超声波探伤技术在金属内衬压力容器检测中的应用研究
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作者:李德斌
摘 要：超聲波有一种利用很广泛的特性，被称为机械波特性，这种特性主要应用在超声波探伤技术中。为了检查工具细微的地方上是否存在缺陷，可以通过工具对超声波的波动情况和振动的频率等方面反馈的具体数据来了解损坏情况，因为超声波不会对工具产生任何损坏，机械、冶金部门在检测工具质量时也大多是采用这种技术。针对超声波探伤在金属内衬压力容器检测的应用问题进行分析，对该技术进行准确校对，能够更好的帮助工业上对金属内衬压力的检测，找到压力容器中哪里出现了问题，来完成对超声探伤技术在实际工作中的运用，通过具体的实践得到的结论具有可靠性和真实性。
关键词：超声波探伤技术 压力容器 无损探伤技术
中图分类号：TG441.7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）07（c）-0016-02
1 精准校对超声波探伤仪器
1.1 超声波探伤仪探头的选用
为了对压力金属内衬进行有效完善的探伤，迅速找到金属内衬上的缺陷部位，就需要事先对所选用的仪器进行精准校对，避免因为超声波探伤仪器自身存在数据偏差而影响对仪器检验的结果，保障检验工具的有效性和精准性，对检测金属内衬压力容器具有重要的帮助。那么要怎样才能让探伤仪精准测量呢？首先要做到的就是对超声波探伤仪的外表面进行检查，保证仪器的完整性，是否缺少一些重要的部件，确保仪器外部没有很严重的凹陷刮痕和变形，还要进一步仔细地检查所有衔接的地方是否牢固，仪器不能出现松动或者脱落的情况，然后再选择合适的探头、试块安装在探伤仪上，为正式检测做好充分的检查准备工作。
之前说过为了保障检测的准确性，要选择合适的探头，检测压力金属内衬之前，要根据检查的对象所需要运用的技术要求选择适合的工具，探头的样式、晶体的尺寸大小、震动的频率以及探头k值的选择都是选择合适探头的重要依据，就比如被侧工具的厚度在4～5mm，所选择的探头和k值应是6×6k3，厚度6～8mm的应选择8×8k3，厚度为9或10mm的选择9×9k3，不同的工具厚度都对应不同的数值，在正式检测之前，要精准的计算好所测量工具的厚度，避免因为测量误差导致探头选择不合适而影响检验。
1.2 超声波探伤仪试块的选用
根据被测量工具的厚度选择好合适的探头之后，就需要选择与探头相互匹配的试块了，超声探伤试块的重要作用就是对工件内部可能出现的瑕疵或者损伤做到精准快速的定位，对瑕疵和损伤程度做到精确诊断和评估，试块的选择也是有依据性的，为了保证检测结果的准确性，保证检测工作能够高效地运行，需要专业的工作人员掌握熟料的技术精确的进行选择试块，在正式对金属内衬压力容器进行检测之前，可以利用人工反射体对试块不断地进行调整，来验证试块是否具有灵活的敏感度，再利用超声波探伤技术反复调整试块的扫描速度，记录下试块快慢不等的速度，与仪器示波屏上的实际声程和水平刻度值之间的比例关系进行对比，分析该试块能否绘制出距离波幅曲线图，能否为工作人员检测金属内衬压力容器内部的损坏处位置和损坏程度提供帮助，对内衬容器进行精准定量。校准超声波探伤技术的要求是电磁轭提升力大于等于45N，灵敏度试片刻槽就会清楚地显现出来，要想做到超声波探伤仪的精准校对，就需要工作人员们掌握好扎实的基本功，牢牢记住不同的检测对象应该对应什么样的探伤工具，保障在检测的时候不会因为前期准备工作的失误，而导致最后测量结果的不准确，选择合适的探头和试块，是完成超声波探伤仪校对的重要保障，也是提高检查工作效率的重要保障[1]。
2 用探伤仪对压力容器的检测
2.1 检测时应注意的事项
