Icke-förstörande provning av tryckkärl——Icke-förstörande test av bil- och järnvägstankfartyg

Sammanfattning: Sammanfatta defekterna och möjliga oförstörande testmetoder som används vid tillverkning och användning av bilar och järnvägstankfartyg, inklusive strålning, ultraljud, magnetiska partiklar, penetration, magnetiskt läckage, akustisk emission och magnetisk minnestestning, etc., och introducera varje icke-förstörande egenskaper hos detektionsmetoder.

Nyckelord: tryckkärl; tankfartyg; ultraljudstestning; magnetisk partikeltestning; röntgenundersökningar; penetrationstestning; magnetisk läckagetestning; akustisk emissionstestning; magnetisk minnestestning.

Föreskrifterna för teknisk tillsyn för tryckkärlsäkerhet omfattar biltankfartyg (transportfordon för flytande gas (påhängsvagn), fordon för transport av lågtemperaturvätskor (påhängsvagn), järnvägstankare (mediet är flytande gas och lågtemperaturvätska) och tankcontainrar (mediet är flytande gaser och kryogena vätskor som kallas för kollektiva tryck och lågtemperaturvätskor) är tillgängliga i kollektiva, mobila temperaturer och mobila temperaturer. kryogena typer. De används i stor utsträckning inom petroleum och kemikalier, flyg, elektronik och maskiner, livsmedel och tobak och medicinsk behandling. I synnerhet under de senaste åren har Kina accelererat takten i stadsförgasning och ökat miljöskydd. Mängden ökade snabbt. Eftersom de flesta medier som lagras och transporteras av mobila tryckkärl är brandfarliga, explosiva och skadliga flytande gaser och lågtemperaturvätskor, såsom plötsliga säkerhetsolyckor, kommer det att medföra stor skada på nationell egendom och människors liv. Därför måste det mobila tryckkärlet testas för att säkerställa säker användning. Egenskaperna och kraven för den oförstörande provningstekniken som används i olika stadier kommer att sammanfattas i enlighet med egenskaperna för dess tillverkning och användning. Dessutom kommer oförstörande testteknik för lågtemperatur- och djupkylda behållare att diskuteras specifikt i efterföljande ämnen.

Tankbilar för bilar och tankbilar för järnväg involverar yrkesområden som trafikledning, allmän säkerhet, brandskydd, specialutrustning och transport av farliga kemikalier. Kinas befintliga oförstörande testteknik krävs föreskrifter eller tekniska specifikationer för piezokeramiska kristaller för dessa två typer av mobila tryckkärl har huvudsakligen den ursprungliga nationella kvaliteten. Föreskrifter om teknisk övervakning av tryckkärlsäkerhet utfärdad av den tekniska övervakningsbyrån, föreskrifter om periodisk inspektion av tryckkärl utfärdade av General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine, Regulations on the Safety Supervision of Liquefied Gas Vehicles and Tankers som utfärdats av det tidigare arbetsministeriet, och myndigheten för ledning av kemiindustrin för gastransporter för gasindustrin; De relevanta standarderna relaterade till de två typerna av oförstörande testning av mobila tryckkärl är JB / T 6897 'Cryogenic Liquid Tanker', JB / TQ782 'Liquefied Petroleum Gas Tanker', HG 2599 Technical Specifications for Liquid Ammonia Tank Trucks, GB 10478 Gas Specifications Rail Technique, GB 10478 Gas Tanker. 10479 Tekniska specifikationer för tankbilar i aluminium.

Icke-förstörande testteknik i tillverkningsprocessen

Kraven för tillverkning av tankbilar för bilar och tankbilar för järnväg är respektive fastställda i 'Liquefied Gas Vehicle Tank Truck Safety Supervision Regulations' och 'Liquefied Gas Railway Tank Truck Safety Management Regulations' (förkortat två bestämmelser), och 'Tryckfartygssäkerhetstekniska övervakningsföreskrifterna' (Overafercity Regulations sattes till') testkrav för tillverkning av dessa två typer av mobila tryckkärl. På grund av de olika avdelningarna där reglerna är formulerade och implementeringsdatumen är olika, är tillverkningskraven och standarderna för icke-förstörande inspektionsacceptans för de två typerna av mobila tryckkärl också olika. uppfyllt Om den oförstörande provningen bör utföras i enlighet med bestämmelserna i JB 4730 —2005 'Icke-förstörande provning av tryckutrustning' De övriga särskilda kraven för de två fordonstyper som inte omfattas av föreskrifterna bör också uppfylla kraven i ovanstående två föreskrifter.

