针对湖北当阳“8.11”流量计爆破事故,部门针对流量计厂家焊口检测无有效检测手段的问题,与分公司综合试验室共同对检测方法进行攻关,通过在某电一厂#3机组、某电二厂#8机组进行试验,发现喷嘴流量计厂家焊口存在缺陷反射波,通过将流量计厂家焊口割开,焊口内部确实存在严重的焊接质量问题,其中#3机组排查17只(重庆川仪),#8机组排查23只(江阴暨阳),所有流量计均存在不同程度的未熔合、未焊透等危害性缺陷。下面简要介绍一下流量计厂家焊口的排查方法和处理措施。
一、喷嘴流量计简述
喷嘴流量计是测量流量的差压发生装置,配合各种差压计或差压变送器可测量管道中各种流体的流量,与其它流量计相比,喷嘴流量计的压力损失较小,节约能源、坚固耐用,广泛使用于电力、化工等行业高温高压流体的流量测量。其设计制造符合国家标准GB/T2624-2006的规定。
图1流量计设计图纸
图2 流量计实物
二、喷嘴流量计厂家焊口的特点及检测技术
喷嘴流量计内部结构独特,环室短节与喷嘴配合尺寸长度过小、厚度相差大,导致常规检测(射线AB级和超声波B级)无法开展,平时只对焊缝进行磁粉检测,检测手段单一,且无法发现焊缝内部的埋藏缺陷,检测技术试验情况如下:
1、流量计检测标准按NB/T47013.3-2015 C级检测执行,首先将焊接接头余高磨平,不得突出和下凹,用小晶片测厚仪确定其内部结构。实例:#3炉3-1再热器微量喷水减温器流量计焊缝厚度12.08mm,母材厚度21.91mm。
图3 焊缝厚度
图4母材厚度
2、用直探头对流量计母材及焊缝区域进行检测,做好记录;斜探头选择单面双侧一次波检测,探头选择参照标准表25,尽量选择较大K值探头,缺陷识别参照附录Q(回波动态波形模式)。实例:#3炉3-1再热器微量喷水减温器流量计超声波探头5P8*12K2,波形见图例。
图5未熔合波形、波幅、位置
图6坡口未熔合
图7未焊透波形、波幅、位置
图8 未焊透
图9结构波波形、波幅、位置
图10坡口结构
三、返修工艺
为方便返工建议将焊接喷嘴组件两端从管道系统中拆下来进行。①用气刨机将环焊缝切开并去除大部分焊缝;②用手持砂轮机打磨焊缝两侧露出金属光泽,按图纸要求制备坡口,并进行渗透检测,确保缺陷彻底消除;③喷嘴(材质321)如有损坏,用ER321焊丝补焊;④焊缝打底采用不加填料氩弧焊,焊接电流160-180A,自熔焊焊接一周,焊接速度100-120mm/min,氩气流量8-10L/min;⑤第一层填充用J50直径Ф2.5焊丝,电流140-160A,氩气流量8-10L/min;第二层之后用J507直径Ф3.2焊条,电流100-120A。⑥焊接完成后仍采用超声波检测进行缺陷的识别和定量。
四、结论与要求
从设计上来看,喷嘴流量计其装配间隙完全符合焊口组对的标准要求,厂家焊口不应出现大面积不合格的情况,究其原因,主要是流量计厂家焊口缺乏监管,未经检测即出厂发货,通过采用将焊缝磨平采用直探头和大角度斜探头配合检测的方法,可以发现厂家焊缝内部的重大缺陷。
公司已将承压设备所有安全附件、功能件(例如:流量计、冷凝罐、水位计等)列入特种设备管控范围,从目前排查情况看,上述部件存在制造及焊接质量差、制造厂监管缺失等问题,现场质量问题突出,要求各单位结合机组检修压力管道、压力容器排查同步开展隐患排查、治理工作,对于因超声扫查宽度不能满足标准要求的,按照本技术分析将厂家焊缝磨平后用直探头和大角度斜探头配合进行检测,表面缺陷采用磁粉检测方法。