Wie man durch das HaiChuan-Forum lernt, Standards versteht, Ingenieurprobleme löst und die Prüfung für Designzulassungsbeamte bestehen kann

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Als Designer ohne Fertigungserfahrung hatte ich auch früher ein sehr geringes Verständnis und eine mangelhafte Anwendung von Standards. Vor der Prüfung für Zertifizierungsprüfer im Vorjahr habe ich durch das Haichuan-Forum gelernt, die Standards zu verstehen, und auch viele Erkenntnisse über deren Anwendung in der Ingenieurtätigkeit gewonnen. Hier möchte ich ein Beispiel anführen, das ich damals gesammelt habe, in der Hoffnung, es möge denen, die Hilfe benötigen, Anregung und Unterstützung bieten. 205. Einige praktische Probleme bei der nicht zerstörenden Prüfung? Antwort: Wie man Standards anwendet, um praktische Probleme in der Ingenieurwelt zu lösen, ist die wichtigste Aufgabe von Ingenieuren. Hier sind einige Beispiele: (1) Bei Behältern aus niedriglegierten Stählen mit einem Mindestfestigkeitswert nach Zugbelastung von Rm ≥ 540 MPa müssen alle Schweißverbindungen der Klassen A und B zusätzlich überprüft werden, wenn die Dicke dieser Schweißverbindungen größer als 20 mm ist. Dabei muss eine andere Prüfmethode als die ursprünglich verwendete Prüfmethode angewandt werden. Diese Prüfung muss alle Schnittstellen der Schweißnähte umfassen. Häufige Fragen zu dieser Bestimmung: Für die zusätzliche lokale Schadenserkennung wird das entsprechende Zulassungsniveau auf Strahlungsklasse III oder Ultraschallklasse II herabgesetzt. Tatsächlich sollte das Zulassungsniveau für zusätzliche schadensfreie Prüfungen nicht gesenkt werden. Der Grund für den Fehler liegt darin, dass nur die „lokalen“ Anforderungen berücksichtigt wurden, während die „zusätzlichen“ Aspekte übersehen wurden. Angesichts der „ergänzenden“ Natur beträgt das Erkennungsverhältnis nicht 20 %, sondern 120 % ； (2) Bei der lokalen zerstörungsfreien Prüfung muss betont werden: „Die Prüflänge darf 20 % der Länge jeder Schweißnaht nicht unterschreiten und muss außerdem mindestens 250 mm betragen.“ Alle Schnittpunkte der Schweißnähte müssen überprüft werden. ”Zu diesem Zeitpunkt ist die Gesamtmenge größer als die Summe der Teile ； (3) Es wurden Entwürfe vorgelegt mit der Forderung: „Ultraschallprüfung der Stahlplatten gemäß JB4730“, wobei die Anforderungen an das zulässige Qualitätsniveau ignoriert wurden. Für die Zulassungskategorie muss der Entwerfer dies in den technischen Unterlagen klar angeben ； (4) Es werden Anforderungen bezüglich der Entwurfspläne gestellt: Die Schweißnähte sollen zu 100 Prozent mittels „Röntgen- oder Ultraschallprüfung“ sowie „Magnetpulver- oder Durchflussprüfung“ überprüft werden. Dabei werden die Anforderungen, die aus den technischen Vorgaben der Pläne resultieren, ignoriert oder außer Acht gelassen. In den Planunterlagen müssen die konkreten Methoden der Schadensfreiheitsprüfung klar festgelegt werden, um die Konformität mit den technischen Anforderungen an Druckbehälter zu gewährleisten. Standards wie GB150 beziehen sich nicht nur auf neu errichtete Druckbehälter. Aus standardmäßiger Sicht können Strahlen mit Ultraschall verglichen werden, und Magnetpulver kann mit Penetrierung verglichen werden. Standards können allgemein sein, während Konstruktionsdokumente spezifisch sein müssen. Der Entwerfer muss zwischen Röntgenstrahlen, Ultraschall, Magnetpulver- oder Durchflussprüfung wählen – nicht der Hersteller ； (5) Es werden Anforderungen hinsichtlich der Entwurfspläne gestellt: Die Stahlplatten des Gehäuses müssen einzeln mit UT-Prüfung überprüft werden; die Prüfungsergebnisse müssen mindestens auf Stufe III liegen. Die ursprüngliche Absicht des Entwicklers war, dass die Gehäusestahlplatten einzeln mittels UT-Prüfung überprüft werden sollten, wobei das Erfüllungsniveau mindestens Stufe III betragen sollte. Aber in numerischer Hinsicht sollte das Niveau, das über Stufe III liegt, Stufe IV sein, wobei die Qualität von Stufe IV unter der von Stufe III liegt. Diese Schreibweise ist nicht standardmäßig und kann zu Missverständnissen führen ； (6) Für Verbindungsstücke mit kleinem Durchmesser, bei denen der Rohrdurchmesser DN ≤ 65 mm beträgt, sollte die Penetrationsprüfung statt der Magnetpulverprüfung verwendet werden ； (7) Müssen die Schweißnähte an den Traglagern der Druckbehälter sowie die Schweißnähte zwischen den Traglagern und dem Behälterkörper einer nicht zerstörerischen Prüfung unterzogen werden? Wie hoch ist das Verhältnis? Antwort: Die oben genannten Schweißnähte gehören zur Klasse E von Schweißverbindungen. Für solche Schweißverbindungen in bestimmten Geräten legt GB150 10.4 klare Anforderungen fest: Bei ferromagnetischen Materialien wird die MT-Methode verwendet, bei Nicht-Eisenmetallen sowie Edelstählen die PT-Methode. Es ist eine 100%-Prüfung erforderlich, wobei das Ergebnis der Prüfung der Klasse I entsprechen muss ； (8) Bei Schweißnähten von Druckbehältern ist eine Röntgenuntersuchung erforderlich. Erst nach dieser Untersuchung kann der Hydrauliktest durchgeführt werden. Die Röntgenuntersuchung dient dazu, festzustellen, ob es in den Schweißnähten Mängel gibt. Im Hydrauliktest kann hingegen nicht nur die Qualität der Schweißnähte, sondern auch die Druckfestigkeit des gesamten Behälters überprüft werden. Wenn bei der Hydroutestung an der Naht Lecks auftreten, deutet das auf Mängel in der Naht hin. Warum wird dann noch eine nicht zerstörerische Prüfung durchgeführt? Antwort: Der Zweck der Schadensfreiheitsprüfung besteht darin, Mängel im Inneren sowie an der Oberfläche oder in der unmittelbaren Nähe der Oberfläche des Schweißnähten zu erkennen. Wenn es Mängel gibt, die die zulässigen Grenzen überschreiten, muss der Schweißnaht nachbearbeitet werden. Mängel, die innerhalb der zulässigen Grenzen liegen, sind hingegen zulässig. Doch das beweist noch nicht die Stärke des Schweißnähten sowie ob es zu Lecks kommen kann. Deshalb sind auch Drucktests erforderlich. Die beiden können einander nicht ersetzen. Druckbehälter als Sondergeräte müssen überwacht und inspiziert werden. Sollten im Zeitraum ihrer Gültigkeit Probleme auftreten, muss der Hersteller die Verantwortung übernehmen. Materialien sowie Prüfverfahren zur Fehlererkennung sind dabei die wichtigsten Beweismittel. Außerdem garantiert eine 100%-ige Prüfung durch Schadensfreiheitsprüfung nicht, dass das Gerät keine Lecks aufweist. Die Hydraulikprüfung dient nicht nur dazu, festzustellen, ob es Lecks im Gerät gibt, sondern vor allem dazu, die Stärke des Druckbehälters zu überprüfen – es handelt sich dabei um einen Festigkeitsprüfungsprozess. Außerdem können selbst bei geringen Leckstellen bei der Hydraulikprüfung keine Fehler festgestellt werden; nur durch eine Dichtheitsprüfung lässt sich ermitteln, ob der Behälter undicht ist. Bei gewöhnlichen Behältern kann durch einen Hydrostress-Test ein Leck festgestellt werden. Wenn beim Erhöhen des Drucks Wasser austritt, gilt dies als Zeichen für eine mangelhafte Schweißnaht. Bei Behältern mit etwas höherem Druck kann