1.1 Oförstörande provning av råvaror

Kolstål och låglegerade stålplåtar som används för tillverkning av tankar ska utsättas för ultraljudstestning en efter en. Ultraljudsprovning av stålplåtar ska utföras i enlighet med bestämmelserna i JB 4730. Den kvalificerade kvaliteten på stålplåtar ska inte vara lägre än Grad II. Huvudsyftet med ultraljudstestning är att hitta defekter som delaminering, vita fläckar, vikta tunga skinn och sprickor som uppstår under smältning och valsning av plåten. Inspektion kan utföras på valfritt rullande plan av stålplåten, och sonden skannas längs parallella linjer vinkelräta mot stålplåtens rullriktning med ett avstånd på 100 mm. Även andra typer av skanning kan utföras enligt kraven i kontrakt, tekniskt avtal eller ritning. När en defekt upptäcks bör den noggrant inspekteras och mätas runt defektområdet. Defektens natur bör bedömas heltäckande enligt vågformens egenskaper och stålplåtstillverkningsprocessen. Till exempel är vitpunktsdefektens vågform skarp och aktiv, repeterbarheten är dålig, bottenvågen reduceras avsevärt och antalet gånger reduceras. När sonden flyttas är ekofluktuationerna stora, den ena efter den andra, och tjocklekens riktningssymmetri och så vidare.

2.1.2 Oförstörande provning under tillverkning

Tankbilar för bilar och järnvägar är utsatta för en mängd olika svetsdefekter, såsom porer, slagginslutningar, icke-smältning, osvetsade och sprickor, så det är viktigt att använda oförstörande testning för att kontrollera svetskvaliteten. Vanligtvis inspekteras svetsens inre defekter med radiografi eller ultraljud. För hörnfogar och T-fogar som kräver oförstörande inspektion bör magnetpulver- eller penetrationsinspektion utföras när röntgen- eller ultraljudsbesiktning inte är möjlig.

Ovannämnda 'Capacity Regulations' och de två bestämmelserna ställer följande krav på oförstörande testning i tillverkningsprocessen av tankar: ① Icke-förstörande testpersonal ska utvärderas i enlighet med 'Boiler Pressure Vessel Non-destructive Testing Personal Qualification Evaluation Rules de kan endast erhålla någon strukturell provningsregler', och arbete som motsvarar kvalifikationsbevisets typ och tekniska nivå. ② Tankens svetsfogar bör kontrolleras med avseende på form, storlek och utseendekvalitet, och oförstörande testning kan utföras efter godkänt resultat. För material med tendens till fördröjd sprickbildning ska oförstörande provning utföras 24 timmar efter att svetsningen är avslutad. för material med benägenhet att återupphetta sprickbildning ska oförstörande provning läggas till efter värmebehandling. ③ Stoppfogarna på tanken och manhålet måste inspekteras med röntgen eller ultraljud. ④ Ytan på hörnfogarna, såsom brunnar, förstärkningsplattor och tankens rörledningar, bör testas med magnetiskt pulver eller penetration.
'Liquefied Gas Railway Tanker Safety Management Regulations' föreskriver också att när 100 % ultraljudsinspektion används för tankens stumfogar, ska minst 20 % av den radiografiska granskningen läggas till. Omundersökningsplatsen bör inkludera skärningspunkten mellan svetsen och den misstänkta platsen för ultraljudsinspektion. När efterbesiktningen konstaterar att det föreligger ett överstandarddefekt, bör efterbesiktningslängden på 10 % (den totala längden på motsvarande svets) ökas. Om defekten som överskrider standarden fortfarande upptäcks, bör en 100-procentig ny inspektion utföras. Teststandarden är utförd enligt JB 4730. Kvalitetskraven på röntgenbilder bör inte vara lägre än AB-graden. För stumfogar som är 100 % testade är testresultatet inte lägre än Grad II för att vara kvalificerad. För rumpleder med 100 % ultraljudstestning är GradeⅠ acceptabelt. Innan magnetisk partikel- eller penetrationstestning bör den testade ytan poleras för att exponera metallglansen, och svetsen och basmetallen ska övergå jämnt. Testet utförs enligt JB4730-standarden och testresultaten är betygsⅠkvalificerade.

