提高工件内壁点腐蚀超声波成像分析精.pptx

2024/4/10 周三YJY/QC-2007-41目目 录录前言小组概况选题理由活动计划现状调查活动目标原因分析要因确认制定对策对策实施效果确认巩固措施总结和打算2024/4/10 周三YJY/QC-2007-42前前 言言点腐蚀也称孔腐蚀，它的危害是腐蚀孔过深可能造成设备局部减薄-穿孔。压力容器的全面检验必须对容器的内壁表面进行宏观腐蚀检查，容器内壁点腐蚀的检测需要对容器进行开罐检查。但由于诸多条件的限制，在全面检验过程中并不是每台容器都具备开罐检验的条件。目前，超声波测厚主要是检测均匀腐蚀减薄，它对点腐蚀不能有效检测。常规A超检测方法受到仪器检测灵敏度、分辨力和缺陷定量方法的影响，对工件内壁点腐蚀的深度的定量检测精度不够，对缺陷不能进行成像检测分析。超声波相控阵技术可以实现连续的全方位的信息采集和分析，从这些信息中检测人员可以得到更加真实的检测结果，以这些信息为基础建立的图形（成像）更能真实反映被检测对象的真实状态。2024/4/10 周三YJY/QC-2007-43 小组概况小组概况小组名称无损探伤QC小组 成立日期1998年01月注册编号YJY/QC-2007-4 序号姓名性别/职务文化程度参加QC学习备注1吴焕利女/室副主任大学不少于72小时组长2李海华男/室技术负责人大学不少于72小时3李建疆男高中不少于72小时4李敏女/设备计量员大专不少于72小时5祝家轩男/核算员大专不少于72小时6魏培生男大专不少于72小时7王波男大专不少于72小时8唐飞阳亮男大专不少于72小时2024/4/10 周三YJY/QC-2007-44 选题理由选题理由 理由一对工件内壁点腐蚀的外检测，超声波测厚仅对均匀辐射检测有效。A超手段由于采用模糊当量法对点缺陷进行定量测量精度低检验所已经购买了8通道Ominsican 相控阵检测仪，配备有16晶片和64晶片相控阵探头，为课题研究提供硬件保证。选选 定定课课 题题由于压力容器和管道不能进入内部检验，而内壁点腐蚀所造成的危害不容忽视，必须解决内壁点腐蚀的外检测问题理由二理由三2024/4/10 周三YJY/QC-2007-45 活动计划活动计划 日程阶段2007年3月4月5月6月7月8月9月10月选择课题P现状调查目标设定原因分析及要因确认制定对策 实施对策D效果检查C巩固措施A总结和打算无损探伤无损探伤QCQC小组小组 20072007年年度年年度QCQC活动计划表活动计划表 2024/4/10 周三YJY/QC-2007-46 阶段现状调查阶段现状调查 调查一调查一调查一调查一：我们对检验所06年所检验的压力容器按检验报告进行了随机抽查，对乙烯厂原料车间、乙烯聚乙烯装置的10台容器和炼油厂供气车间的12台容器进行分类，其中塔类容器2台，换热设备3台，过滤器4台，球罐4台，分离器3台，储罐：6台。在这些容器中，能够进行内部检验的球罐、储罐和塔类容器有12台，占到了54.5；不具备内部检验的容器有10台，占到了49.4。也就是说，有相当一部分容器在进行全面检验过程中，容器内壁腐蚀情况不能得到有效的检查，宏观检验不彻底。管道的内壁腐蚀检验则几乎100%从管外壁进行。2024/4/10 周三YJY/QC-2007-47阶段现状调查阶段现状调查调查：调查：经我们对不同壁厚、不同深度的平底孔进行测试，测试结果如下表一：工件厚度平底孔孔径mm平底孔距离底面距离mm实测平底孔距离底面距离mm误差mm测量方式点腐蚀形状评估T=2420.5/./.不能分辨/工件外壁检测不能形成直观图形，点腐蚀形状依靠6dB法点测量模糊评估2.01次2.80+0.82次1.50-0.53次1.63-0.374次2.38+0.38T=4820.5/./.