die Hydraulikprüfung nicht zur Erkennung von Leckagen dienen. Das bedeutet, dass selbst bei vorhandenen Leckagen diese möglicherweise nicht entdeckt werden, wenn die Prüfung nicht sorgfältig durchgeführt wird. Auch während der Hydraulikprüfung können die Leckagen sowie ein Rückgang des Drucks nicht festgestellt werden. Dadurch kann die Dichtigkeit des Behälters nicht garantiert werden. Sowohl die Dichtigkeit des Behälters als auch die Dichtigkeit der Dichtflächen müssen durch eine Luftdichtheitsprüfung überprüft werden ； (9) **Benötigen Medien, die keine Kategorie-III-Gefäße sind, keine 100%-ige Schadensfreiheitsprüfung?** Antwort: Nach den Vorschriften für feste Behälter ist es nicht erforderlich, doch nach GB150 10.3.1 ist es notwendig. Es handelt sich um Fälle, in denen die technischen Anforderungen höher sind als die gesetzlichen Vorgaben ； (10) Zur Auswahl der Methoden für die schadlose Prüfung. Antwort: Bei der Überprüfung von Nahtverbindungen ist es wichtig zu entscheiden, ob man Röntgenuntersuchungen oder Ultraschalluntersuchungen verwendet. Aus Sicht der Detektion haben beide ihre Vorzüge. Röntgenuntersuchungen sind empfindlich gegenüber volumetrischen Defekten, doch bei linearen Defekten – insbesondere kleinen Unvollständigkeiten beim Schweißen oder Mikrorissen in dicken Schweißnähten – ist es schwierig, diese zu erkennen ； Die Ultraschalluntersuchung ist empfindlich gegenüber linearen Defekten, doch die Quantifizierung von punktförmigen Defekten ist ungenau. Die Röntgeninspektion stellt keine hohen Anforderungen an die Oberfläche der Werkstücke. Die Qualität der Schweißnaht wird anhand von Filmen beurteilt. Der Vorteil dieser Methode ist, dass sie einfach anzuwenden ist und es leicht ist, die Ergebnisse zu bewerten sowie zu archivieren. Allerdings ist es schwierig, die Abmessungen in der Tiefebestimmung zu ermitteln ； Die Ultraschallprüfung stellt hohe Anforderungen an die zu prüfende Oberfläche. Dabei werden die Defekte anhand der Wellenformen auf dem Bildschirm beurteilt. Der Vorteil dieser Methode ist, dass die Tiefe der Defekte leicht bestimmt werden kann. Allerdings ist diese Methode nicht intuitiv und es fällt schwer, die Ergebnisse zu archivieren. Natürlich nimmt mit dem Fortschritt der Technologie die Anwendung von Ultraschallprüfverfahren zunehmend zu. Für eine qualitativ richtige Beurteilung sind umfassende Überlegungen notwendig. Die Prüfer müssen über gute technische Fähigkeiten sowie ein hohes Maß an Verantwortungsbewusstsein verfügen. Daher müssen für wichtige Geräte zwei Prüfmethoden angewandt werden, die sich gegenseitig ergänzen und zu einer umfassenden Beurteilung führen, um die innere Qualitätsstufe der Schweißnähte zu gewährleisten. Natürlich müssen auch die Oberflächenfehler der Schweißnähte mit MT und PT überprüft werden. Außerdem wird bei Schweißnähten aus austenitischem Edelstahl in der Regel keine UT-Prüfung durchgeführt (da die Körner im austenitischen Edelstahl groß sind, was eine starke Abschwächung und Störung der Schallwellen verursacht). Außerdem ist zu beachten, dass die Standards für die Schadensfreiheitsprüfung von den Designstandards der Anlagen abhängen – beispielsweise werden Anlagen nach GB150 gemäß JB4730 geprüft, während Anlagen nach ASME-Standard gemäß Band V überprüft werden. Es gibt viele Methoden der Schadensfreiheitsprüfung, doch für Sonderausrüstungen wird ausschließlich die nach JB/T4730 vorgesehene Methode empfohlen. Zudem sind Prozentsätze für die Prüfung, Qualitätsanforderungen sowie