3.2 Oförstörande testteknik för bilar och tankbilar som är i bruk

'Regler för periodisk inspektion av tryckkärl' har formulerat en särskild bilaga 'Regelbundna krav för periodisk inspektion av mobila tryckkärl' för inspektion av tankfartyg. Den integrerar 'Capacity Regulations' och de två förordningarna, och föreslår ett mer standardiserat, specifikt och operativt starkt krav på periodisk inspektion. De enhetliga specifikationerna som mellan- och översyn av järnvägstankar i mobila tryckkärl och mellaninspektion av tankcontainrar kallas årliga inspektioner och omfattande inspektioner, och innehållet i oförstörande provning av svetsar i vissa ursprungliga årliga inspektioner är uppdelat i omfattande inspektioner. Kraven för driftbesiktning av tankbilen, 'Regler för periodisk besiktning av tryckkärl' är att 100 % ytbesiktning av kälsvetsar och stumsvetsar på tankens insida ska utföras. När ett av följande tillstånd föreligger, bör svetsaren också genomgå slumpmässig inspektion eller ultraljudsinspektion, det vill säga ① tankbilen har varit ur drift i mer än 10 år och tas i drift igen. ② Reparera svetsdelar under användning. ③ där mängden felinriktning och kantvinkel överstiger standarden. ④ läckage av svetsfogar och förlängningar i båda ändar. ⑤ På grund av olyckan är tankens svetsfogar eller de närliggande svetsarna allvarligt skadade och deformerade. ⑥ Platsen där den senaste begravda defektinspektionen misstänktes och en uppföljande inspektion krävdes. ⑦Den har en tendens till spänningskorrosion som vätebuktning. ⑧Krävs av användaren eller bedöms nödvändigt av inspektören. För den som genomgått stickprovskontroll med röntgen eller ultraljud inspekteras i allmänhet inte nästa omfattande besiktning, om inga defekter påträffas genom utseende eller ytbesiktning, utan tanken bör utsättas för röntgen eller ultraljud efter två omfattande inspektionscykler. Med anrikning av detekteringsmetoder, för användningsdetektering av tankbilar, kan akustisk emission också användas för att bestämma aktiviteten av defekter, eller metoder för detektering av magnetiskt minne kan användas för att avgöra om utmattningsskador finns i vissa högspänningskoncentrerade områden, och metoder för detektering av magnetiska läckage kan användas. Övervakar korrosionsstatusen på tankens inre yta från utsidan av tanken, dessa tekniker är särskilt lämpliga för daglig detektering av tankbilar under användning.

