《在役人造水晶釜涡流检测规程》编制说明

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1、《在役人造水晶釜涡流检测规程》编制说明1.编制工作简况我省现有在役人造水晶釜200余台，且大部分使用超过15年，根据TSG21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》，实际检验周期已缩减至1年。目前我省依据DB61/491-2010《在役人造水晶釜检验规程》实施全面检验所采用的无损检测方法为超声检测（由外壁100%扫查）和外壁≮30%磁粉检测，尚存在以下问题：①检测方式与损伤模式不完全匹配：水晶釜筒体的主要损伤机理为强碱介质引起的应力腐蚀开裂及周期性高温高压加载引起的热疲劳和机械疲劳，损伤模式均为内表面裂纹，从外表

2、面进行超声扫查的检测可达性、检测灵敏度及缺陷定量准确性不易保证；②检测效率较低（一般至少1个工作日能完成1～2台水晶釜的无损检测工作，如有疑似缺陷可能时间更长）、劳动强度较大（检测环境高温、人工检测体力消耗大）、检测准备（检测表面清洗、打磨）工作量较大、同等检测工作量的人员、设备、时间成本和使用单位的停产损失较大；③检测方式为手工检测，检测结果人为因素影响较大，检测信号不可记录，历次检验人员、设备和检测条件变化较大，数据的可对比性相对不高，难以根据缺陷扩展变化情况作出结论；④对内外径比＜0.55的筒体从外表面超声扫查无

3、法实现全横波检测。为解决上述问题，陕西省锅检所与厦门涡流所合作，开展了质检总局特种设备科技协作平台科研项目《水晶釜涡流检测技术研究》（项目编号2013QK108，已于2015年12月通过验收），实现了水晶釜自动涡流检测系统的研发和试用，初步实现了采用放置式涡流探头组对水晶釜内壁表面缺陷的自动化检测，该检测方法具有检测针对性强（直接对釜体内表面实施检测）、灵敏度较高（可实现宽0.5×深1×长10mm人工缺陷的有效检出）、检测过程稳定（机械化自动扫查）、检测效率较高（一般30min完成1台水晶釜的扫查）、检测信号全过程可记

4、录、存储等优势，具备了在内壁表面及近表面开口缺陷检测上部分替代超声波检测的能力。检测系统示意图如下：为指导和规范上述检测技术在实际检验中的推广和应用，特制定本标准。2016年3月，陕西省锅检所向省局提出本标准起草意向和申请，《陕西省质量技术监督局关于下达2016年第二批地方标准制修订项目计划的通知》（陕质监标[2016]11号）批准了本标准立项，项目编号SDBXM148-2016。征求意见及之后阶段的内容待补充。1.编制的主要原则和内容检测技术的研发和试验验证已经在科研项目阶段完成并经过验收，本标准制定阶段的侧重点是检

5、测技术应用的规范化，主要包括检测系统性能指标的确定（第4、5章）、检测工作参数的确定（第5、6章）、缺陷接受指标的确定（第7章）和盲区及缺陷的后处理。1)本标准检测系统性能指标的确定主要参考了承压设备涡流检测通用标准的相关要求。无论是采用传统脉冲反射法从釜体外壁对内壁进行超声波纵波检测，还是采用放置式探头对铁磁性材料承压设备母材涡流检测的实际经验都尚不丰富。作为承压设备涡流检测通用标准的NB/T47013.6-2015首次将放置式探头涡流检测纳入标准适用范围，但受制于信噪比相对于探头尺寸同步增加的限制，该标准所规定的笔

6、式放置式探头一次扫查的有效面积较小，主要适用于较小工件的母材和焊缝检测，无法直接应用于水晶釜内壁母材大面积连续检测。同时由于常规探头扫查方向直接影响可检出缺陷的取向，必须分别从不同方向扫查同一位置才能保证各个取向的缺陷都不漏检。本标准所规定的放置式探头通过与周向旋转扫查器和专门研发的涡流信号无线传输耦合器相连接解决了大面积扫查的问题，且该探头为双向聚焦探头，可通过一次周向扫查检出纵向和环向两个垂直取向的缺陷。为保证检测灵敏度与通用标准可比对，本标准在探头尺寸、探头信噪比控制、缺陷深度与信号幅值的线性响应关系、最大扫查线

7、速度时的信号响应幅度等指标方面参考和借鉴了通用标准的相关要求，并根据设备研发阶段和地标编制阶段进行的试验验证结果做了相应调整。为尽量减小水晶釜内壁残余水晶膜对检测的干扰，本标准专门规定了扫查装置障碍跨越性能和由此产生的提离信号排除、水晶膜厚度控制与测量等方面的性能要求。2)本标准检测工作参数的确定主要依据所研发仪器自身性能参数和水晶釜本身的检测特点，同时参考了部分穿过式线圈涡流钢管自动检测系统的工作参数确定方法。周向扫查速度、轴向推进速度和扫查螺距的确定原则是在保证检测灵敏度和不漏检的前提下尽量提高检测效率，发挥涡流检

8、测的优势。径向偏移指标用于防止提离效应的干扰，周向和轴向定位误差指标用于控制缺陷定位精度。检测频率的确定主要原则是优先发现高危害性的裂纹类缺陷。水晶釜内壁的最主要损伤模式为碱应力腐蚀开裂和疲劳开裂，参考已知经验，发现近表面裂纹的最佳检测频率比（检测频率与被检工件特征频率之比）为4～20，同时考虑到需要采用相敏检波分离的方法对缺陷取