郗運(yùn)富*

（南京寶色股份公司）

0 引言

鈦鋼復(fù)合板材料廣泛應(yīng)用在化工行業(yè)的壓力容器中，具有較好的耐腐蝕性能、剛性和經(jīng)濟(jì)性?；ば袠I(yè)中某些關(guān)鍵、核心、高壓項(xiàng)目也使用了鈦鋼復(fù)合板材料，容器筒體的接管采用了鍛管、襯筒翻邊加復(fù)合焊環(huán)的結(jié)構(gòu)，這不僅提高了容器設(shè)計(jì)和制作的要求，同時(shí)也提高了容器檢驗(yàn)的要求。設(shè)計(jì)圖紙中要求容器水壓試驗(yàn)前所有鈦復(fù)層焊縫需經(jīng)著色檢查、貼條蓋板或接管襯筒檢漏嘴充氣進(jìn)行反向氣密試驗(yàn)、向容器內(nèi)充氦氣進(jìn)行氦檢漏試驗(yàn)。由于有的容器設(shè)備直徑較大，氣密試驗(yàn)和氦檢漏試驗(yàn)的壓力較低，導(dǎo)致一些鈦復(fù)層角焊縫上微小缺陷或者鈦復(fù)層角焊縫的質(zhì)量隱患在低壓檢漏試驗(yàn)狀態(tài)下無法被發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過較高壓力的水壓試驗(yàn)后，才能發(fā)現(xiàn)鈦復(fù)層角焊縫存在泄漏。本文介紹了某臺(tái)較高壓力的鈦鋼復(fù)合板容器的一接管鈦復(fù)層檢漏嘴出現(xiàn)泄漏后查找泄漏點(diǎn)的案列，詳細(xì)闡述了幾種查找鈦復(fù)層角焊縫泄漏缺陷的方法。

1 試驗(yàn)方法

某鈦鋼復(fù)合板的反應(yīng)器技術(shù)參數(shù)可見表1。

表1 技術(shù)參數(shù)

該容器設(shè)備水壓前按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行了以下檢測(cè)：所有鈦復(fù)層角焊縫進(jìn)行100% 滲透（PT）檢測(cè)，按NB/T 47013.5—2015 標(biāo)準(zhǔn)要求Ⅰ級(jí)為合格；鈦貼條蓋板及接管襯筒焊縫經(jīng)試驗(yàn)壓力為0.03 MPa 的反向氣密試驗(yàn)，所有鈦復(fù)層角焊縫氣密性試驗(yàn)合格；設(shè)備內(nèi)充入0.07 MPa 的氦氮混合氣（氦氣體積濃度為10%），泄漏率不超過1.0×10-7Pa·m3/s,所有鈦復(fù)層角焊縫的檢漏嘴檢測(cè)合格。設(shè)備水壓試驗(yàn)壓力升到11.3 MPa,保壓30min，降低至設(shè)計(jì)壓力7.5 MPa，過了60 min 后檢查所有鈦貼條蓋板及接管襯筒的檢漏嘴是否有水滴出，發(fā)現(xiàn)一接管襯筒檢漏嘴用干燥氮?dú)獯祾邥r(shí)有少許水滴出，該接管襯筒結(jié)構(gòu)可見圖1。

圖1 接管襯筒結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）

根據(jù)不同泄漏試驗(yàn)方法使用范圍和靈敏度比較可見表2，對(duì)此接管鈦襯筒進(jìn)行查漏。由于容器設(shè)備經(jīng)過了11.3 MPa 的水壓試驗(yàn)壓力，保壓時(shí)間近2 h 后，接管檢漏嘴才有少許水滴出，說明該漏點(diǎn)為微泄漏缺陷，因此，接管鈦襯筒漏點(diǎn)的查找檢測(cè)試驗(yàn)壓力值，不僅高于技術(shù)要求值，也高于標(biāo)準(zhǔn)反向泄漏性試驗(yàn)壓力值，選取了復(fù)合板反向充氣檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)值0.3 MPa。

