Încercarea nedistructivă a recipientului sub presiune——Test nedistructiv a autoturismelor și a tancului feroviar

Rezumat: Rezumați defectele și posibilele metode de testare nedistructivă utilizate la fabricarea și utilizarea autoturismelor și a tancurilor feroviare, inclusiv radiații, ultrasunete, particule magnetice, penetrare, scurgeri magnetice, emisii acustice și testare a memoriei magnetice etc. și introduceți fiecare Caracteristici nedistructive ale metodelor de detectare.

Cuvinte cheie: recipient sub presiune; cisternă; testare cu ultrasunete; testarea particulelor magnetice; teste radiografice; testarea de penetrare; testarea scurgerilor magnetice; testarea emisiilor acustice; testarea memoriei magnetice.

Reglementările de supraveghere tehnică a siguranței navelor sub presiune includ autocisterne (vehicule de transport cu gaz lichefiat (semiremorcă), vehicule de transport lichid la temperatură joasă (semiremorcă), cisterne feroviare (mediul este gaz lichefiat și lichid la temperatură joasă) și containere cisternă (mediul este gaz lichefiat și lichide criogenice) sunt disponibile în mod colectiv, vasele la temperatură joasă și la temperatură scăzută sunt disponibile, în mod colectiv. tipuri criogenice. Ele sunt utilizate pe scară largă în domeniile petrolului și chimiei, aerospațiale, electronice și mașini, alimente și tutun și tratament medical. În special, în ultimii ani, China a accelerat ritmul gazificării urbane și a sporit protecția mediului. Suma a crescut rapid. Deoarece majoritatea suporturilor stocate și transportate de recipientele sub presiune mobile sunt gaze lichefiate inflamabile, explozive și dăunătoare și lichide la temperatură scăzută, cum ar fi accidentele bruște de siguranță, va aduce un mare rău proprietății naționale și vieții oamenilor. Prin urmare, vasul mobil sub presiune trebuie testat pentru a asigura utilizarea lui în siguranță. Caracteristicile și cerințele tehnologiei de testare nedistructivă utilizată în diferite etape vor fi rezumate în funcție de caracteristicile fabricării și utilizării acesteia. În plus, tehnologia de testare nedistructivă pentru recipientele cu temperatură scăzută și răcite adânc va fi discutată în mod specific în subiectele ulterioare.

Cisternele auto și cisternele feroviare implică domenii profesionale precum managementul traficului, protecția împotriva incendiilor de securitate publică, echipamente speciale și transportul de substanțe chimice periculoase. Tehnologiile de testare nedistructivă existente din China sunt reglementări obligatorii sau specificații tehnice ale Cristalele piezo-ceramice pentru aceste două tipuri de recipiente sub presiune mobile au în principal calitatea națională originală. Reglementări privind supravegherea tehnică a siguranței recipientelor sub presiune emise de Biroul de Supraveghere Tehnică, Regulamentul privind inspecția periodică a recipientelor sub presiune emis de Administrația Generală de Supraveghere a Calității, Inspecție și Carantină, Regulamentul de Supraveghere a Securității Autovehiculelor și Cisternelor cu gaz lichefiat promulgat de fostul Minister al Muncii, și Ministerul Managementului Securității Căilor Ferate; Standardele relevante legate de cele două tipuri de testare nedistructivă a recipientelor sub presiune mobile sunt JB / T 6897 'Cryogenic Liquid Tanker', JB / TQ782 'Liquefied Petroleum Gas Tanker', HG 2599 Specificații tehnice pentru camioane cu cisternă cu amoniac lichid, GB 10478 Specificații tehnice pentru camioane cu cisternă și canal GB 10478. 10479 Specificații tehnice pentru autocisterne cu șine de aluminiu.