所谓超声探伤技术的运用，其实主要就是分为两个步骤，就是在检测金属内衬压力容器的过程中所需要完成的两个步骤。第一步就是在正式检测之前的准备阶段，对探伤仪器的外观、探头试块的检测以及检测对象的清理工作。第二个步骤就是现场对监测对象的正式检验。在检测准备的阶段，首先工作者要对检测对象的表面和侧面进行检查，用工具将检查对象表面上的油污、焊接部位的飞溅物、生锈以及氧化的部位清洗干净，将检测工具上的深坑用探伤技术的探头进行修补，然后用砂轮等工具对其进行打磨，让工具更加平整，用公式计算出超声波探伤技术的检测对象金属内衬压力容器的宽度，板厚的代表字母是t，探头的斜率是K，之间的关系是Hmin=2Kt，HMAX=2.5Kt，探头的斜率通过计算探头的声束在钢中折射的正切值这种方式来获得的，探头斜率的准确性对检验金属内衬压力的不足有非常大的影响。除准备阶段以外，还有一个现场检测的阶段。用超声波探伤技术对金属内衬压力容器进行检测，首先要做到的是确保外观检查合格，然后了解金属容器的材质、厚度、焊接种类、焊接方法、弯曲程度、焊缝多余部位、背面的垫子、槽口以及坡口的形状等状况，最后再根据检测的结果制作出一张DAC的检测图，判定容器缺口的大小和损坏程度，综合分析给出一个精准的评价等级[2]。
2.2 对检查结果缺陷的分析
对容器损坏程度进行评价分析，首先需要做的是选择DAC功能组，将超声波探伤仪器打开，选择好检验所对应的菜单，将选好的探头与检测对象匹配的探头放置在选好的试块上，按下A门开始功能键，并根据移动状况调节A，确保收回的超声波是满屏的80%以上，将采集的信息记录下来，紧接着按照顺时针的方向波动轮子，一直等到保存标定的数值从0转变到1的时候才意味着采集结束。然后用选好的探头在试块上找到最高返回的声波，用轮子调节A门按键的位置，直到保存的数值从原先的1转变为2才算结束，通过反复的调节探伤仪器的探头在试块上找到最高反射声波的距离，依次对所侦测到的数据进行保存确定。利用制作出来的ADC曲线来判断出金属内衬压力容器所存在的问题的具体位置、问题的大小以及定量，来对容器进行判断分析，定出来的线和定量那条线之间的区域被称之危I区，定量那条线和判断是废弃的那条线之间的区域被称为II区，判断是废弃的那条线以上的区域被称为III区，如果探测出来的伤害在I区，那么缺陷就不严重，如果检测的结果显示在III区，那么证明检测的工具是残次品，如果检测到的伤害在II区，是允许的范围，但如果超过了这个范围，就需要重新修理，通过这种曲线图来鉴定被检测工具的质量。
2.3 金属内衬压力具体事例分析
超声波探伤技术的检验结果准确性到底能不能保障，是不是准确的，需要用一些事例来进行验证，测试的方法就是采用标准短横空试块，利用金属内衬压力容器进行检测，对容器比较长的横空进行超声探伤，例如对CSK-I试块的检测，利用DCA曲线进行验证，又因为CSK-I试块为直径1mm，长度测量为5mm，深度测量为30mm的标准样品，测量结果显示，测量金属内衬压力容器的检测过程当中，所测量的数据与样品实际数据是一样的，说明超声波探伤技术在金属内衬压力容器检测中的应用是比较精确的，只要将需要注意的事项一一做好，得出来的结果就不会和实际情况产生太大的差异，具有比较高的准确性。
3 结语
超声探伤是一种帮助检查工具是否存在问题的一种重要技术，它对被检测的工具不会造成任何损害，被广泛的应用在金属内衬压力容器的制造、容器焊接的检测当中，超声探伤技术具有以下几种优点：首先是具有极强的穿透力，可以探测到数米的深度;其次灵敏度非常的高，可以发现与直径相差十分之几毫米的空气间隙的反射能力，通过对探头、试块的选择，选择出更好的与容器进行匹配测量的辅助工具，并制作出ACD曲线图，完成对金属容器的检验，确定好缺陷所处的位置完成检验。
参考文献
[1] 刘志勇，彭朝勇.一种基于轴端耦合的实心车轴相控阵超声波探伤方法[J].机车电传动，2018（2）：108-110.
[2] 胡玉琦，吴志远，吕鸣江，等.反应堆压力容器检查机主立柱同步运动研究[J].机械设计与制造，2017（1）：137-141.
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