不能分辨/2.01次4.05+2.052次3.01+1.013次1.50-0.504次1.58-0.42T=2410.5/./.不能分辨/2.01次3.01+1.012次1.50-0.53次1.67-0.334次2.42+0.42T=4810.5/./.不能分辨/2.0不能分辨/由表一可知：目前、内壁点腐蚀外检测现状：A、随着腐蚀孔深度变小，小直径孔更难检出。B、对腐蚀孔形状不能形成直观的图形，由检测人员根据断续的点测量数据判断。2024/4/10 周三YJY/QC-2007-48阶段阶段 活动活动目标目标通过现状调查，本通过现状调查，本QC小组最终确定小组最终确定课题目标为：课题目标为：对检测出的点腐蚀部位进行定量对检测出的点腐蚀部位进行定量分析，对相当于分析，对相当于 1平底孔当量的平底孔当量的缺陷测深误差小于缺陷测深误差小于10%T，且不大，且不大于于2mm。2024/4/10 周三YJY/QC-2007-49阶段阶段 目标可行性分析目标可行性分析 相控阵检测技术的优势具有多通道超声波数据接收、存储和处理功能，多晶片发射、扫查，检测结果更加真实，独特的成像功能，可以直观显示被检部位的真实形貌。设备能力已 经 购 买 了 8通 道Ominsican 相控阵检测仪，配备有16晶片和64晶片相控阵探头 人员素质小组成员超声波检测经验丰富，有UT-III级人员两名，4名UT-II级人员目目标标可可行行2024/4/10 周三YJY/QC-2007-410 阶段阶段 原因分析原因分析 j经过小组成员认真讨论，集思广益，找出影响工件内壁点腐蚀超声波成像分析经过小组成员认真讨论，集思广益，找出影响工件内壁点腐蚀超声波成像分析精度的原因（原因分析树状图）。精度的原因（原因分析树状图）。2024/4/10 周三YJY/QC-2007-411要因确认计划表：要因确认计划表：阶段阶段 要因确认要因确认2024/4/10 周三YJY/QC-2007-412阶段阶段 要因确认要因确认经确认，本小组成员只有两人对相控阵检测技术比较熟悉，其余人员对该技术均不了解。但由于制约新技术应用的主要原因是新设备的使用，人员对理论知识的掌握通过培训短期内就能完成。结论：人员未掌握新的技术方法，不是主要原因。确认一：确认一：人员未掌握新的技术方法人员未掌握新的技术方法 确认二：确认二：人员接触新技术时间比较短人员接触新技术时间比较短 由于相控阵检测仪为07年3月份才到货的，人员接触时间才1个多月时间。只要加强实际操作培训和演练，达到熟练操作只是时间问题。结论：人员接触新技术时间比较短,不是主要原因。确认三：确认三：采用单晶片探头、单通道检测仪器采用单晶片探头、单通道检测仪器 常规超声波检测，检测灵敏度取决于仪器与探头的组合灵敏度。在常规超声波检测过程中，仪器只能在单一的工作通道下、采用波束扩散单晶片探头进行工作，其检测结果的评价是依靠单一的点的信息进行综合评价，检测结果不直观。经我们对不同壁厚、不同深度的平底孔进行测试，测试结果见表一。从表一中可以得出，平底孔的孔深测量误差随着孔径的增大而减小，随着工件厚度的增大而增大。结论：采用单晶片、单通道检测仪器检测，是主要原因。结论：采用单晶片、单通道检测仪器检测，是主要原因。2024/4/10 周三YJY/QC-2007-413阶段阶段 要因确认要因确认确认四：确认四：仪器无成像功能仪器无成像功能 仪器无成像功能，即仪器没有对缺陷在任何二维方向的图形显示，仅仅根据A超显示的结果不能得到缺陷更加真实的检测结果。