Tehnologie de testare nedistructivă în procesul de fabricație

Cerințele pentru fabricarea autocisternelor și a autocisternelor de cale ferată sunt, respectiv, stipulate în „Regulamentele de supraveghere a siguranței camioanelor cisterne pentru vehicule cu gaz lichefiat” și în „Regulamentele de gestionare a siguranței camioanelor cisterne pe calea ferată cu gaz lichefiat” (două reglementări pe scurt), precum și în „Regulamentele de supraveghere tehnică a siguranței navelor sub presiune” ((denumite, de asemenea, cerințele de testare nestructive pentru producție). din aceste două tipuri de recipiente sub presiune mobile, din cauza diferitelor departamente în care sunt formulate reglementările și a datelor de implementare sunt diferite, cerințele de fabricație și standardele de acceptare a inspecției nedistructive pentru cele două tipuri de recipiente sub presiune mobile sunt, de asemenea, diferite, în plus față de îndeplinirea standardelor și documentelor de proiectare, trebuie îndeplinite, de asemenea, cerințele generale ar trebui efectuate în conformitate cu prevederile JB 4730 —2005 „Încercarea nedistructivă a echipamentelor sub presiune“. Celelalte cerințe speciale ale celor două tipuri de vehicule care nu sunt acoperite de Regulamente ar trebui, de asemenea, să îndeplinească cerințele celor două reglementări de mai sus.

1.1 Testarea nedistructivă a materiilor prime

Plăcile din oțel carbon și oțel slab aliat sunt utilizate pentru fabricarea rezervoarelor care vor fi supuse testării cu ultrasunete unul câte unul. Testarea cu ultrasunete a plăcilor de oțel trebuie efectuată în conformitate cu prevederile JB 4730. Calitatea calificată a plăcilor de oțel nu trebuie să fie mai mică decât gradul II. Scopul principal al testării cu ultrasunete este de a găsi defecte precum delaminarea, pete albe, piei grele pliate și fisuri generate în timpul topirii și rulării foii. Inspecția poate fi efectuată pe orice plan de rulare al plăcii de oțel, iar sonda este scanată de-a lungul liniilor paralele perpendiculare pe direcția de rulare a plăcii de oțel la o distanță de 100 mm. Se pot efectua și alte tipuri de scanare în funcție de cerințele contractului, acordului tehnic sau desenului. Când se găsește un defect, acesta trebuie inspectat și măsurat cu atenție în jurul zonei defectului. Natura defectului trebuie judecată cuprinzător în funcție de caracteristicile formei de undă și de procesul de fabricare a plăcilor de oțel. De exemplu, forma de undă a defectului punctului alb este ascuțită și activă, repetabilitatea este slabă, valul inferior este redus semnificativ și numărul de ori este redus. Când sonda este mutată, fluctuațiile ecoului sunt mari, una după alta, și simetria direcției grosimii și așa mai departe.

2.1.2 Încercări nedistructive în timpul producției

Cisternele auto și feroviare sunt predispuse la o varietate de defecte de sudură, cum ar fi pori, incluziuni de zgură, non-fuziune, nesudate și fisuri, de aceea este important să folosiți teste nedistructive pentru a controla calitatea sudurii. În general, defectele interne ale sudurii sunt inspectate prin radiografie sau ultrasunete. Pentru îmbinările de colț și îmbinările în T care necesită inspecție nedistructivă, pulberea magnetică sau inspecția de penetrare trebuie efectuată atunci când inspecția radiografică sau cu ultrasunete nu este posibilă.

