特殊環(huán)境下管子-管板焊縫射線照相技術(shù)應(yīng)用的重要性

1發(fā)生泄漏,產(chǎn)生環(huán)境污染管架和夾芯裝置的連接通常采用焊接或腫脹連接結(jié)構(gòu)，連接部分是設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)。由于焊縫中存在氣孔缺陷,在腐蝕的作用下,往往在設(shè)備投入使用后的1～3年內(nèi)發(fā)生泄漏,導(dǎo)致停產(chǎn),造成重大經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。檢出管子-管板焊縫中的氣孔是一個(gè)難題,表面探傷無(wú)法探測(cè)出焊縫內(nèi)部缺陷,常規(guī)射線檢測(cè)方法無(wú)法對(duì)管子-管板焊縫實(shí)施照相,有些單位曾經(jīng)采用過(guò)超聲波技術(shù)檢測(cè)管子-管板焊縫,但應(yīng)用情況不能令人滿(mǎn)意,檢測(cè)系統(tǒng)價(jià)格昂貴,現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力差,且對(duì)氣孔的檢測(cè)靈敏度低。目前采用特殊的放射性同位素源和先進(jìn)的技術(shù)和工藝措施,使管子-管板焊縫中的氣孔的檢測(cè)靈敏度達(dá)到〉0.5mm,大大高于超聲、渦流等其它無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和方法,圖像清晰,結(jié)果可靠,設(shè)備和技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性也很好。2泄漏失效原因分析對(duì)化工廠來(lái)說(shuō),避免換熱器泄漏造成環(huán)境污染或意外停車(chē)是非常重要的,而管子-管板焊縫的射線照相是一項(xiàng)非常有效的預(yù)防性控制措施。過(guò)去25年的國(guó)外應(yīng)用實(shí)踐表明,管子-管板焊縫射線照相技術(shù)的應(yīng)用大大降低了換熱器和反應(yīng)器的失效概率,某公司的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,換熱器泄漏事故發(fā)生率從18%降至3%,從而減少了生產(chǎn)成本,提高了經(jīng)濟(jì)效益。尤其是大型石油化工裝置,長(zhǎng)周期運(yùn)行可以獲得可觀的經(jīng)濟(jì)利益(見(jiàn)圖2),而意外停車(chē)損失是巨大的。評(píng)價(jià)管子-管板焊縫的射線照相技術(shù)應(yīng)用的重要性,可以從泄漏失效造成的后果和損失方面考慮:(1)失效的影響:泄漏是容許的、有限容許的、或不容許的;(2)工廠的安全:泄漏造成爆炸、中毒、人員傷亡、設(shè)備損壞;(3)環(huán)境的影響:泄漏對(duì)環(huán)境的污染是嚴(yán)重的,難以消除的、代價(jià)很大的;(4)停車(chē)損失的影響:泄漏導(dǎo)致的停車(chē)損失是代價(jià)高昂的,無(wú)法容忍的;(5)腐蝕損失:泄漏會(huì)引起意外的腐蝕,造成設(shè)備和系統(tǒng)損壞,生產(chǎn)癱瘓;(6)產(chǎn)品質(zhì)量的影響:泄漏造成產(chǎn)品不合格,或質(zhì)量下降;(7)修理難度:設(shè)備投入使用后無(wú)法修理,或修理代價(jià)很大;(8)高質(zhì)量高可靠性設(shè)備:希望提高品牌和制造商的信譽(yù)度,希望換熱器或反應(yīng)器是高質(zhì)量和高可靠性的。