钒改进钢再热裂纹超声对比试块及检测工艺研究

摘要

加氢反应器是现代炼油工业的重大关键设备，自20世纪60年代起加氢反应器广泛采用2.25Cr-1Mo钢进行制造。20世纪70年代起，随着煤液化新工艺的发展，人们开发了比传统Cr-Mo钢更具优势的钒改进钢。2007年，再热裂纹在欧洲的钒改进钢加氢反应器中被发现，经研究，再热裂纹是在消应力处理（ISR）或焊后热处理（PWHT）后产生，有一定的隐蔽性，因而由其引起的事故具有不可预见性，且危害性极大，故国内外科技人员对钒改进钢再热裂纹的预防、检测技术高度关注。目前厚壁加氢反应器多采用TOFD技术对焊缝进行检测，实现对再热裂纹的检测，将对钒改进钢加氢反应器的设计、制造及安全运行提供一定的技术保障，具有一定的工程意义。
　　本文在总结钒改进钢再热裂纹产生机理和形貌特征的基础上，结合TOFD检测所需条件，参考API标准，设计并制作了模拟再热裂纹的对比试块。通过TOFD检测、超声检测，实现了对模拟再热裂纹的检出和定量。本文的主要工作和成果如下：
　　(1)根据钒改进钢再热裂纹产生机理和形貌特征，设计制作了模拟再热裂纹的对比试块，研究适用于模拟埋藏小缺陷的试块加工方法。
　　(2)TOFD试验发现：采用国内目前的NB/T47013.10（JB/T4730.10）标准推荐的检测通道数是可以检测到一定尺寸再热裂纹的。
　　(3)和常规非平行扫查不同，采用特殊B扫描进行缺陷检测时，表面盲区较小，且TOFD图像中近表面缺陷可以清楚地显示出来，并且可以对缺陷位置和自身高度进行精确测量。
　　(4)TOFD+UT检测工艺，即特殊B扫查方式的TOFD检测、手工脉冲反射式超声检测，可以实现对钒改进钢再热裂纹的检出和定量；TOFD检测可以对缺陷定深定高，精度较高，UT也可以对缺陷定深及定高，两者检测结果可相互验证。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 钒改进钢再热裂纹研究现状

1.3 加氢反应器的焊缝检测技术

1.4 主要研究内容

第2章 钒改进钢再热裂纹的超声检测技术

2.1 前言

2.2 TOFD超声技术的基本原理

2.3 TOFD超声检测中重要工艺参数选择

2.4 用TOFD方法检测再热裂纹的原因

2.5 本章小结

第3章 钒改进钢再热裂纹超声对比试块的研究

3.1 前言

3.2 对比试块的设计

3.3 对比试块的加工方法

3.4 对比试块制作工艺

3.5 本章小结

第4章 钒改进钢再热裂纹的超声检测工艺试验研究

4.1 前言

4.2 TOFD检测系统

4.3 TOFD检测的探头参数设置

4.4 检测设备及检测步骤

4.5 TOFD检测结果与分析

4.6 常规脉冲反射法的超声检测

4.7 本章小结

第5章 钒改进钢加氢反应器再热裂纹的检测

5.1 前言

5.2 钒改进钢加氢反应器再热裂纹的检测工艺

5.3 实际产品焊缝的TOFD检测

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果