„Regulamentele de capacitate” menționate mai sus și cele două reglementări impun următoarele cerințe privind testarea nedistructivă în procesul de fabricație a rezervoarelor: ① Personalul de testare nedistructivă va fi evaluat în conformitate cu „Regulile de evaluare a calificării personalului de testare nedistructivă a rezervorului sub presiune” și numai după obținerea certificatului nedistructiv poate fi calificat în conformitate cu un certificat de calificare. tipul și nivelul tehnic al certificatului de calificare. ② Îmbinările sudate ale rezervorului trebuie verificate pentru forma, dimensiunea și calitatea aspectului, iar testarea nedistructivă poate fi efectuată după trecere. Pentru materialele cu tendință de fisurare întârziată, testarea nedistructivă trebuie efectuată la 24 de ore după terminarea sudării; pentru materialele cu tendință de reîncălzire fisurare, după tratamentul termic se vor adăuga încercări nedistructive. ③ Îmbinările cap la cap ale rezervorului și căminei trebuie inspectate prin radiografie sau cu ultrasunete. ④ Suprafața îmbinărilor de colț, cum ar fi căminele de vizitare, plăcile de armare și conductele rezervorului, trebuie testate prin pulbere magnetică sau prin penetrare.
„Regulamentul de management al siguranței tancurilor de cale ferată cu gaz lichefiat” prevede, de asemenea, că atunci când inspecția cu ultrasunete 100% este utilizată pentru îmbinările cap la cap ale rezervorului, ar trebui adăugată cel puțin 20% din examinarea radiografică. Locul de reexaminare ar trebui să includă intersecția sudurii și locul suspect al inspecției cu ultrasunete. Când reinspecția constată că există un defect peste standard, lungimea reinspecției de 10% (lungimea totală a sudurii corespunzătoare) ar trebui mărită. Dacă defectul peste standard este încă găsit, trebuie efectuată o reinspecție de 100%. Standardul de testare este realizat conform JB 4730. Cerințele de calitate ale radiografiilor nu trebuie să fie mai mici decât gradul AB. Pentru îmbinările cap la cap care sunt testate 100%, rezultatul testului nu este mai mic decât gradul II pentru a fi calificat. Pentru îmbinările cap la cap cu testare 100% cu ultrasunete, gradulⅠ este acceptabil. Înainte de testarea particulelor magnetice sau a penetrării, suprafața testată trebuie lustruită pentru a expune luciul metalic, iar sudura și metalul de bază trebuie să treacă ușor. Testul se efectuează conform standardului JB4730, iar rezultatele testelor sunt calificate de gradulⅠ.

3.2 Tehnologie de testare nedistructivă pentru vagoane în uz și vagoane feroviare

