbeholderen testes for å sikre sikker bruk. Egenskapene og kravene til den ikke-destruktive testteknologien som brukes på forskjellige stadier, vil bli oppsummert i henhold til egenskapene til produksjonen og bruken. I tillegg vil ikke-destruktiv testteknologi for lavtemperatur- og dypkjølte beholdere bli spesifikt diskutert i påfølgende emner.

Biltankbiler og jernbanetankbiler involverer profesjonelle felt som trafikkstyring, brannvern, spesialutstyr og transport av farlige kjemikalier. Kinas eksisterende ikke-destruktive testteknologier er obligatoriske forskrifter eller tekniske spesifikasjoner av piezo keramiske krystaller for disse to typene mobile trykkbeholdere har hovedsakelig den opprinnelige nasjonale kvaliteten. Forskrifter om trykkfartøysikkerhet Teknisk tilsyn utstedt av det tekniske tilsynsbyrået, forskrifter om periodisk inspeksjon av trykkfartøy utstedt av General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine, Regulations on the Safety Supervision of Liquefied Gas Vehicles and Tankers kunngjort av det tidligere Arbeidsdepartementet, og Regulering av Gass Railway Chemical Industry Management; De relevante standardene knyttet til de to typene ikke-destruktiv testing av mobile trykkbeholdere er JB / T 6897 'Cryogenic Liquid Tanker', JB / TQ782 'Liquefied Petroleum Gas Tanker', HG 2599 Tekniske spesifikasjoner for Liquid Ammonia Tank Trucks, GB 10478 Gas Specifications Rail Technique og GB 10478 10479 Tekniske spesifikasjoner for tankbiler i aluminium.

Ikke-destruktiv testteknologi i produksjonsprosessen

Kravene til produksjon av biltankbiler og jernbanetankbiler er henholdsvis fastsatt i 'Liquefied Gas Vehicle Tank Truck Safety Supervision Regulations' og 'Liquefied Gas Railway Tank Truck Safety Management Regulations' (forkortede to forskrifter), og 'Pressure Vessel Safety Technical Supervision Regulations' settes også frem til' (Reafercity Regulations)' testkrav for produksjon av disse to typene mobile trykkbeholdere. På grunn av de forskjellige avdelingene der forskriftene er formulert og implementeringsdatoene er forskjellige, er produksjonskravene og standardene for ikke-destruktiv inspeksjon aksept for de to typene mobile trykkbeholdere også forskjellige. oppfylt Hvis den ikke-destruktive prøvingen skal utføres i henhold til bestemmelsene i JB 4730 —2005 'Ikke-destruktiv prøving av trykkutstyr'.

1.1 Ikke-destruktiv testing av råvarer

Karbonstål og lavlegerte stålplater som brukes til produksjon av tanker skal gjennomgå ultralydtesting en etter en. Ultralydtesting av stålplater skal utføres i samsvar med bestemmelsene i JB 4730. Den kvalifiserte kvaliteten på stålplater skal ikke være lavere enn Grad II. Hovedformålet med ultralydtesting er å finne defekter som delaminering, hvite flekker, foldede tunge skinn og sprekker som oppstår under smelting og rulling av arket. Inspeksjon kan utføres på et hvilket som helst rulleplan på stålplaten, og sonden skannes langs parallelle linjer vinkelrett på rulleretningen til stålplaten med en avstand på 100 mm. Andre typer skanning kan også utføres etter krav i kontrakt, teknisk avtale eller tegning. Når en defekt oppdages, bør den inspiseres nøye og måles rundt feilområdet. Arten av defekten bør bedømmes omfattende i henhold til bølgeformkarakteristikkene og stålplateproduksjonsprosessen. For eksempel er hvitpunktdefektens bølgeform skarp og aktiv, repeterbarheten er dårlig, bunnbølgen er betydelig redusert, og antall ganger er redusert. Når sonden flyttes, er ekko-fluktuasjonene store, den ene etter den andre, og tykkelsesretningssymmetri og så videre.

