《在役人造水晶釜渦流檢測規(guī)程》編制說明

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1、《在役人造水晶釜渦流檢測規(guī)程》編制說明1.編制工作簡況我省現(xiàn)有在役人造水晶釜200余臺，且大部分使用超過15年，根據(jù)TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，實(shí)際檢驗(yàn)周期已縮減至1年。目前我省依據(jù)DB61/491-2010《在役人造水晶釜檢驗(yàn)規(guī)程》實(shí)施全面檢驗(yàn)所采用的無損檢測方法為超聲檢測（由外壁100%掃查）和外壁≮30%磁粉檢測，尚存在以下問題：①檢測方式與損傷模式不完全匹配：水晶釜筒體的主要損傷機(jī)理為強(qiáng)堿介質(zhì)引起的應(yīng)力腐蝕開裂及周期性高溫高壓加載引起的熱疲勞和機(jī)械疲勞，損傷模式均為內(nèi)表面裂紋，從外表面進(jìn)行超聲掃查的檢測可達(dá)性、檢測靈敏度

2、及缺陷定量準(zhǔn)確性不易保證；②檢測效率較低（一般至少1個工作日能完成1～2臺水晶釜的無損檢測工作，如有疑似缺陷可能時(shí)間更長）、勞動強(qiáng)度較大（檢測環(huán)境高溫、人工檢測體力消耗大）、檢測準(zhǔn)備（檢測表面清洗、打磨）工作量較大、同等檢測工作量的人員、設(shè)備、時(shí)間成本和使用單位的停產(chǎn)損失較大；③檢測方式為手工檢測，檢測結(jié)果人為因素影響較大，檢測信號不可記錄，歷次檢驗(yàn)人員、設(shè)備和檢測條件變化較大，數(shù)據(jù)的可對比性相對不高，難以根據(jù)缺陷擴(kuò)展變化情況作出結(jié)論；④對內(nèi)外徑比＜0.55的筒體從外表面超聲掃查無法實(shí)現(xiàn)全橫波檢測。為解決上述問題，陜西省鍋檢所與廈門渦流所合作，開展了質(zhì)檢總

3、局特種設(shè)備科技協(xié)作平臺科研項(xiàng)目《水晶釜渦流檢測技術(shù)研究》（項(xiàng)目編號2013QK108，已于2015年12月通過驗(yàn)收），實(shí)現(xiàn)了水晶釜自動渦流檢測系統(tǒng)的研發(fā)和試用，初步實(shí)現(xiàn)了采用放置式渦流探頭組對水晶釜內(nèi)壁表面缺陷的自動化檢測，該檢測方法具有檢測針對性強(qiáng)（直接對釜體內(nèi)表面實(shí)施檢測）、靈敏度較高（可實(shí)現(xiàn)寬0.5×深1×長10mm人工缺陷的有效檢出）、檢測過程穩(wěn)定（機(jī)械化自動掃查）、檢測效率較高（一般30min完成1臺水晶釜的掃查）、檢測信號全過程可記錄、存儲等優(yōu)勢，具備了在內(nèi)壁表面及近表面開口缺陷檢測上部分替代超聲波檢測的能力。檢測系統(tǒng)示意圖如下：為指導(dǎo)和規(guī)范上

4、述檢測技術(shù)在實(shí)際檢驗(yàn)中的推廣和應(yīng)用，特制定本標(biāo)準(zhǔn)。2016年3月，陜西省鍋檢所向省局提出本標(biāo)準(zhǔn)起草意向和申請，《陜西省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局關(guān)于下達(dá)2016年第二批地方標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（陜質(zhì)監(jiān)標(biāo)[2016]11號）批準(zhǔn)了本標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，項(xiàng)目編號SDBXM148-2016。征求意見及之后階段的內(nèi)容待補(bǔ)充。1.編制的主要原則和內(nèi)容檢測技術(shù)的研發(fā)和試驗(yàn)驗(yàn)證已經(jīng)在科研項(xiàng)目階段完成并經(jīng)過驗(yàn)收，本標(biāo)準(zhǔn)制定階段的側(cè)重點(diǎn)是檢測技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范化，主要包括檢測系統(tǒng)性能指標(biāo)的確定（第4、5章）、檢測工作參數(shù)的確定（第5、6章）、缺陷接受指標(biāo)的確定（第7章）和盲區(qū)及缺陷的后處理。1