4.2.1 Ytinspektion

Under den fullständiga inspektionen av tankbilen testas kälsvetsar såsom brunnar, förstärkningsplattor och munstycken på tanken och stumsvetsarna på den inre ytan på ytan. Ytinspektionen av stumsvetsarna av ferromagnetiska material antar i allmänhet magnetisk partikelinspektion. När magnetiskt pulver inspektion av piezoelektriska keramiska givare kan inte användas för kälsvetsar, metoder för penetrationsinspektion kan också användas. Ytinspektionen av icke-ferromagnetiska material använder penetrationsdetekteringsmetoden. Under oförstörande provning av ytan på tankbilar bör följande delar betonas: ① Svets- och utmattningssprickor finns ofta i svetsen och svetsens värmepåverkade zon, speciellt i svetsens T-formade mynning, kälsvets, stumsvets och svets Ytdefekter. ② Utmattning och spänningskorrosionssprickor är lätta att uppstå på platser med hög lokal spänning. Den högre spänningen i tanktanken genereras huvudsakligen på den plats där strukturen är diskontinuerlig, såsom runt manhålsöppningen på tanken, säkerhetsventilens installationshål, tankbotten i mitten av tanken är placerad vid sadellagerplattan, och kombinationen av tanken och kassettdelarna, övergångsdelen av huvudet och dess närhet, cylinderns ände och svetstillbehören. Magnetisk partikeldetektering använder i allmänhet en portabel okfelsdetektor, som är enkel i strukturen, lätt i vikt och lätt att använda. Okmetoden använder enfogade och flerfogade ok för att magnetisera arbetsstycket i längdriktningen, vilket är lämpligt för lokal inspektion av tanksvetsar, såsom stumsvetsar och kälsvetsar. Dess egenskaper är enkel utrustning och bekväm drift, men eftersom det är nödvändigt att göra minst två oberoende tester vinkelräta mot varandra på samma plats, är effektiviteten låg och det är lätt att orsaka missad upptäckt. Cross yoke-metoden använder ett roterande magnetfält för att magnetisera arbetsstycket, vilket är lämpligt för lokal inspektion av tankens stumsvets. Eftersom det korsade magnetiska oket kan användas för att erhålla det roterande magnetfältet, är det känsligt och pålitligt och effektiviteten för detektering av fel är hög, så det används ofta vid tankinspektion. En helt kontinuerlig magnetiseringsmetod används vanligtvis för att magnetisera ett arbetsstycke med hjälp av ett roterande magnetfält. JB 4730-standarden anger att magnetiseringsspecifikationen för okmetoden kan bestämmas baserat på känslighetstestremsan eller lyftkraften. För oket, när avståndet mellan polerna på det elektromagnetiska oket är 200 mm, bör det elektromagnetiska växelströmsoket ha en lyftkraft på minst 44 N, och det elektromagnetiska DC-oket bör ha en lyftkraft på minst 177 N. Det magnetiska polavståndet bör kontrolleras mellan 50 och 200 mm, men den effektiva arean på ± 0 mm definieras som magnetarean på ± 0 mm. båda sidor av den tvåpoliga anslutningen, som ska överlappa med 15 mm mellan två tester; för ett tvärok är lyftkraftskravet ≮88 N. När magnetisk partikeltestning inte kan utföras på grund av struktur eller material används penetrationsprovning. Penetrationstestning för fordon och järnvägstankar använder huvudsakligen färgpenetrationsinspektion. Innan provning ska svetsytan rengöras med verktyg som slipmaskiner och järnborstar för att ta bort skräp som svetsslagg, rost och oljiga oxidskikt och förhindra att ytdefekter blockeras under rengöringen. Under tillståndet 15-50 ℃ är penetreringstiden för penetrant i allmänhet ≮10 min. Lösningsmedlet avlägsnas vanligtvis genom avtorkning. I allmänhet, torka först med en ren icke-hårlös trasa tills det mesta av överskottet penetrant har avlägsnats, och torka sedan av med en ren icke-hårlös trasa eller papper doppat i ett rengöringsmedel, tills allt överskott av penetrant har avlägsnats från testytan. Torka rent, torka inte fram och tillbaka och skölj inte direkt med rengöringsmedlet på ytan som ska inspekteras. Svetsavbildning sprutas vanligtvis. Efter att ha sprayat bildbehandlingsmedlet i 3 till 5 minuter kan den visade bilden observeras med blotta ögat eller med hjälp av ett 3 till 5 gånger förstoringsglas. Observationen bör utföras under förutsättning att det synliga ljuset på ytan som ska inspekteras är > 500 lx.

2. 2 Ray Inspection
Fördelen med radiografisk inspektion är att defekterna är kvalitativt korrekta och intuitiva, vilket är bekvämt för många människor att analysera defekterna. För en omfattande inspektion av de interna och externa tankbilarna under användning beror valet av strålenergi på tjockleken på genomlysningsarbetsstycket och typen av material, och ibland beroende på utrustningsförhållandena. I allmänhet, när strålens energi minskar, ökar kontrasten i genomlysningsbilden. Därför, när exponeringstiden tillåter, bör den lägre strålenergin användas så mycket som möjligt. Dessutom undersöks vanligtvis överstandardiserade defekter som hittas vid ultraljudstestning på nytt med röntgenundersökningar för att ytterligare fastställa defektens art och specifika plats och ge underlag för defektreparation.