表2 泄漏試驗(yàn)方法的適用范圍和靈敏度比較

1.1 液體滲漏試驗(yàn)

該接管襯筒經(jīng)過11.3 MPa 的水壓試驗(yàn)壓力后發(fā)現(xiàn)，檢漏嘴里有水，說明襯筒與接管的狹小縫隙中存在水，若直接通過檢漏嘴做氣密、氨滲漏、氦檢漏等試驗(yàn)，都會(huì)嚴(yán)重影響試驗(yàn)的靈敏度。這時(shí)應(yīng)擦拭接管襯筒所有鈦焊縫及相鄰100 mm范圍內(nèi)的復(fù)層母材（包括整個(gè)鈦襯筒翻邊內(nèi)表面），使其保持潔凈、干燥。噴上白色的顯像劑（或石灰），等干燥后，向接管一檢漏嘴里充入0.3 MPa的氮?dú)?，保?0 min后，仔細(xì)觀察接管鈦襯筒焊縫及母材是否有水滲出。檢查后未發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，說明這種檢測(cè)方法不能檢出此狀態(tài)下接管鈦襯筒焊縫的微泄漏缺陷。

1.2 氣密性試驗(yàn)

在液體滲透法無法檢測(cè)出接管鈦襯筒泄漏點(diǎn)的情況下，應(yīng)確保鈦襯筒內(nèi)表面、所有鈦焊縫及相鄰100 mm 范圍內(nèi)的復(fù)層母材，干燥接管與鈦襯筒的狹小空間保持潔凈。從接管檢漏嘴充入0.3 MPa 的氮?dú)?，保?0 min 后，對(duì)鈦襯筒內(nèi)表面、鈦焊縫及相鄰100 mm范圍內(nèi)的復(fù)層母材用肥皂水涂刷，觀察是否有皂泡。無皂泡則表示未發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，即這種檢測(cè)方法不能檢出此狀態(tài)下接管鈦襯筒焊縫的微泄漏缺陷。

1.3 氨滲漏試驗(yàn)

在反向氣密性試驗(yàn)無法檢測(cè)出接管鈦襯筒泄漏點(diǎn)的情況下，對(duì)接管與鈦襯筒的狹小腔體進(jìn)行氨滲漏試驗(yàn)，如圖2 所示。通過檢漏嘴將接管與鈦襯筒的狹小腔體抽真空（真空度至93.7 kPa），充入氨氣進(jìn)行試驗(yàn)并使壓力升至0.3 MPa，將氨滲漏試紙用酚酞溶液濕敷在鈦襯筒內(nèi)表面、所有鈦焊縫及相鄰100 mm范圍內(nèi)的復(fù)層母材上，在濕潤(rùn)的狀態(tài)下，保壓3～4 h，觀察試紙上面有無變色。試紙上沒有變色，說明反向氨滲漏試驗(yàn)不能檢出此狀態(tài)下接管鈦襯筒焊縫的微泄漏缺陷。

圖2 氨滲漏示意圖

1.4 氦檢漏試驗(yàn)

在氨滲漏試驗(yàn)無法檢測(cè)出接管鈦襯筒泄漏點(diǎn)的情況下，對(duì)接管與鈦襯筒的狹小腔體進(jìn)行氦檢漏試驗(yàn)，如圖3所示。將鈦襯筒內(nèi)表面、不同區(qū)域的鈦焊縫及相鄰100 mm范圍內(nèi)的復(fù)層母材用膠帶密閉成若干密閉小空間，從檢漏嘴充入100%純氦氣，壓力升至0.3 MPa，保壓2 h，采用氦質(zhì)譜吸槍累積檢漏法對(duì)鈦襯筒及復(fù)層母材的若干密閉空間進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)吸槍檢測(cè)發(fā)現(xiàn)鈦襯筒翻邊與容器復(fù)層角焊縫有一區(qū)域氦氣泄漏率達(dá)3.1×10-7Pa·m3/s,氦檢漏儀報(bào)警，但仍無法確定微泄漏點(diǎn)的具體位置。

