在用壓力容器超聲檢測評定分析

劉國強

摘要 ：本文依據《壓力容器定期檢驗規則》和《承壓設備無損檢測》，對在用壓力容器定期檢驗中的超聲檢測評定安全狀況等級的難點作了一定的論述與探討。

關鍵詞 ：壓力容器 定期檢驗 超聲檢測 安全狀況等級

依據《壓力容器定期檢驗規則》（TSG R7001-2013），在用壓力容器定期檢驗中可根據具體情況對設備埋藏缺陷進行超聲檢測抽查，并根據超聲檢測結果評定相應項目的安全狀況等級。

下面我們先看《壓力容器定期檢驗規則》中對埋藏缺陷的安全狀況等級是如何劃分的，規則中第四十四條具體規定如下：

相應制造標準允許的焊縫埋藏缺陷，不影響定級；超出相應制造標準的，按照以下要求評定安全狀況等級：

（一）單個圓形缺陷的長徑大于壁厚的1/2或者大于9mm，定為4級或者5級；圓形缺陷的長徑小于壁厚的1/2并且小于9mm，其相應的安全狀況等級評定見表1和表2；

注：表1、表2中圓形缺陷尺寸換算成缺陷點數，以及不計點數的缺陷尺寸要求，見JB/T4730相應規定。

（二）非圓形缺陷與相應的安全狀況等級評定，見表3和表4；

注：表3、表4中H是指缺陷在板厚方向的尺寸，亦稱缺陷高度；L指缺陷長度（單位為mm）。對所有超標非圓形缺陷均應當測定其高度和長度，并且在下次檢驗時對缺陷尺寸進行復驗。

（三）如果能采用有效方式確認缺陷是非活動的，則表4、表5中的缺陷長度容限值可以增加50%。

由第四十四條來看，對焊縫埋藏缺陷我們要先查清楚該壓力容器在制造時的超聲無損檢測合格等級要求，當埋藏缺陷在制造標準允許合格等級范圍內時，不影響該壓力容器的整體安全狀況等級，此時埋藏缺陷的超聲檢測評定按照《承壓設備無損檢測》（JB/T 4730-2005）的相應要求來進行；而當埋藏缺陷在制造標準允許合格等級范圍外時，我們要按照《壓力容器定期檢驗規則》的要求來劃分埋藏缺陷的安全狀況等級。

對《壓力容器定期檢驗規則》中表2、表3、表4和表5進行分析，要評定埋藏缺陷的安全狀況等級首要的就是確定埋藏缺陷是圓形缺陷還是非圓形缺陷。圓形缺陷（圓形缺陷是指長寬比不大于3的缺陷，包括氣孔、夾渣及夾鎢等）的判定比較容易，依據《承壓設備無損檢測》附錄H的波形模式Ⅰ進行判定。而對于非圓形缺陷（非圓形缺陷是指長寬比大于3的缺陷，包括條孔、條狀夾渣、未熔合、未焊透等）的話需要判定是未熔合、未焊透還是條狀夾渣。依據《承壓設備無損檢測》附錄H的波形模式Ⅱ、波形模式Ⅲ和波形模式Ⅳ進行判定，只能判定缺陷為大平面反射體、不規則大反射體和多重缺陷，比較難判定是未熔合、未焊透和條狀夾渣中的哪一種或者是兼而有之。

在用壓力容器焊縫的焊接質量受人的因素和環境的影響很大，超聲無損檢測時有未焊透、未熔合、裂紋、氣孔和夾渣等焊接缺陷產生的回波，也可能有焊縫內成型（內凹或內凸）和錯邊產生的回波。有些回波信號在超聲示波屏上出現的位置相同或相近，有的形態又很相似，給檢測工作識別帶來了難度，有可能造成誤判、漏判。因此在壓力容器超聲無損檢測前首先應對其出廠資料和制造的情況（如：焊接工藝、坡口形式、鈍邊高度、鈍邊間隙等）進行了解，分析缺陷產生的可能性及其產生在焊縫中的部位，正確判斷反射回波，可以防止焊縫中缺陷的漏檢、誤檢，同時結合探頭的掃查方式觀察缺陷的動態回波變化特點進行分析。

超聲無損檢測技術中的關鍵問題是對埋藏缺陷的定位、定量和定性評定。迄今為止，在對缺陷的定位和定量評定方面取得了很大進展，并逐步趨于成熟與完善。如在眾多有關超聲檢驗的技術規范中，對諸如確定缺陷埋藏深度及在探測面上的投影位置，評定缺陷的當量大小，延伸長度以及缺陷投影面積等都有明確的方法規定，對保證產品的質量和安全使用具有重大作用。然而，在對缺陷定性評定方面卻存在相當大的困難，這主要是由于缺陷對超聲波的反射特性取決于缺陷的取向、幾何形狀、相對超聲波傳播方向的長度和厚度、缺陷的表面粗糙度、缺陷內含物以及缺陷的種類和性質等等，并且還與所使用的超聲檢測系統特性及顯示方式有關，因此，在超聲檢測時所獲得的缺陷超聲響應是一個綜合響應。在目前常用的超聲檢測技術上還難以將上述各因素從綜合響應中分離識別出來，給定性評定帶來了困難。

由上可見在用壓力容器定期檢驗中對焊縫埋藏缺陷超聲檢測安全狀況等級評定的話，圓形缺陷和非圓形缺陷的區分相對容易，而對非圓形缺陷的定性分析有一定的難度。因此在對非圓形缺陷的定性分析上要多學習、多觀察、多實踐，加入其他無損檢測方法互相驗證，以便能夠較好的完成在用壓力容器的安全狀況等級評定，為設備的安全使用提供有力的保障。

引用標準規范

（1）《壓力容器定期檢驗規則》（TSG R7001-2013）

（2）《承壓設備無損檢測》（JB/T 4730-2005）