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一电站锅炉,设计主要参数为:主蒸汽流量65t/h,主蒸汽出口压力:3.82MPa,主蒸汽出口温度:450℃,锅筒工作压力为4.22MPa,工作温度为饱和温度,1993年9月投入运行,运行总量累计约66000小时,现停炉进行内部检验。其锅筒如图所示,锅筒的材质为20g,所有接管的材质都为20#,锅筒尺寸为:Ф1400×38×6400,集中下降管均为:Ф273×25,引入管和引出管均为:Ф108×6,安全阀管均为:Ф89×5,给水套管均为:Ф108×4.5。该锅炉检验中的磁粉检测执行JB/T4730.4-2005,合格级别Ⅱ级。请回答下列问题:

1、根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《锅炉定期检验规则》的要求,写出该锅炉定期检验中,对锅筒对接焊缝和角焊缝(见上图)无损检测的方法和比例。(5分)

(1)锅筒内表面纵、环焊缝及热影响区应进行不少于25%的表面探伤(应包括所有的T字焊缝);(1分)

(2)锅筒纵、环焊缝进行超声波探伤或射线探伤抽查,探伤比例一般为:纵缝25%,

环缝10%(应包括所有的T字焊缝); (1分)

(3)对集中下降管、给水管角焊缝进行100%超声波探伤检查; (1分)

(4)下降管孔、给水套管及管孔、安全阀管座角焊缝、引入管和引出管管座角焊缝进行

磁粉探伤抽查,发现裂纹时应进行超声波探伤复查。 (2分)

2、锅筒内表面对接焊缝用交叉磁轭、集中下降管角焊缝用单磁轭进行磁粉检测,如何确定磁化规范满足要求?为保证检测灵敏度应注意哪些问题?(8分)

(一)确定磁化规范:

(1) 校验设备提升力是否满足标准要求,使用磁轭的最大间距时,交流电磁轭(单磁轭)

至少应有45N的提升力,交叉电磁轭应有118N的提升力(磁极与试件表面间隙为0.5mm); (1.5分)

(2) 现场实际应用时,极间距和电流(如可调)应根据标准试片实测结果来校验磁化规范

是否满足要求。(1.5分)

(二)保证检测灵敏度:

(1)采用规定的磁化规范进行磁化;(0.5分)

(2)采用磁轭法磁化时,磁轭的磁极间距应控制在75~200mm之间,检测的有效区域为

两极连线两侧各50mm

的范围内,应进行两次互相垂直的磁化,磁化区域每次应有不少于15mm的重叠。(1

分)

(3)采用交叉磁轭时,四个磁极端面与检测面之间应尽量贴合,最大间隙不应超过1.5mm。

连续拖动检测时,检测速度应尽量均匀,一般不应大于4m/min。(1分)

(4)保证所用的磁悬液浓度满足标准要求;(1分)

(5)保证观察的光照度(白光和黑光)满足标准要求;(1分) (6)最终用标准试片来验证灵敏度是否达到要求。(0.5分)

3、对锅筒内表面焊缝进行磁粉探伤,请比较使用水悬液和油悬液、荧光磁粉与非荧光磁粉、交叉磁轭与单磁轭的区别。(7分)

(1)水悬液的流动性好,价格便宜,但水的润湿性能不好,而且容易使锅筒内表面生

锈,应加入适当的防锈剂和表面活性剂;(1分)

油悬液的润湿性好,不使工件生锈,但后处理困难且成本高;(1分) 锅筒内部介质为水和蒸汽,用水悬液容易后处理且成本低。(1分)

(2)荧光磁粉与被检工件对比度较非荧光磁悬液较高,缺陷检出率高,磁悬液浓度低,

但观察时需要黑光灯。(1分)

非荧光磁粉粒度小,但与工件表面对比度不如荧光的高,磁悬液浓度较荧光磁悬液

高,观

察时需要较高照度的白光。(1分)

考虑到锅筒内部可见光的照度小,因此选用荧光磁粉。 (1分) (3)对锅筒内表面筒体对接焊缝而言,使用交叉磁轭和单磁轭都可以。(1分)

但单磁轭在同一区域需要垂直磁化两次,不同区域至少重叠15mm;因此工作效率

较交叉磁轭低。

4、用触头法检测安全阀管座角焊缝,请确定磁化规范和磁化次数,并说明依据和理由。(10分)