圖3 氦檢漏示意圖

1.5 滲透檢測(cè)

普通著色滲透法與熒光滲透法的比較可見表3。

表3 著色滲透法與熒光滲透法的比較

查找微泄漏缺陷應(yīng)該選取熒光滲透法，對(duì)氦檢漏儀報(bào)警區(qū)域采用熒光滲透法，按照NB/T 47013.5—2015 Ⅰ級(jí)要求進(jìn)行檢測(cè)評(píng)判，從而找出微泄漏缺陷；同時(shí)對(duì)鈦襯筒翻邊其他角焊縫也采用熒光滲透法，按Ⅰ級(jí)要求進(jìn)行檢測(cè)評(píng)判，找出疑似點(diǎn)后一起按照返修方案處理。

1.6 重新焊接

當(dāng)使用液體滲漏試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)、氨滲漏試驗(yàn)、氦檢漏試驗(yàn)和滲透檢測(cè)都無法查找出微泄漏缺陷位置時(shí)，只能把被檢測(cè)區(qū)域所有復(fù)層角焊縫去除后重新進(jìn)行焊接。

2 分析與討論

對(duì)上述6 種檢測(cè)方法進(jìn)行操作實(shí)踐后可知，可以根據(jù)不同的的泄漏情況，逐次使用上述檢測(cè)方法，也可以幾種方法同時(shí)使用。

液體滲漏法一般是用于水壓后貼條蓋板或接管襯筒背面狹小的空間里有水，且無法徹底清除的情況。由于被檢測(cè)區(qū)域處于設(shè)備的最低點(diǎn)，使可能泄漏處背面充滿水，導(dǎo)致氣密、氨檢、氦檢、滲透檢測(cè)都無法檢測(cè)出泄漏缺陷。但是該方法的靈敏度比較低，且檢測(cè)結(jié)果受操作人員影響較大。

氣密試驗(yàn)與氨滲漏試驗(yàn)前，貼條蓋板或接管襯筒背面狹小空間殘留的水必須清干凈，否則嚴(yán)重影響氣密、氨滲漏試驗(yàn)的靈敏度。由于靈敏度的原因，一些小泄漏是無法通過氣密試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的；由于試驗(yàn)壓力較低，氨滲漏試驗(yàn)保壓、觀察時(shí)間較長(zhǎng)，同樣由于其靈敏度的原因，少數(shù)微泄漏缺陷也無法檢出。

氦檢漏試驗(yàn)是采用累積吸槍檢漏法模式，但只能識(shí)別泄漏區(qū)域，不能判定泄漏點(diǎn)，還需結(jié)合滲透檢測(cè)查找微泄漏缺陷位置。這種檢測(cè)方法操作較繁瑣，且泄漏缺陷返修后貼條蓋板或接管襯筒背面狹小空間里殘留的氦氣難與去除，從而影響后期容器設(shè)備整體氦檢漏試驗(yàn)的檢測(cè)情況。

去除焊縫重新焊接的方法一般不建議采用，該方法一般僅適用于小范圍的可能泄漏區(qū)域的焊縫。

3 結(jié)語

對(duì)上述6 種試驗(yàn)方法進(jìn)行操作實(shí)踐， 并比較優(yōu)缺點(diǎn)后可知，根據(jù)不同的的泄漏情況，可以逐次或同時(shí)使用上述檢測(cè)方法。通過多年的檢驗(yàn)實(shí)踐證明，鈦（鋯）鋼復(fù)合板容器貼條蓋板或接管襯筒角焊縫出現(xiàn)不同程度的泄漏時(shí)，通過上述六種試驗(yàn)方法的檢測(cè)，能夠查找出不同程度的泄漏缺陷情況。