Zulassungskriterien festgelegt. Das sind alle grundlegenden Anforderungen – also die Voraussetzungen, die erfüllt werden müssen, um eine sichere Nutzung von Spezialgeräten zu gewährleisten. Jedoch haben die verschiedenen Tests ihre eigenen Vor- und Nachteile. Wie man die Auswahl zwischen einzelnen Tests oder Kombinationen optimiert, hängt davon ab, wie das Gerät genutzt wird – es sollte daher sinnvoll kombiniert werden. Sicherstellung der Gerätesicherheit. Für Geräte der Klassen I und II reicht in der Regel eine einzige Prüfmethode aus. Die Entwerfer müssen darauf achten: Es müssen die Vorteile der verschiedenen Prüfmethoden miteinander kombiniert werden, um die Nachteile auszugleichen. Die zu prüfenden Stellen müssen vollständig überprüft werden – es dürfen keine Bereiche unberücksichtigt bleiben ； (11) Warum müssen Schweißnähte, die bereits mit Röntgen- oder Ultraschallprüfungen überprüft wurden, auch noch mit Durchflussprüfung oder Magnetpulverprüfung untersucht werden? Antwort: Strahlung oder Ultraschall werden zur Erkennung von Defekten im Inneren verwendet, Magnetpulver dient zur Erkennung von Defekten an der Oberfläche, während die Penetrationsprüfung zur Erkennung von Defekten auf der Oberfläche eingesetzt wird. Ultraschalluntersuchungen haben Blindstellen; daher sollten sie durch Durchflussprüfung oder Magnetpulverprüfung ergänzt werden. Bei Schweißnähten, die von Röntgenuntersuchungen betroffen sind, ist diese Prüfung in der Regel sehr wichtig – außerdem wird eine Oberflächenprüfung durchgeführt (kostengünstiger). Aufgrund von Mängeln in ihrem Funktionsprinzip weisen sowohl Röntgenstrahlen als auch Ultraschall einige Nachteile auf. Für besonders wichtige Schweißnähte wird daher eine Kombination aus Röntgenstrahlen, Ultraschall sowie Durchfluss- oder Magnetpulverprüfung verwendet – beispielsweise in Hydrogeneratoren in der Ölverarbeitung oder in Tanks zur Trennung bei niedrigen und hohen Drücken. Die in den Vorschriften festgelegten Werte sind in der Regel Mindeststandards. Wenn höhere Anforderungen an die Schweißnähte bestehen, sollten diese entsprechend erhöht werden ； (12) Bei bestimmten Geräten der Klassen A und B sind Röntgenuntersuchungen der Schweißnähte erforderlich. Gleichzeitig ist auch eine Magnetpulveruntersuchung der Schweißnahtoberfläche notwendig. In welcher Reihenfolge sollten diese Untersuchungen durchgeführt werden – und warum? Antwort: Der Drucktest dient dazu, die Stärke und Dichtigkeit der Anlage zu überprüfen. Während des Tests werden die Schweißnähte der Anlage mit Belastungen konfrontiert, die über denen im Betriebszustand liegen. Dadurch können die Schweißnähte beschädigt werden. Deshalb ist eine Oberflächenprüfung nach dem Drucktest notwendig. Zunächst wird die Röntgenprüfung durchgeführt, anschließend die Magnetpulverprüfung. Da bei der Röntgenprüfung die inneren Defekte in den Schweißnähten erkannt werden, ist es sinnvoll, erst nach einem erfolgreichen Ergebnis der Röntgenprüfung eine Oberflächenprüfung durchzuführen ； Zunächst wird eine Magnetpartikelprüfung durchgeführt. Wenn die Oberflächenprüfung erfolgreich ist, folgt eine Röntgenprüfung. Sollten innere Mängel festgestellt werden, muss das Teil erneut bearbeitet werden, um anschließend erneut eine Röntgenprüfung sowie eine Oberflächenprüfung durchzuführen ； Andererseits hat die Durchführung der Magnetpulverprüfung vor der Röntgenprüfung Auswirkungen auf die Fotografische Darstellung, weshalb bei der Schadensfreiheitsprüfung zunächst die Röntgenprüfung