'Regulamentul pentru inspecția periodică a recipientelor sub presiune' a formulat o anexă specială 'Cerințe regulate pentru inspecția periodică a recipientelor mobile sub presiune' pentru inspecția navelor-cisternă. Acesta integrează „Regulamentele de capacitate” și cele două reglementări și propune cerințe de inspecție periodică mai standardizate, specifice și operaționale. Specificațiile unificate, cum ar fi intermediarea și revizia tancurilor feroviare în vasele sub presiune mobile și inspecția intermediară a containerelor cisternă sunt numite inspecții anuale și inspecții cuprinzătoare, iar conținutul testării nedistructive a sudurilor în unele inspecții anuale originale este împărțit în inspecții cuprinzătoare. Cerințele pentru inspecția în exploatare a cisternei, „Regulamente pentru inspecția periodică a recipientelor sub presiune” sunt că ar trebui efectuată inspecția de 100% a suprafeței sudurilor de filet și sudurilor cap la cap pe suprafața interioară a rezervorului. Atunci când există una dintre următoarele condiții, sudorul ar trebui să fie, de asemenea, inspectat aleatoriu cu raze sau cu ultrasunete, adică ① cisternul a fost scos din funcțiune de mai mult de 10 ani și reînființat. ② Reparați piesele de sudură în timpul utilizării. ③ în cazul în care cantitatea de nealiniere și unghiul marginii depășesc standardul. ④ scurgeri de îmbinări sudate și prelungiri la ambele capete. ⑤ Din cauza accidentului, îmbinările sudate ale rezervorului sau sudurile din apropiere sunt serios deteriorate și deformate. ⑥ Locul în care a fost suspectată ultima inspecție a defectului îngropat și a fost necesară o inspecție ulterioară. ⑦ Are tendința de coroziune sub presiune, cum ar fi bombarea hidrogenului. ⑧Solicitat de utilizator sau considerat necesar de către inspector. Pentru cei care au fost supuși unei inspecții aleatorii prin radiografie sau ultrasunete, următoarea inspecție cuprinzătoare, dacă nu se găsesc defecte prin aspect sau inspecția suprafeței, în general nu sunt inspectate, dar rezervorul trebuie supus radiografiei sau ultrasunetelor după două cicluri de inspecție cuprinzătoare. Odată cu îmbogățirea metodelor de detectare, pentru detectarea în uz a camioanelor cisterne, emisia acustică poate fi utilizată și pentru a determina activitatea defectelor sau pot fi utilizate metode de detectare a memoriei magnetice pentru a determina dacă există daune prin oboseală în anumite zone concentrate cu stres ridicat și pot fi utilizate metode de detectare a scurgerilor magnetice. Monitorizarea stării de coroziune a suprafeței interioare a rezervorului de la suprafața exterioară a rezervorului, aceste tehnologii sunt deosebit de potrivite pentru detectarea zilnică în utilizare a camioanelor cisterne.

