天然氣場站壓力設(shè)備常用材質(zhì)焊縫缺陷制作及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械缺陷檢測領(lǐng)域，涉及一種天然氣場站壓力設(shè)備常用材質(zhì)焊縫缺陷制作及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對天然氣需求量的“加速度”增長，本世紀(jì)以來，我國先后建成西氣東輸一線、二線、三線，陜京二線、三線，中亞管線等一批高壓天然氣管道系統(tǒng)。天然氣場站作為整個管線系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具備天然氣的儲配、調(diào)度分流、工藝處理等功能。同時，場站是天然氣輸人和輸出的場所，聚集了巨大的能量。天然氣站場重大危險事故基本上可以歸結(jié)為巨大能量的意外釋放，站場輸配系統(tǒng)中聚集的能量越大，系統(tǒng)的潛在危險性越大。
[0003]目前，全國各地建成了許多天然氣場站，包括集氣站、凈化站、輸(配)氣站、清管站和加壓站等。這些天然氣場站中壓力設(shè)備越來越多的被廣泛應(yīng)用，場站壓力設(shè)備按照功能可分為兩大類:承壓設(shè)施和壓縮機(jī)組，其中承壓設(shè)施包括過濾分離設(shè)備、儲罐、各類工藝管道、法蘭等;壓縮機(jī)組包括主軸承、曲軸、連桿、十字頭、活塞、氣缸等部件。如何確保天然氣場站設(shè)施安全運(yùn)行直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人員安全和社會穩(wěn)定。定期檢測和評價是保障天然氣場站安全的重要手段和措施。
[0004]對場站在役壓力設(shè)備無損檢測是發(fā)現(xiàn)壓力設(shè)備缺陷的必要步驟，可為壓力設(shè)備后續(xù)的安全評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是有效保證壓力設(shè)備安全的重要途徑。射線和超聲波檢測是最為常用的壓力設(shè)備檢測方法。相比與射線檢測，超聲波檢測可探測厚度較大的材料，且具有檢測速度快，費(fèi)用低并能對缺陷進(jìn)行定位和定量，對人體無害以及對危害性較大的平面型缺陷的檢測靈敏度較高等優(yōu)點(diǎn)。因此，超聲檢測是應(yīng)用最為廣泛的無損檢測方法。對缺陷的定位、定性和定量是超聲波檢測技術(shù)中對缺陷的評定的三大關(guān)鍵內(nèi)容，常用超聲波檢測標(biāo)準(zhǔn)中要求對缺陷進(jìn)行定位和定量評判，但對缺陷進(jìn)行定性評判由于較困難而未作統(tǒng)一要求，這是由于缺陷的超聲波反射特性(缺陷回波的時間和幅度)受到缺陷的幾何形狀、取向、相對超聲波傳播方向的長度和厚度，缺陷的內(nèi)含物、缺陷表面的粗糙度等因素綜合影響，探傷人員根據(jù)這兩方面的信息來判定缺陷的性質(zhì)是有困難的。實(shí)際探傷中常常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合工件的加工工藝、缺陷特征、缺陷波形和底波來分析估計(jì)缺陷的性質(zhì)。但這種估計(jì)常常因檢測人員經(jīng)驗(yàn)和水平的高低會造成一定風(fēng)險，如估計(jì)偏危險，則對一些含非危險性缺陷(如小氣孔、夾雜等)的產(chǎn)品進(jìn)行返修，造成浪費(fèi)，反之，也可能估計(jì)便保守，會對產(chǎn)品中危險性缺陷(如裂紋、未焊透)忽視，造成安全隱患不能及時發(fā)現(xiàn)及處理。
[0005]因此急需要一種技術(shù)，能夠針對常用材質(zhì)焊縫缺陷制備預(yù)埋缺陷仿真對比試塊和探頭，并完成預(yù)埋缺陷驗(yàn)證和超聲信號識別分析研究和現(xiàn)場應(yīng)用。
[0006]針對場站壓力設(shè)備超聲檢測現(xiàn)場問題，進(jìn)行了場站壓力設(shè)備常用材質(zhì)調(diào)研，并針對常用材質(zhì)焊縫缺陷制備了預(yù)埋缺陷仿真對比試塊和探頭，并完成了預(yù)埋缺陷驗(yàn)證和超聲信號識別分析研究和現(xiàn)場應(yīng)用，形成了系統(tǒng)的場站壓力設(shè)備常用材質(zhì)焊縫缺陷定量檢測方法，以提高現(xiàn)場檢測的精度和可靠性，保證場站壓力設(shè)備安全運(yùn)行，然而現(xiàn)有技術(shù)中沒有針對上述技術(shù)的文獻(xiàn)及資料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種天然氣場站壓力設(shè)備常用材質(zhì)焊縫缺陷制作及檢測方法，該方法實(shí)現(xiàn)天然氣場站壓力設(shè)備常用材質(zhì)焊縫缺陷的制作及檢測。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的天然氣場站壓力設(shè)備常用材質(zhì)焊縫缺陷制作及檢測方法包括以下步驟:
[0009]I)選取若干試板，再依次對試板進(jìn)行坡口加工、試板組對、基礎(chǔ)焊接、缺陷制作、填充焊接、表面處理及標(biāo)牌安裝，得缺陷試塊，其中，所述缺陷制作包括外表面裂紋缺陷的制作、內(nèi)表面裂紋缺陷的制作、試塊表面及層間未融合缺陷的制作、根部及雙面未焊透缺陷的制作、氣孔缺陷的制作及試塊夾渣缺陷的制作；
[0010]2)通過超聲波探傷儀對缺陷試塊進(jìn)行檢測，獲取各種缺陷對應(yīng)的檢測信號，建立各種缺陷與其檢測信號的對應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)天然氣場站壓力設(shè)備常用材質(zhì)焊縫缺陷制作及檢測。
[0011]所述外表面裂紋缺陷的制作的具體操作為:通過添加硫元素的方法調(diào)整及控制焊縫成分進(jìn)行試塊外表面裂紋缺陷的制作。
[0012]所述內(nèi)表面裂紋缺陷的制作的具體操作為:利用大拘束條件下短道焊接的方法使短道焊道開裂，實(shí)現(xiàn)試塊內(nèi)表面裂紋缺陷的制作。
[0013]所述表面及層間未融合缺陷的制作的具體操作為:控制加熱時間及融化程度使焊縫與母材或焊道層間受熱不均，實(shí)現(xiàn)試塊表面及層間未融合缺陷的制作。
[0014]所述根部及雙面未焊透缺陷的制作的具體操作為:在試板組對時預(yù)留間隙，在焊接過程中，對未焊透位置采用小電流施焊的方法實(shí)現(xiàn)試塊根部及雙面未焊透缺陷的制作。
[0015]所述氣孔缺陷的制作的具體操作為:在試塊上進(jìn)行氣孔預(yù)制，然后進(jìn)行蓋面的焊接，其中，在進(jìn)行蓋面焊接時，在氣孔預(yù)制的位置通過線能量的控制確保氣孔的完整性，實(shí)現(xiàn)試塊上氣孔缺陷的制作。
[0016]所述夾渣缺陷的制作的具體操作為:通過角磨機(jī)在所需夾渣的位置打磨凹槽，再在試件上焊接夾渣焊道，然后在有夾渣焊道的試件上進(jìn)行蓋面的焊接。
[0017]所述超聲波探傷儀為Ms380M型超聲波探傷儀。
[0018]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]本發(fā)明所述的天然氣場站壓力設(shè)備常用材質(zhì)焊縫缺陷制作及檢測方法在具體操作時，通過試板來制備有缺陷試塊，再通過超聲波探傷儀檢測缺陷試塊，建立各種缺陷與其檢測信號的對應(yīng)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)天然氣場站壓力設(shè)備常用材質(zhì)焊縫缺陷的制作及檢測。同時，缺陷試塊上的缺陷包括外表面裂紋缺陷、內(nèi)表面裂紋缺陷、試塊表面及層間未融合缺陷、根部及雙面未焊透缺陷、氣孔缺陷及試塊夾渣缺陷，制作的缺陷的類型較為全面，在實(shí)際應(yīng)用時，可以根據(jù)所述對應(yīng)關(guān)系有效避免實(shí)際檢測中因檢測人員經(jīng)驗(yàn)和水平不同所引起的定性或定量檢測結(jié)果的差異，提尚現(xiàn)場超聲檢測的精度和可靠性，為后續(xù)的安全評估提供精確檢測數(shù)據(jù)，保證場站壓力設(shè)備安全運(yùn)行。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明中坡口的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2為本發(fā)明中焊縫的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022 ]圖3為本發(fā)明中外表面裂紋缺陷的示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明中內(nèi)表面裂紋缺陷的示意圖；
[0024]圖5(a)為本發(fā)明中表面未熔合缺陷的示意圖；
[0025]圖5(b)為本發(fā)明中層間未熔合缺陷的示意圖；
[0026]圖6為本發(fā)明中雙面未焊透缺陷的示意圖；
[0027]圖7為本發(fā)明中氣孔缺陷的示意圖；
[0028]圖8為本發(fā)明中夾渣缺陷的示意圖；
[0029]圖9(a)為裂紋波形圖；
[0030]圖9(b)為裂紋波形對應(yīng)的射線底片的示意圖；
[0031]圖10(a)為未熔合波形圖；
[0032]圖10(b)為未熔合波形對應(yīng)的射線底片的示意圖；
[0033]圖11(a)為未焊透波形圖；
[0034]圖11(b)為未焊透波形對應(yīng)的射線底片的示意圖；
[0035]圖12(a)為夾渣波形圖；
[0036]圖12(b)為夾渣波形對應(yīng)的射線底片的示意圖；
[0037]圖13(a)為氣孔波形圖；
[0038]圖13(b)為氣孔波形對應(yīng)的射線底片的示意圖；
[0039]圖14為本發(fā)明中形狀不規(guī)則的長條形缺陷示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0041]本發(fā)明所述的天然氣場站壓力設(shè)備常用材質(zhì)焊縫缺陷制作及檢測方法包括以下步驟:
[0042]I)選取若干試板，再依次對試板進(jìn)行坡口加工、試板組對、基礎(chǔ)焊接、缺陷制作、填充焊接、表面處理及標(biāo)牌安裝，得缺陷試塊，其中，所述缺陷制作包括外表面裂紋缺陷的制作、內(nèi)表面裂紋