2.1.2 Ikke-destruktiv testing under produksjon

Bil- og jernbanetankbiler er utsatt for en rekke sveisedefekter, som porer, slagginneslutninger, ikke-fusjon, usveisede og sprekker, så det er viktig å bruke ikke-destruktiv testing for å kontrollere sveisekvaliteten. Vanligvis inspiseres de indre defektene til sveisen ved radiografi eller ultralyd. For hjørneskjøter og T-skjøter som krever ikke-destruktiv inspeksjon, bør magnetisk pulver- eller penetrasjonsinspeksjon utføres når radiografi eller ultralydinspeksjon ikke er mulig.

Ovennevnte 'Capacity Regulations' og de to forskriftene stiller følgende krav til ikke-destruktiv testing i produksjonsprosessen av tanker: ① Ikke-destruktivt testpersonell skal evalueres i henhold til 'Boiler Pressure Vessel Non-destructive Testing Personnel Qualification Evaluation Rules de kan kun ha oppnådd en strukturell testingsregler', og arbeid som tilsvarer type og teknisk nivå på kvalifikasjonsbeviset. ② De sveisede skjøtene til tanken bør kontrolleres for form, størrelse og utseendekvalitet, og ikke-destruktiv testing kan utføres etter bestått. For materialer med tendens til forsinket sprekkdannelse skal ikke-destruktiv testing utføres 24 timer etter at sveisingen er fullført; for materialer med tendens til gjenoppvarmingssprekker, skal det legges til ikke-destruktiv testing etter varmebehandling. ③ Stoppskjøtene til tanken og mannhullet må inspiseres med radiografi eller ultralyd. ④ Overflaten på hjørneskjøtene, slik som kummer, forsterkningsplater og rør på tanken, bør testes med magnetisk pulver eller penetrering.
'Liquefied Gas Railway Tanker Safety Management Regulations' fastsetter også at når 100 % ultralydinspeksjon brukes for støtleddene på tanken, skal minst 20 % av den radiografiske gjennomgangen legges til. Det nye undersøkelsesstedet bør inkludere skjæringspunktet mellom sveisen og det mistenkelige stedet for ultralydinspeksjon. Når re-inspeksjonen finner at det er en overstandard defekt, bør re-inspeksjonslengden på 10 % (den totale lengden på den tilsvarende sveisen) økes. Hvis feilen fortsatt er overstandard, bør en 100 % ny inspeksjon utføres. Teststandarden er utført i henhold til JB 4730. Kvalitetskravene til røntgenbilder bør ikke være lavere enn AB-graden. For stussledd som er 100 % testet, er ikke testresultatet lavere enn Grad II for å være kvalifisert. For rumpeledd med 100 % ultralydtesting er GradeⅠ akseptabelt. Før magnetisk partikkel- eller penetrasjonstesting bør den testede overflaten poleres for å eksponere den metalliske glansen, og sveisen og grunnmetallet skal være jevnt overført. Testen er utført i henhold til JB4730-standarden, og testresultatene er karakterⅠkvalifisert.