4.2.1 Inspecția suprafeței

În timpul inspecției complete a cisternei, sudurile de filet, cum ar fi căminele de vizitare, plăcile de armare și duzele de pe rezervor și sudurile cap la cap de pe suprafața interioară sunt toate testate la suprafață. Inspecția suprafeței sudurilor cap la cap a materialelor feromagnetice adoptă în general inspecția particulelor magnetice. Când inspecția pulberii magnetice a Traductoarele ceramice piezoelectrice nu pot fi utilizate pentru suduri de filet, pot fi utilizate și metode de inspecție prin penetrare. Inspecția suprafeței materialelor neferomagnetice folosește metoda de detectare a penetrării. În timpul testării nedistructive a suprafeței camioanelor cisterne, trebuie subliniate următoarele părți: ① Fisurile de sudură și oboseală există adesea în sudarea și zona afectată de căldură a sudurii, în special în gura în formă de T a sudurii, sudură de colț, sudare cap la cap și defecte de suprafață de sudare. ② Fisurarea prin oboseală și coroziune prin stres este ușor să apară în locuri cu stres local ridicat. Tensiunea mai mare în rezervorul cisternei este generată în principal în locul în care structura este discontinuă, cum ar fi în jurul deschiderii căminei rezervorului, a orificiului de instalare a supapei de siguranță, fundul rezervorului din mijlocul rezervorului este situat la placa de rezemare a șai, iar combinația rezervorului și a pieselor casetei, partea de tranziție a capului și vecinătatea acesteia, capătul cilindrului și accesoriile de sudură. Detectarea particulelor magnetice folosește, în general, un detector portabil de defecte ale jugului, care este simplu în structură, ușor și ușor de utilizat. Metoda jugului folosește juguri cu îmbinare unică și cu mai multe îmbinări pentru a magnetiza longitudinal piesa de prelucrat, ceea ce este potrivit pentru inspecția locală a sudurilor din rezervor, cum ar fi sudurile cap la cap și sudurile filetate. Caracteristicile sale sunt echipamente simple și funcționare convenabilă, dar pentru că este necesar să se facă cel puțin două teste independente perpendiculare între ele în aceeași locație, eficiența este scăzută și este ușor să provoace o detectare ratată. Metoda jugului încrucișat utilizează un câmp magnetic rotativ pentru a magnetiza piesa de prelucrat, care este potrivit pentru inspecția locală a sudurii cap la cap a rezervorului. Deoarece jugul magnetic încrucișat poate fi utilizat pentru a obține câmpul magnetic rotativ, este sensibil și de încredere, iar eficiența de detectare a defectelor este mare, astfel încât este utilizat pe scară largă în inspecția rezervorului. O metodă de magnetizare complet continuă este folosită în mod obișnuit pentru a magnetiza o piesă de prelucrat folosind un câmp magnetic rotativ. Standardul JB 4730 specifică că specificația de magnetizare a metodei jugului poate fi determinată pe baza benzii de testare a sensibilității sau a forței de ridicare. Pentru jug, când distanța dintre polii jugului electromagnetic este de 200 mm, jugul electromagnetic AC trebuie să aibă o forță de ridicare de cel puțin 44 N, iar jugul electromagnetic CC ar trebui să aibă o forță de ridicare de cel puțin 177 N. Distanța polilor magnetici trebuie controlată între 50 și 200 mm, dar zona de magnetizare efectivă a ambelor părți este definită ca suprafață de magnetizare ± 50 mm pe ambele părți. conexiune bipolară, care ar trebui să se suprapună cu 15 mm între două teste; pentru un jug în cruce, cerința de forță de ridicare este ≮88 N. Când testarea particulelor magnetice nu poate fi efectuată din cauza structurii sau a materialului, se utilizează testarea de penetrare. Testarea de penetrare a auto-cisternelor de automobile și de cale ferată utilizează în principal inspecția de penetrare a culorii. Înainte de testare, suprafața sudurii trebuie curățată cu unelte precum polizoare și perii de fier pentru a îndepărta resturile, cum ar fi zgura de sudură, rugina și straturile de oxid uleios și pentru a preveni blocarea defectelor de suprafață în timpul curățării. În condițiile de 15-50 ℃, timpul de penetrare a penetrantului este în general ≮10 min. Solventul este de obicei îndepărtat prin ștergere. În general, ștergeți mai întâi cu o cârpă curată, fără păr, până când cea mai mare parte din excesul de penetrant este îndepărtat, apoi ștergeți cu o cârpă curată, fără păr sau cu hârtie înmuiată într-un agent de curățare, până când tot excesul de penetrant este îndepărtat de pe suprafața de testare. Ștergeți, nu ștergeți înainte și înapoi și nu clătiți direct cu agentul de curățare pe suprafața inspectată. Imaginile de sudură sunt de obicei pulverizate. După pulverizarea agentului de imagistică timp de 3 până la 5 minute, imaginea afișată poate fi observată cu ochiul liber sau cu ajutorul unei lupe de 3 până la 5 ori. Observația trebuie efectuată cu condiția ca lumina vizibilă pe suprafața de inspectat să fie > 500 lx.

