《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監(jiān)察規(guī)程》，實際檢驗周期已縮減至1年。目前我省依據(jù)DB61/491-2010《在役人造水晶釜檢驗規(guī)程》實施全面檢驗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理為強堿介質引起的應力腐蝕開裂及周期性高溫高壓加載引起的熱疲勞和機械疲勞，損傷模式均為內表面裂紋，從外表

2、面進行超聲掃查的檢測可達性、檢測靈敏度及缺陷定量準確性不易保證；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間更長）、勞動強度較大（檢測環(huán)境高溫、人工檢測體力消耗大）、檢測準備（檢測表面清洗、打磨）工作量較大、同等檢測工作量的人員、設備、時間成本和使用單位的停產損失較大；③檢測方式為手工檢測，檢測結果人為因素影響較大，檢測信號不可記錄，歷次檢驗人員、設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)缺陷擴展變化情況作出結論；④對內外徑比＜0.55的筒體從外表面超聲掃查無

3、法實現(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，開展了質檢總局特種設備科技協(xié)作平臺科研項目《水晶釜渦流檢測技術研究》（項目編號2013QK108，已于2015年12月通過驗收），實現(xiàn)了水晶釜自動渦流檢測系統(tǒng)的研發(fā)和試用，初步實現(xiàn)了采用放置式渦流探頭組對水晶釜內壁表面缺陷的自動化檢測，該檢測方法具有檢測針對性強（直接對釜體內表面實施檢測）、靈敏度較高（可實現(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

4、錄、存儲等優(yōu)勢，具備了在內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：為指導和規(guī)范上述檢測技術在實際檢驗中的推廣和應用，特制定本標準。2016年3月，陜西省鍋檢所向省局提出本標準起草意向和申請，《陜西省質量技術監(jiān)督局關于下達2016年第二批地方標準制修訂項目計劃的通知》（陜質監(jiān)標[2016]11號）批準了本標準立項，項目編號SDBXM148-2016。征求意見及之后階段的內容待補充。1.編制的主要原則和內容檢測技術的研發(fā)和試驗驗證已經在科研項目階段完成并經過驗收，本標準制定階段的側重點是檢

5、測技術應用的規(guī)范化，主要包括檢測系統(tǒng)性能指標的確定（第4、5章）、檢測工作參數(shù)的確定（第5、6章）、缺陷接受指標的確定（第7章）和盲區(qū)及缺陷的后處理。1)本標準檢測系統(tǒng)性能指標的確定主要參考了承壓設備渦流檢測通用標準的相關要求。無論是采用傳統(tǒng)脈沖反射法從釜體外壁對內壁進行超聲波縱波檢測，還是采用放置式探頭對鐵磁性材料承壓設備母材渦流檢測的實際經驗都尚不豐富。作為承壓設備渦流檢測通用標準的NB/T47013.6-2015首次將放置式探頭渦流檢測納入標準適用范圍，但受制于信噪比相對于探頭尺寸同步增加的限制，該標準所規(guī)定的筆

6、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，無法直接應用于水晶釜內壁母材大面積連續(xù)檢測。同時由于常規(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一位置才能保證各個取向的缺陷都不漏檢。本標準所規(guī)定的放置式探頭通過與周向旋轉掃查器和專門研發(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準可比對，本標準在探頭尺寸、探頭信噪比控制、缺陷深度與信號幅值的線性響應關系、最大掃查線

7、速度時的信號響應幅度等指標方面參考和借鑒了通用標準的相關要求，并根據(jù)設備研發(fā)階段和地標編制階段進行的試驗驗證結果做了相應調整。為盡量減小水晶釜內壁殘余水晶膜對檢測的干擾，本標準專門規(guī)定了掃查裝置障礙跨越性能和由此產生的提離信號排除、水晶膜厚度控制與測量等方面的性能要求。2)本標準檢測工作參數(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，同時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

8、測的優(yōu)勢。徑向偏移指標用于防止提離效應的干擾，周向和軸向定位誤差指標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。水晶釜內壁的最主要損傷模式為堿應力腐蝕開裂和疲勞開裂，參考已知經驗，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頻率之比）為4～20，同時考慮到需要采用相敏檢波分離的方法對缺陷取