3.2 Ikke-destruktiv testteknologi for biler og jernbanetankbiler som er i bruk

'Reglement for periodisk inspeksjon av trykkfartøy' har formulert et spesielt vedlegg 'Vanlige krav til periodisk inspeksjon av mobile trykkfartøy' for inspeksjon av tankskip. Den integrerer 'Kapasitetsforskriften' og de to forskriftene, og foreslår mer standardiserte, spesifikke og operasjonelle sterke periodiske inspeksjonskrav. De enhetlige spesifikasjonene som mellom- og overhaling av jernbanetankere i mobile trykkbeholdere og mellominspeksjon av tankcontainere kalles årlige inspeksjoner og omfattende inspeksjoner, og innholdet i ikke-destruktiv testing av sveiser i noen originale årlige inspeksjoner er delt inn i omfattende inspeksjoner. Kravene til ettersyn av tankbilen, 'Reglement for periodisk inspeksjon av trykkfartøy' er at det skal utføres 100 % overflatekontroll av kilsveisinger og stumpsveisinger på innsiden av tanken. Når en av følgende forhold eksisterer, bør sveiseren også underkastes en stikkprøvekontroll eller ultralydundersøkelse, det vil si ① tankbilen har vært ute av drift i mer enn 10 år og settes i drift igjen. ② Reparer sveisedeler under bruk. ③ hvor mengden av feiljustering og kantvinkel overstiger standarden. ④ lekkasje av sveisede skjøter og forlengere i begge ender. ⑤ På grunn av ulykken er de sveisede skjøtene til tanken eller de nærliggende sveisene alvorlig skadet og deformert. ⑥ Stedet hvor det var mistanke om den siste begravde feilinspeksjonen, og det var nødvendig med en etterkontroll. ⑦Den har en tendens til spenningskorrosjon, slik som hydrogenutbuling. ⑧ Kreves av brukeren eller anses nødvendig av inspektøren. For de som har gjennomgått tilfeldig inspeksjon ved røntgen eller ultralyd, blir den neste omfattende inspeksjonen, dersom det ikke er funnet feil ved utseende eller overflateinspeksjon, generelt sett ikke inspisert, men tanken bør utsettes for røntgen eller ultralyd etter to omfattende inspeksjonssykluser. Med berikelse av deteksjonsmetoder, for ibruksdeteksjon av tankbiler, kan akustisk utslipp også brukes til å bestemme aktiviteten til defekter, eller magnetiske minnedeteksjonsmetoder kan brukes for å bestemme om det finnes utmattelsesskader i visse høystresskonsentrerte områder, og magnetiske lekkasjedeteksjonsmetoder kan brukes. Disse teknologiene, som overvåker korrosjonsstatusen til den indre overflaten av tanken fra den ytre overflaten av tanken, er spesielt egnet for daglig registrering av tankbiler under bruk.