2. Inspecția cu 2 raze
Avantajul inspecției radiografice este că defectele sunt precise calitativ și intuitive, ceea ce este convenabil pentru mulți oameni să analizeze defectele. Pentru o inspecție completă a cisternelor interne și externe în timpul utilizării, alegerea energiei razelor depinde de grosimea piesei de prelucrat de transiluminare și de tipul materialului și, uneori, în funcție de condițiile echipamentului. În general, pe măsură ce energia razei scade, contrastul imaginii de transiluminare crește. Prin urmare, atunci când timpul de expunere o permite, energia razelor inferioare trebuie utilizată cât mai mult posibil. În plus, defectele peste standard găsite prin testarea cu ultrasunete sunt de obicei reexaminate cu teste radiografice pentru a determina în continuare natura și locația specifică a defectului și pentru a oferi o bază pentru repararea defectului.

2. 3 testare cu ultrasunete
Datorită costului scăzut și vitezei mari de inspecție cu ultrasunete, rata mare de detectare a defectelor zonei este potrivită pentru sudurile cap la cap și sudurile de filet. Instrumentul de detectare este de dimensiuni mici, greutate redusă, convenabil de utilizat pe site și în comparație cu radiația. Nu dăunează oamenilor, așa că este utilizat pe scară largă în inspecția completă a rezervoarelor. Odată cu dezvoltarea tehnologiei, metoda de detectare cu ultrasunete a reușit să cuantifice cu acuratețe defectele, ceea ce oferă condițiile de bază pentru evaluarea mecanicii fracturii a defectelor. Pentru defectele îngropate care depășesc standardul, există multe cazuri în care siguranța utilizării lor este determinată de metoda de evaluare a siguranței. „Regulamentul de management al siguranței tancurilor feroviare cu gaz lichefiat” propune cerințe cuprinzătoare de evaluare tehnică pentru tancurile cu clor lichid, cu dioxid de sulf lichid cu o durată de viață mai mare de 15 ani și cisterne cu alte medii care au o durată de viață mai mare de 20 de ani, dar nu specifică conținutul evaluării. Unele unități de inspecție folosesc metoda de evaluare a siguranței pentru a afla dacă pot fi utilizate rezervoarele cu defecte care depășesc standardul. Noua revizuire JB 4730 stipulează că metoda de măsurare a înălțimii defectelor în detectarea cu ultrasunete este metoda undelor de difracție la punctul final defectuos, metoda ecoului maxim final și metoda 6dB etc., dar metoda cu cea mai mare precizie de măsurare în prezent este metoda undelor de difracție a punctului final defect, cu un interval precis de 5 până la 1 mm. Rezoluția de detecție cu ultrasunete este un indicator important al detecției cu ultrasunete, care este împărțită în rezoluție în timp, rezoluție spațială și rezoluție de contrast. Rezoluția în timp reflectă fiabilitatea rezultatelor testului în timp, asigurând că nu lipsește niciun test în timpul testului. Rezoluția spațială se referă la capacitatea de a distinge două reflectoare adiacente în anumite condiții. Rezoluția contrastului este o măsură a gradului în care se pot distinge două structuri adiacente dintr-o imagine cu ultrasunete. Pentru a îmbunătăți rezoluția de detecție, cercetarea teoretică a metodei TOFD, a metodei phased array și a metodei de imagistică holografică a fost matură, iar instrumentele de testare cu ultrasunete corespunzătoare au început să fie popularizate și aplicate. Aceste metode pot obține afișare mai intuitivă și date mai precise ale defectelor interne.

Testul memoriei magnetice
Datorită discontinuităților structurale precum capete, cămine și duze, tensiuni reziduale în sudură, suportul recipientului, tensiuni reziduale produse prin prelucrarea componentelor sub presiune și discontinuități în structura internă a materialului, există inevitabil concentrații de tensiuni. Aceste părți concentrate de stres traductor cu disc piezoelectric sunt predispuse la fisurarea prin coroziune și la fisuri de oboseală sub combinația de factori precum mediul, temperatura, presiunea și denivelările în timpul transportului cu rezervor. Prin urmare, aflarea părții concentrației de stres pe rezervor, determinarea mărimii concentrației de stres și analiza impactului acesteia asupra performanței de siguranță a autocisternei au devenit cheia în testare. Metodele convenționale de testare nedistructivă (cum ar fi testarea cu radiații, ultrasunete, particule magnetice și penetrare) pot detecta doar macro defecte de o anumită dimensiune și este dificil să se găsească microdefecte. Tehnologia de detectare a memoriei magnetice metalice poate detecta părțile de concentrare a stresului care pot induce deteriorarea sau distrugerea, ceea ce oferă o bază pentru diagnosticarea precoce a rezervorului. Testarea memoriei magnetice este utilizată în principal pentru monitorizarea on-line și inspecția periodică a rezervoarelor. Scopul este de a scana rapid concentrația generală de stres a echipamentului, de a efectua diagnosticarea timpurie a posibilelor daune și de a se concentra pe revizuirea pieselor care pot avea probleme după diagnosticare pentru a asigura siguranța utilizării și a preveni accidentele. Deoarece testul de memorie magnetică nu necesită o curățenie ridicată a suprafeței de sudură, nu este necesar.