探討采用管子-管板焊縫射線照相技術(shù)的必要性,應(yīng)綜合考慮引發(fā)泄漏失效的因素和泄漏失效造成的后果和損失:(1)重要設(shè)備、關(guān)鍵設(shè)備、高價(jià)值設(shè)備;(2)劇毒介質(zhì)設(shè)備;(3)高可靠性要求設(shè)備;(4)管程和殼程高壓差設(shè)計(jì)條件;(5)高溫或溫度劇烈變化設(shè)計(jì)條件;(6)難以避免的振動(dòng)設(shè)計(jì)條件;(7)頻繁啟動(dòng)、停機(jī),負(fù)荷經(jīng)常變化或循環(huán)負(fù)荷的運(yùn)行條件;(8)投用后無(wú)法維護(hù)修理的設(shè)備。3射線照相檢測(cè)管子-管板焊縫的射線照相技術(shù)適用于管子-管板焊接接頭,也適用于脹焊并用的連接接頭,其中采用的脹接方法包括滾柱脹接或液壓脹接。管子-管板焊縫的射線照相技術(shù)適用于普通碳鋼、低合金碳鋼、奧氏體鋼、鎳基合金、鈦、鋯以及上述材料組合的管子-管板焊縫。管子內(nèi)徑14～60mm,厚度2～8mm。采用特殊措施可檢測(cè)的最小管子內(nèi)徑為9mm。焊接管子-管板的焊縫厚度4預(yù)滾及定位焊焊接在組裝前,管子兩端、管板和折流板應(yīng)使用規(guī)定的材料、采用適當(dāng)?shù)墓に囘M(jìn)行清潔,焊接部位應(yīng)保持干凈,直至焊接。焊接前管端的聯(lián)接,應(yīng)采用下述方法:(1)錐形脹接(焊接前不得作全面積脹接或預(yù)滾管子;當(dāng)一般由滑移到位時(shí),管端可只與管孔內(nèi)側(cè)保持線接觸);(2)用TIG焊作定位焊(對(duì)普通鋼或低合金鋼,用填充金屬)。焊接方法和工藝:可采用手工電弧焊、鎢極惰性氣體保護(hù)焊、TIG焊(手工或全自動(dòng))、兩種工藝組合(TIG焊/手工電弧焊)。對(duì)手工電弧焊及手工TIG焊,不得采用“向下立焊”。收弧焊道應(yīng)覆蓋起弧焊道(長(zhǎng)度大于2倍焊道寬度)。在多層焊中,根部焊道應(yīng)被隨后的焊道充分覆蓋。相繼焊層的起弧和終弧焊道應(yīng)相互叉開(kāi)。應(yīng)避免焊縫伸展到管子內(nèi)壁,管-管板接頭上的返修所選用的工藝和焊接坡口應(yīng)與制造該接頭的規(guī)定相同。采用未規(guī)定的方法,先要作試樣焊接。55.1表面不符的焊縫應(yīng)采用適當(dāng)?shù)墓に嚾コ齼?nèi)側(cè)(管內(nèi)壁及其附近)和外側(cè)上的焊縫波紋或表面不規(guī)則,以便透照時(shí)補(bǔ)償塊能順利放入,同時(shí)保證底片上缺陷的影像不會(huì)被干擾或混淆。5.2工藝鑒定注意事項(xiàng)(1)放射源選用Ir192同位素,Se75不合適。(2)必須采用特制的微小焦點(diǎn)放射源,以減小幾何不清晰度,典型的源尺寸是〉0.5mm×1.0mm。(3)透照布置有“向后透照”和“向前透照”兩種方法,應(yīng)優(yōu)先采取向后透照方法,向前透照技術(shù)僅適用于向后透照技術(shù)所不能實(shí)施的場(chǎng)合。(4)應(yīng)使用T2類(lèi)膠片或更細(xì)顆粒膠片。推薦的膠片尺寸為100mm×120mm,采取向后透照方法所使用的膠片上中心應(yīng)有一個(gè)孔。(5)根據(jù)管子內(nèi)徑(6)曝光時(shí)間應(yīng)不少于30秒。(7)為防止邊蝕散射,同時(shí)使被檢區(qū)域曝光均勻,應(yīng)使用補(bǔ)償塊。(8)可同時(shí)采用濾板進(jìn)一步減少散射。(9)制作專(zhuān)用的管子-管板焊縫照相靈敏度鑒定試塊,試塊上人工缺陷為一系列小孔。工藝鑒定試驗(yàn)應(yīng)能檢出試塊上〉0.5mm小孔。(10)嚴(yán)格按照鑒定合格的工藝操作,在現(xiàn)場(chǎng)照相可不放置像質(zhì)計(jì)。如放置像質(zhì)計(jì),則所使用的像質(zhì)計(jì)應(yīng)不增加焊