4.2.1 Overflateinspeksjon

Under full inspeksjon av tankbilen testes kilsveiser som kummer, forsterkningsplater og dyser på tanken og stumsveisene på den indre overflaten på overflaten. Overflatinspeksjonen av stumsveisene av ferromagnetiske materialer vedtar generelt magnetisk partikkelinspeksjon. Når magnetisk pulver inspeksjon av piezoelektriske keramiske transdusere kan ikke brukes til kilsveising, penetrasjonsinspeksjonsmetoder kan også brukes. Overflateinspeksjonen av ikke-ferromagnetiske materialer bruker penetrasjonsdeteksjonsmetoden. Under ikke-destruktiv testing av overflaten på tankbiler bør følgende deler vektlegges: ① Sveise- og utmattelsessprekker eksisterer ofte i sveisen og den varmepåvirkede sonen til sveisen, spesielt i den T-formede munningen av sveisen, kilsveis, stumpsveis og sveising Overflatefeil. ② Utmatting og spenningskorrosjonssprekker er lett å oppstå på steder med høy lokal belastning. Den høyere spenningen i tanktanken genereres hovedsakelig på stedet der strukturen er diskontinuerlig, slik som rundt kumåpningen til tanken, installasjonshullet for sikkerhetsventilen, tankbunnen i midten av tanken er plassert ved sallagerplaten, og kombinasjonen av tanken og kassettdelene, overgangsdelen av hodet og dens nærhet, enden av sylinderen og sveisetilbehøret. Magnetisk partikkeldeteksjon bruker vanligvis en bærbar åkfeildetektor, som er enkel i strukturen, lett i vekt og enkel å bruke. Åkmetoden bruker enkelt- og flerledds åk for å magnetisere arbeidsstykket i lengderetningen, noe som egner seg for lokal inspeksjon av tanksveiser, som stumpsveis og kilsveis. Dens egenskaper er enkelt utstyr og praktisk betjening, men fordi det er nødvendig å utføre minst to uavhengige tester vinkelrett på hverandre på samme sted, er effektiviteten lav og det er lett å forårsake tapt deteksjon. Cross yoke-metoden bruker et roterende magnetfelt for å magnetisere arbeidsstykket, som er egnet for lokal inspeksjon av støtsveisingen til tanken. Fordi det kryssede magnetiske åket kan brukes til å oppnå det roterende magnetfeltet, er det følsomt og pålitelig og feildeteksjonseffektiviteten er høy, så den er mye brukt i tankinspeksjon. En fullstendig kontinuerlig magnetiseringsmetode brukes vanligvis til å magnetisere et arbeidsstykke ved å bruke et roterende magnetfelt. JB 4730-standarden spesifiserer at magnetiseringsspesifikasjonen for åkmetoden kan bestemmes basert på følsomhetsteststrimmelen eller løftekraften. For åket, når avstanden mellom polene til det elektromagnetiske åket er 200 mm, bør AC elektromagnetisk åk ha en løftekraft på minst 44 N, og DC elektromagnetisk åk bør ha en løftekraft på minst 177 N. Den magnetiske polavstanden bør kontrolleres mellom 50 og 200 mm, men det effektive magnetområdet på ± 200 mm er definert som magnetområdet på ± 200 mm. begge sider av den to-polede forbindelsen, som skal overlappe med 15 mm mellom to tester; for et kryssåk er løftekraftkravet ≮88 N. Når magnetisk partikkeltesting ikke kan utføres på grunn av struktur eller materiale, brukes penetrasjonstesting. Penetrasjonstesting for bil- og jernbanetankskip bruker hovedsakelig fargepenetrasjonsinspeksjon. Før testing må overflaten av sveisen rengjøres med verktøy som slipemaskiner og jernbørster for å fjerne rusk som sveiseslagg, rust og oljeholdige oksidlag, og forhindre at overflatedefekter blokkeres under rengjøring. Under tilstanden 15-50 ℃ er penetreringstiden for penetreringsmiddel vanligvis ≮10 min. Løsemidlet fjernes vanligvis ved å tørke av. Generelt, tørk først med en ren ikke-hårløs klut til mesteparten av overflødig penetrant er fjernet, og tørk deretter av med en ren ikke-hårløs klut eller papir dyppet i et rengjøringsmiddel, til alt overflødig penetrant er fjernet fra testoverflaten. Tørk av, ikke tørk frem og tilbake, og ikke skyll direkte med rengjøringsmiddelet på overflaten som inspiseres. Sveiseavbildning er vanligvis sprayet. Etter å ha sprayet bildemiddelet i 3 til 5 minutter, kan det viste bildet observeres med det blotte øye eller ved hjelp av et 3 til 5 ganger forstørrelsesglass. Observasjonen bør utføres under forutsetning av at det synlige lyset på overflaten som skal inspiseres er > 500 lx.

2. 2 Ray Inspeksjon
Fordelen med radiografisk inspeksjon er at defektene er kvalitativt nøyaktige og intuitive, noe som er praktisk for mange å analysere defektene. For en omfattende inspeksjon av de interne og eksterne tankbilene under bruk, avhenger valget av stråleenergi av tykkelsen på gjennomlysningsarbeidsstykket og type materiale, og noen ganger avhengig av utstyrsforholdene. Generelt, når energien til strålen avtar, øker kontrasten til gjennomlysningsbildet. Derfor, når eksponeringstiden tillater det, bør den nedre stråleenergien brukes så mye som mulig. I tillegg blir overstandarddefekter funnet ved ultralydtesting vanligvis undersøkt på nytt med radiografisk testing for ytterligere å bestemme arten og den spesifikke plasseringen av defekten og gi grunnlag for defektreparasjon.