结论：常规结论：常规A超检测仪，仪器无成像功能是主要原因。超检测仪，仪器无成像功能是主要原因。确认五：确认五：藕合剂选择不当藕合剂选择不当 藕合剂一般选用透声效果好的机油、甘油、水等。我们长期以来一直选用机油和甘油作为检测时的藕合剂。结论：藕合剂选择不当，不是主要原因。确认六：确认六：无相关对比试块无相关对比试块 在年初制作完成了模拟点腐蚀的人工缺陷模拟试块。结论：结论：无相关对比试块，不是主要原因。确认七：确认七：非成像检测非成像检测 常规A超检测不能完成对缺陷的成像，所能得到的只是缺陷在某一时刻的反射波信号，缺陷的定量不能借助缺陷的成像来综合完成。结论：非成像检测，是主要原因。结论：非成像检测，是主要原因。2024/4/10 周三YJY/QC-2007-414阶段阶段 要因确认要因确认确认八：缺陷定量采用当量法模糊判断确认八：缺陷定量采用当量法模糊判断 常规A超检测仪对缺陷的分析一律采用当量法，其结果反映的并不是缺陷的真实大小，而是一种当量尺寸和投影尺寸。结论：缺陷定量采用当量法模糊判断，是主要原因。结论：缺陷定量采用当量法模糊判断，是主要原因。确认九：单声束反射检测确认九：单声束反射检测 采用单声速反射波检测缺陷，其检测精度要明显低于双晶探头。理论表明：探头晶片数量越多，超声波能量集中在某一区域的范围越大，因而检测灵敏度更高。结论：采用单声束反射检测，是主要原因。结论：采用单声束反射检测，是主要原因。确认十：非聚焦检测确认十：非聚焦检测 常规超声波采用非聚焦检测方法，是导致缺陷定量分析精度差的主要原因主要原因之一结论：结论：非聚焦检测非聚焦检测是主要原因。是主要原因。确认十一：环境条件不允许进罐确认十一：环境条件不允许进罐环境条件不允许进罐，将影响对缺陷的宏观检测，对超声波定量检测影响不大，并且这种现状在今后依然存在。结论：环境条件不允许进罐，不是主要原因。2024/4/10 周三YJY/QC-2007-415阶段阶段 要因确认要因确认 最终确认最终确认:影响工件内壁点腐蚀超声波影响工件内壁点腐蚀超声波成像分析精度的主要原因有五个：成像分析精度的主要原因有五个：采用单晶片探头、单通道检测仪器检测仪器无成像功能缺陷定量采用当量法模糊判断采用单声束反射检测非聚焦检测2024/4/10 周三YJY/QC-2007-416 阶段阶段 制订对策制订对策 针对要因制定的对策表针对要因制定的对策表2024/4/10 周三YJY/QC-2007-417 D阶段阶段 对策实施对策实施 实施一：经过小组成员认真分析，小组成员于实施一：经过小组成员认真分析，小组成员于5 5月月3030日初步制定完成了相控阵检测点日初步制定完成了相控阵检测点腐蚀实验室检测方案。腐蚀实验室检测方案。实施二：实施二：小组成员通过选用具有成像功能的相控阵检测设备，在实验室完成了对模拟点腐蚀人小组成员通过选用具有成像功能的相控阵检测设备，在实验室完成了对模拟点腐蚀人工缺陷的成像，成像结果如下图工缺陷的成像，成像结果如下图a/b/c所示：所示：图图a：2.0不同孔深平底孔成像不同孔深平底孔成像 图图b：1.0/1.5不同孔深平底孔成像不同孔深平底孔成像 图图c：2.0、相同孔深、不同间距的平底孔成像、相同孔深、不同间距的平底孔成像 从图中可以看出，相控阵检测对直径很小从图中可以看出，相控阵检测对直径很小1、深度大于等于、深度大于等于1mm的平底孔都能清的平底孔都能清晰成像，对相邻间距大于晰成像，对相邻间距大于2.5mm的平底孔也能够分辩。的平底孔也能够分辩。