und anschließend die Magnetpulverprüfung durchgeführt werden sollten ； (13) 100% RT bedeutet, dass bei den Schweißnähten der Klassen A und B des Geräts eine lückenlose RT-Prüfung durchgeführt werden muss. Die Prüfplatten müssen dabei miteinander übereinanderliegen ； Bei der 20%-igen lokalen nicht zerstörerischen Prüfung müssen die Aufnahmestellen, abgesehen von den T-förmigen Verbindungen, nicht nacheinander angeordnet werden; es ist möglich, sie in Abständen zu platzieren. Natürlich muss an den Übergangsstellen eine Prüfung durchgeführt werden, ansonsten kann man frei wählen; um es einfacher zu machen, kann man mit der Prüfung fortsetzen. Aber es ist besser, das nicht zu tun. Es wird empfohlen, neben den T-förmigen Verbindungen auch jede erste Schweißnaht durch Röntgenaufnahmen zu überprüfen ； (14) Um es einfach zu halten, führt unser Unternehmen in der Regel erst nach dem Schweißen des unteren Deckels mit dem Zylinder die RT-Prüfung der Längs- und Ringnahten des Zylinders durch. Ist diese Herstellungsreihenfolge angemessen? Antwort: Es gibt keine Standards oder Vorschriften, die die Reihenfolge der RT-Prüfungen an den Längs- und Ringnähten vorschreiben. Daher ist eine solche Prüfreihenfolge zulässig – doch sie birgt Risiken (z. B. müssen fehlerhafte Längsnähte des Zylinders nachbearbeitet werden) ； (15) In der Norm HG/T 21574-1994 „Aushängelöcher für Geräte“ heißt es, dass die übrigen Schweißnähte nach JB/T 4730 mittels Magnetpulver- oder Durchflussprüfung überprüft werden müssen. Umfassen diese Schweißnähte auch die Schweißnähte an den Deckeln oder dem Zylinderkörper? Manchmal ist der Durchmesser der Anlage relativ klein und die Wandstärke des Deckels eher dünn – dadurch werden die Mindestanforderungen an die Wandstärke nicht erfüllt. In solchen Fällen werden eigens entworfene Halterungen verwendet, wobei anschließend Überprüfungsrechnungen durchgeführt werden. Wenn die oben genannten Standardösen erforderlich sind, müssen dann auch die Schweißnähte der selbst entworfenen Ösen sowie des Deckels mit Magnetpulver- oder Durchflussprüfung überprüft werden? Sollte dies bei Bedarf in den technischen Anforderungen der Gesamtansicht oder der Bauteildarstellung angegeben werden? Antwort: Die Hängeösen, die mit den Deckeln oder Röhrenabschnitten verbunden sind, müssen zu 100 % mittels MT oder PT geprüft werden – unabhängig davon, ob es sich um standardmäßig gewählte Hängeösen handelt oder um solche, die speziell entworfen wurden. Dies dient dem Schutz der Sicherheit und sollte in den technischen Anforderungen festgelegt werden. Die technischen Anforderungen beziehen sich in der Regel nur auf die nicht zerstörende Prüfung der Aufhängösen an den Schweißverbindungen zwischen den Gehäuseteilen. Was die Aufhängösen selbst angeht, so ist vor allem sicherzustellen, dass die Qualität des Materials stimmt – und das wird vom Hersteller gewährleistet ； (16) Ist es nach der Durchführung der Schadensfreiheitsprüfung zulässig, die Oberfläche der Naht zu schleifen? Antwort: Bei Röntgenprüfung kann nach Bestehen der Prüfung geschliffen werden, wobei die Resthöhe der Naht sowie die Glätte der Naht gut kontrolliert werden müssen. Wenn Anforderungen an die Oberflächenrauheit bestehen, muss man auf diese Rauheit achten ； Bei MT- oder PT-Prüfungen ist es am besten, nicht zu schleifen. Nach dem Schleifen sollte man die MT- oder PT-Prüfung lieber erneut durchführen. Denn bei MT oder PT wird die Nahtoder Oberfläche des Werkstücks untersucht; nach dem Schleifen wird die