2. 3 ultralydtesting
På grunn av den lave kostnaden og den høye hastigheten til ultralydinspeksjon, er den høye deteksjonshastigheten for områdedefekter egnet for stumpsveising og kilsveising. Deteksjonsinstrumentet er lite i størrelse, lett i vekt, praktisk å bruke på stedet og sammenlignet med stråling. Ingen skade på mennesker, så det er mye brukt i omfattende inspeksjon av tanker. Med utviklingen av teknologi har ultralyddeteksjonsmetoden vært i stand til nøyaktig å kvantifisere defekter, noe som gir de grunnleggende betingelsene for bruddmekanikkens vurdering av defekter. For nedgravde defekter som overskrider standarden, er det mange tilfeller der sikkerheten ved bruk bestemmes av metoden for sikkerhetsvurdering. 'Liquefied Gas Railway Tanker Safety Management Regulations' foreslår omfattende tekniske vurderingskrav for flytende klor, flytende svoveldioksidtankere med en levetid på over 15 år, og tankskip med andre medier som har en levetid på mer enn 20 år, men spesifiserer ikke innholdet i vurderingen. Noen inspeksjonsenheter bruker metoden for sikkerhetsvurdering for å finne ut om tankene med defekter som overskrider standarden kan brukes. Den nylig reviderte JB 4730 fastsetter at metoden for å måle høyden på defekter ved ultralyddeteksjon er feilendepunktsdiffraksjonsbølgemetoden, endemaksimalekkometoden og 6dB-metoden osv., men metoden med høyest målenøyaktighet for tiden er feilendepunktsdiffraksjonsbølgemetoden, med et nøyaktig område på 10 mm. Ultralyddeteksjonsoppløsning er en viktig indikator på ultralyddeteksjon, som er delt inn i tidsoppløsning, romoppløsning og kontrastoppløsning. Tidsoppløsning reflekterer påliteligheten til testresultatene i tide, og sikrer at det ikke mangler noen test under testen. Romlig oppløsning refererer til evnen til å skille to tilstøtende reflektorer under visse forhold. Kontrastoppløsning er et mål på i hvilken grad to tilstøtende strukturer i et ultralydbilde kan skilles. For å forbedre deteksjonsoppløsningen har den teoretiske forskningen av TOFD-metoden, phased array-metoden og holografisk avbildningsmetode blitt moden, og de tilsvarende ultralydtestingsinstrumentene har begynt å bli popularisert og brukt. Disse metodene kan oppnå mer intuitiv visning og mer nøyaktige data om interne defekter.

Magnetisk minnetest
På grunn av strukturelle diskontinuiteter som hoder, mannhull og dyser, restspenninger i sveisen, støtte av beholderen, restspenninger produsert ved prosessering av trykkkomponenter, og diskontinuiteter i materialets indre struktur, eksisterer det uunngåelig spenningskonsentrasjoner. Disse spenningskonsentrerte delene av piezoelektrisk plateomformer er utsatt for spenningskorrosjonssprekker og tretthetssprekker under kombinasjonen av faktorer som media, temperatur, trykk og ujevnheter under tanktransport. Derfor har det blitt nøkkelen i testingen å finne ut stresskonsentrasjonsdelen på tanken, bestemme størrelsen på stresskonsentrasjonen og analysere dens innvirkning på sikkerhetsytelsen til tankbilen. Konvensjonelle ikke-destruktive testmetoder (som stråling, ultralyd, magnetiske partikler og penetrasjonstesting) kan bare oppdage makrodefekter av en viss størrelse, og det er vanskelig å finne mikrodefekter. Metallmagnetisk minnedeteksjonsteknologi kan oppdage spenningskonsentrasjonsdelene som kan indusere skade eller ødeleggelse, noe som gir grunnlag for tidlig diagnose av tanken. Magnetisk minnetesting brukes hovedsakelig til online overvåking og periodisk inspeksjon av tanker. Hensikten er å raskt skanne den totale spenningskonsentrasjonen til utstyret, foreta tidlig diagnose av mulige skader, og fokusere på å gjennomgå de delene som kan ha problemer etter diagnose for å sikre sikkerheten ved bruk og forhindre ulykker. Fordi den magnetiske minnetesten ikke krever høy renhet av sveiseoverflaten, er det ikke nødvendig.