两触头连线垂直角焊缝通电时: (1)磁化次数

采用触头间距为200mm,其在焊缝上的有效磁化区是100mm,每次重叠10﹪,而焊缝的总长为

280mm。 因次 通电(磁化)次数:280/100×0.9=3.11 取4次 (3分)

(2)磁化规范:

管壁厚为5mm(不等厚角焊缝以薄壁厚度为计算依据),

此时磁化电流I=(3.5~4.5)×200=700~900(A) (1分) (3)最终的磁化次数和磁化规范以标准试片来验证。 (1分) 两触头连线平行角焊缝通电时:

(1)磁化次数

由于此时可用的最大触头间距为 280/2=140mm,因此取触头间距为110mm,每次重叠10﹪,而焊缝的总长为280mm。 因次 通电(磁化)次数:280/110×0.9=2.83 取3次 (3分) (2)磁化规范:

管壁厚为5mm(不等厚角焊缝以薄壁厚度为计算依据),

此时磁化电流I=(3.5~4.5)×110=385~495(A) (1分) (3)最终的磁化次数和磁化规范以标准试片来验证。 (1分)

某液化石油气站一台在用的液化石油气储罐,材质为16MnR,规格为φ2000mm×18mm,其结构如图2所示。要求对该容器人孔接管C、D类焊缝外表面进行100%磁粉检测,检测标准为JB/T4730.4-2005,采用中等灵敏度探伤,合格级别为Ⅱ级,请回答下列问题。

人孔接管DC图液化石油气储罐

现有如下探伤设备与器材:

1、 CJE-1单磁轭探伤仪(交流电,磁轭带活动关节)。CDD-1000交流磁粉探伤仪,该探伤机配置长3m的软电缆,触头1付。 2、 GD-3型毫特斯拉计。 3、ST-85型照度计 4、UV-A黑光辐照计

5、黑磁粉、BW-1型黑磁膏、水

6、A1-30/100、A1-15/100、C-8/50、 C-15/50型试片。 7、磁悬液浓度测定管 8、2-10倍放大镜。

1、根据被检焊缝特点及题目要求,请在磁粉类型、干法与湿法、交流与直流、剩磁法与连续法中选择最合适的检测方法,并简述其理由。(8分)

答:⑴、由于题目要求检测C、D类焊缝外表面,大多数情况是在白天进行检测,

且题目要求采用中等灵敏度探伤,因此选择非荧光磁粉比较合适。 (2分)

⑵、由于干法检测微小缺陷的灵敏度不如湿法,且只适用于表面粗糙的大型

锻件、

铸件、毛坯、结构件等工件,检测灵敏度较湿法低,因此选择湿法比较

合适。(2分)

⑶、由于题目要求检测C、D类焊缝外表面,而交流电对表面缺陷的检测灵

敏度高、电源易得,设备结构简单、能够实现多向磁化、工件中磁场分

布较均匀、有利于磁粉迁移,因此选择交流电比较合适。 (2分)

⑷、由于剩磁法的适用条件为:被检材料的矫顽力≥1KA/m,剩磁≥0.8T,而

16MnR在供货状态时的矫顽力为320A/m,剩磁为0.75T,因此不能采用剩磁法进行磁化。而连续法具有最高的检测灵敏度,因此选择连续法比较合适。

纵上所述,比较合适的检测方法是:非荧光湿法交流连续法。

(2分)

2、根据被检焊缝特点及题目要求,请在触头法、磁轭法及绕电缆法中选择最合适的磁化方法,并简述其理由。(6分)

答:⑴、根据C、D类焊缝的结构特点和题目给定的探伤设备,在触头法、磁轭

法及绕电缆法三种方法中最合适的磁化方法为磁轭法。 (3分)

⑵、其主要理由为:

①、因为这是一台液化石油气站的在用液化石油气储罐,如采用触头法

磁化

则触头与钢板在接触点极易打火,因发火灾,因此不宜采用触头法。 ②、采用绕电缆法磁化只能检测到与焊缝纵向一致的缺陷,不能检测

到垂直与焊缝方向的缺陷,因此不宜采用绕电缆法法。 (3分)

3、按照JB/4730.4-2005标准规定,如采用磁轭法检测该焊缝,当磁轭提升力符合要求时,其检测灵敏度是否一定满足标准要求?并简述其理由。现场检测时应如何确认灵敏度?(6分)