2. 3 ultraljudstestning
På grund av den låga kostnaden och den höga hastigheten för ultraljudsinspektion är den höga detekteringsgraden av områdesdefekter lämplig för stumsvetsar och kälsvetsar. Detektionsinstrumentet är litet i storlek, lätt i vikt, bekvämt att använda på platsen och jämfört med strålning. Ingen skada för människor, så det används ofta i den omfattande inspektionen av tankar. Med teknikens utveckling har ultraljudsdetekteringsmetoden kunnat kvantifiera defekter korrekt, vilket ger de grundläggande förutsättningarna för brottmekanisk utvärdering av defekter. För nedgrävda defekter som överskrider standarden finns det många fall där säkerheten för deras användning bestäms av metoden för säkerhetsbedömning. 'Liquefied Gas Railway Tanker Safety Management Regulations' föreslår omfattande tekniska bedömningskrav för flytande klor, tankfartyg med flytande svaveldioxid med en livslängd på mer än 15 år och tankfartyg med andra medier som har en livslängd på mer än 20 år, men anger inte innehållet i bedömningen. Vissa inspektionsenheter använder metoden för säkerhetsbedömning för att ta reda på om tankarna med defekter som överskrider standarden kan användas. Den nyligen reviderade JB 4730 stipulerar att metoden för att mäta höjden av defekter vid ultraljudsdetektering är defekt ändpunktsdiffraktionsvågsmetod, slutmaximumekometod och 6dB-metod etc., men metoden med den högsta mätnoggrannheten för närvarande är feländpunktsdiffraktionsvågmetoden, med ett noggrant intervall på 10 mm. Ultraljudsdetekteringsupplösning är en viktig indikator för ultraljudsdetektering, som är uppdelad i tidsupplösning, rymdupplösning och kontrastupplösning. Tidsupplösningen återspeglar tillförlitligheten hos testresultaten i tid, vilket säkerställer att inget test saknas under testet. Rumslig upplösning avser förmågan att särskilja två intilliggande reflektorer under vissa förhållanden. Kontrastupplösning är ett mått på i vilken grad två intilliggande strukturer i en ultraljudsbild kan urskiljas. För att förbättra detektionsupplösningen har den teoretiska forskningen av TOFD-metoden, phased array-metoden och holografisk avbildningsmetod blivit mogen, och motsvarande ultraljudstestinstrument har börjat populariseras och tillämpas. Dessa metoder kan erhålla mer intuitiv visning och mer exakta data om interna defekter.

Magnetisk minnestest
På grund av strukturella diskontinuiteter såsom huvuden, manhål och munstycken, restspänningar i svetsen, stöd av behållaren, restspänningar som uppstår genom bearbetning av tryckkomponenter och diskontinuiteter i materialets inre struktur, finns det oundvikligen spänningskoncentrationer. Dessa spänningskoncentrerade delar av piezoelektrisk skivomvandlare är utsatta för spänningskorrosionssprickor och utmattningssprickor under kombinationen av faktorer som media, temperatur, tryck och stötar under tanktransport. Därför har det blivit nyckeln i testet att ta reda på stresskoncentrationsdelen på tanken, bestämma storleken på stresskoncentrationen och analysera dess inverkan på tankbilens säkerhetsprestanda. Konventionella oförstörande testmetoder (som strålning, ultraljud, magnetiska partiklar och penetrationstestning) kan bara upptäcka makrodefekter av en viss storlek, och det är svårt att hitta mikrodefekter. Tekniken för detektering av metallmagnetiskt minne kan detektera de delar av spänningskoncentrationen som kan orsaka skada eller förstörelse, vilket ger en grund för tidig diagnos av tanken. Magnetisk minnestestning används främst för on-line övervakning och periodisk inspektion av tankar. Syftet är att snabbt skanna den övergripande stresskoncentrationen av utrustningen, genomföra tidig diagnos av möjliga skador och fokusera på att granska de delar som kan ha problem efter diagnos för att säkerställa säkerheten vid användning och förhindra olyckor. Eftersom det magnetiska minnestestet inte kräver hög renhet på svetsytan är det inte nödvändigt.