2024/4/10 周三YJY/QC-2007-418D阶段阶段 对策实施对策实施 实施三：实施三：采用采用A+C扫结果综合分析，小组成员完成了对不同深度单个平底孔的测试分扫结果综合分析，小组成员完成了对不同深度单个平底孔的测试分析，分析结果如下表析，分析结果如下表：2024/4/10 周三YJY/QC-2007-419 阶段阶段 对策实施对策实施 实施四：实施四：选择多晶片阵列探头选择多晶片阵列探头 1010晶片晶片 1616晶片晶片 3232晶片晶片2024/4/10 周三YJY/QC-2007-420 阶段阶段 对策实施对策实施 实施五：实施五：选择相控阵聚焦检测选择相控阵聚焦检测 经过测试板厚为24mm的一组不同深度的2平底孔，选择不同的焦点深度，我们最终确定严格 按照缺陷所处的深度设置聚焦深度是最优的设置。2024/4/10 周三YJY/QC-2007-421 我们对检修车间的两台常减压已经废弃不用的换热器选择腐蚀严重的部位进行相控阵检测，我们对检修车间的两台常减压已经废弃不用的换热器选择腐蚀严重的部位进行相控阵检测，扫查部位选择在工件外表面，扫查灵敏度增益值选择为扫查部位选择在工件外表面，扫查灵敏度增益值选择为50%。检测换热器外貌及腐蚀部位情况见。检测换热器外貌及腐蚀部位情况见图图A，具体检测结果见表，具体检测结果见表a/b，缺陷成像结果见图，缺陷成像结果见图B、图、图C。阶段阶段 效果检查效果检查图图A:工件内壁腐蚀形貌工件内壁腐蚀形貌 换热器局部图换热器局部图2024/4/10 周三YJY/QC-2007-422 阶段阶段 效果检查效果检查图图B:换热器换热器H2成像结果成像结果 图图C：换热器：换热器H1成像结果成像结果:2024/4/10 周三YJY/QC-2007-423 阶段阶段 效果检查效果检查表表a：H1成像定量分析成像定量分析(工件厚度工件厚度18mm，实测厚度，实测厚度17.6mm，一次扫查距离，一次扫查距离500mm)从表中分析结果可以看出，对工件内壁腐蚀坑检测的测深误差控制在1mm，达到了将误差控制在10%T且不大于.2mm的目标。2024/4/10 周三YJY/QC-2007-424 阶段阶段 效果检查效果检查表表b：H1成像定量分析成像定量分析(工件厚度工件厚度12mm，实测厚度，实测厚度11.5mm，一次扫查距离，一次扫查距离400mm)从表中分析结果可以看出，该组数据对工件内壁腐蚀坑检测的测深误差也控制在1mm，也达到了将误差控制在10%T且不大于2mm的目标.2024/4/10 周三YJY/QC-2007-425阶段阶段 效果检查效果检查活动目标值完成情况：活动目标值完成情况：效益分析：效益分析：2024/4/10 周三YJY/QC-2007-426为进一步巩固活动效果，小组采取了以下措施：为进一步巩固活动效果，小组采取了以下措施：根据检测结果，将已经确定的最优参数进行分项总结，编制根据检测结果，将已经确定的最优参数进行分项总结，编制压力容器压力容器内壁腐蚀相控阵成像检测方法内壁腐蚀相控阵成像检测方法企业标准，批准后将此项技术推广应用；企业标准，批准后将此项技术推广应用；将优选的仪器性能参数和现场测试参数写入工艺规程，用于指导现场检将优选的仪器性能参数和现场测试参数写入工艺规程，用于指导现场检测。测。阶段阶段 巩固措施巩固措施2024/4/10 周三YJY/QC-2007-427相控阵检测技术目前还只处于实验室研究和测试阶段，相控阵检测技术目前还只处于实验室研究和测试阶段，我们对它的应用还仅限于很窄的范围。如何将该项技我们对它的应用还仅限于很窄的范围。如何将该项技术应用到在役设备的检验，还需要我们做细致的工作。术应用到在役设备的检验，还需要我们做细致的工作。阶段阶段 总结和打算总结和打算谢谢谢谢 !