5、)本標(biāo)準(zhǔn)檢測系統(tǒng)性能指標(biāo)的確定主要參考了承壓設(shè)備渦流檢測通用標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。無論是采用傳統(tǒng)脈沖反射法從釜體外壁對內(nèi)壁進(jìn)行超聲波縱波檢測，還是采用放置式探頭對鐵磁性材料承壓設(shè)備母材渦流檢測的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)都尚不豐富。作為承壓設(shè)備渦流檢測通用標(biāo)準(zhǔn)的NB/T47013.6-2015首次將放置式探頭渦流檢測納入標(biāo)準(zhǔn)適用范圍，但受制于信噪比相對于探頭尺寸同步增加的限制，該標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的筆式放置式探頭一次掃查的有效面積較小，主要適用于較小工件的母材和焊縫檢測，無法直接應(yīng)用于水晶釜內(nèi)壁母材大面積連續(xù)檢測。同時(shí)由于常規(guī)探頭掃查方向直接影響可檢出缺陷的取向，必須分別從不同方向掃查同

6、一位置才能保證各個取向的缺陷都不漏檢。本標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放置式探頭通過與周向旋轉(zhuǎn)掃查器和專門研發(fā)的渦流信號無線傳輸耦合器相連接解決了大面積掃查的問題，且該探頭為雙向聚焦探頭，可通過一次周向掃查檢出縱向和環(huán)向兩個垂直取向的缺陷。為保證檢測靈敏度與通用標(biāo)準(zhǔn)可比對，本標(biāo)準(zhǔn)在探頭尺寸、探頭信噪比控制、缺陷深度與信號幅值的線性響應(yīng)關(guān)系、最大掃查線速度時(shí)的信號響應(yīng)幅度等指標(biāo)方面參考和借鑒了通用標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，并根據(jù)設(shè)備研發(fā)階段和地標(biāo)編制階段進(jìn)行的試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果做了相應(yīng)調(diào)整。為盡量減小水晶釜內(nèi)壁殘余水晶膜對檢測的干擾，本標(biāo)準(zhǔn)專門規(guī)定了掃查裝置障礙跨越性能和由此產(chǎn)生的提離信號排

7、除、水晶膜厚度控制與測量等方面的性能要求。2)本標(biāo)準(zhǔn)檢測工作參數(shù)的確定主要依據(jù)所研發(fā)儀器自身性能參數(shù)和水晶釜本身的檢測特點(diǎn)，同時(shí)參考了部分穿過式線圈渦流鋼管自動檢測系統(tǒng)的工作參數(shù)確定方法。周向掃查速度、軸向推進(jìn)速度和掃查螺距的確定原則是在保證檢測靈敏度和不漏檢的前提下盡量提高檢測效率，發(fā)揮渦流檢測的優(yōu)勢。徑向偏移指標(biāo)用于防止提離效應(yīng)的干擾，周向和軸向定位誤差指標(biāo)用于控制缺陷定位精度。檢測頻率的確定主要原則是優(yōu)先發(fā)現(xiàn)高危害性的裂紋類缺陷。水晶釜內(nèi)壁的最主要損傷模式為堿應(yīng)力腐蝕開裂和疲勞開裂，參考已知經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)近表面裂紋的最佳檢測頻率比（檢測頻率與被檢工件特征

8、頻率之比）為4～20，同時(shí)考慮到需要采用相敏檢波分離的方法對缺陷取