ursprüngliche Prüffläche zerstört, wodurch die Ergebnisse von MT oder PT nicht mehr gültig sind ； (17) Ich habe einige Zeichnungen gesehen, bei denen für die Aufbruchschicht entweder PT oder UT erforderlich ist. Nach den Standards muss die Schweißschicht einer PT-Prüfung unterzogen werden, es wird jedoch nicht erwähnt, dass eine UT-Prüfung erforderlich ist. Unter welchen Umständen ist eine UT-Prüfung notwendig? Gibt es dazu entsprechende Normen? Antwort: UT wird verwendet, um Defekte in der Aufbrennlageschicht sowie Defekte an der Verbindung zwischen der Aufbrennlageschicht und dem Grundmaterial zu erkennen. Zudem dient UT dazu, Wärmebrüche im Grundmaterial unter der Aufbrennlageschicht aufzudecken ； Die Schweißschicht PT dient dazu, Defekte an der Oberfläche der Schweißschicht zu überprüfen; beides ist unterschiedlich, und beides wird für Reaktoren erforderlich. Für die Innenwände der Hülle, wichtige Komponenten wie Rohrplatten oder in Fällen mit besonders anspruchsvollen Betriebsbedingungen: UT+PT ； Allgemeine Bauteile, für alltägliche Verwendung – PT reicht aus ； (18) Austenitisches Edelstahl weist Doppelkristallgrenzen auf, die die Ultraschallwellen der UT-Störungen verursachen und es erschweren, Fehler richtig zu beurteilen. Bei Schweißnähten aus austenitischem Edelstahl kann keine Ultraschallprüfung angewandt werden, da im austenitischen Edelstahl Faktoren wie Doppelkristallgrenzen vorliegen, die die Abschwächung und Ausbreitung von Ultraschallwellen erheblich beeinflussen. Austenitische Stahlplatten und -Gussteile hingegen können durch Ultraschallprüfung überprüft werden. Die Doppelkristallgrenzen bezeichnen plane, netzartige Grenzflächen, die aus Chrom-Nickel bestehen. Aufgrund ihrer hohen Zähigkeit und Dehnfähigkeit weisen sie eine plane, netzartige Struktur auf – ähnlich wie die Graphitstruktur ； (19) Hat die Schadensfreiheitsprüfung etwas mit der Festigkeit der Schweißnähte zu tun? Antwort: Die Schadensfreiheitsprüfung kann nur solche Defekte im Inneren der Schweißnaht sowie an der Oberfläche und in der unmittelbaren Umgebung der Schweißnaht erkennen. Dadurch wird verhindert, dass bei Belastung der Schweißverbindung Spannungskonzentrationen an den Defekten entstehen. Wenn die Spannungen an diesen Stellen die Zugfestigkeit des Materials überschreiten, kann dies zum Versagen der Schweißnaht führen. Mängel im Schweißnahtbereich beeinflussen unweigerlich die Stärke der Schweißnaht, doch die Stärke der Schweißnaht steht in keinem direkten Zusammenhang mit der zerstörungsfreien Prüfung. Die Steifigkeit einer Naht sollte die Zugfestigkeit sowie die Bruchfestigkeit des Materials bezeichnen. Sie hängt von der Schweißverfahren, dem Wärmebehandlungszustand usw. ab. Zudem hängt sie vom Material des verschweißten Metalls, vom Material der Schweißelektroden, von der Schweißmethode, von der Menge des aufgetragenen Metalls sowie von der Härte und anderen Eigenschaften der Naht ab, die durch die Schweißbedingungen entstehen ； (20) Bei der Umgestaltung eines Destillationsbehälters wurde an der kegelförmigen Bodenfläche ein Innenrohr eingebaut. Wie sollte man in diesem Fall die zerstörungsfreie Prüfung der Verbindungen durchführen? Antwort: Vor dem Biegen sollten zunächst die Nahtstellen verschweißt werden. Anschließend muss eine RT-Prüfung der Nahtstellen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass sie einwandfrei sind. Falls eine RT-Prüfung nicht möglich ist, kann stattdessen eine UT-Prüfung durchgeführt werden. Danach sollte die Formgebung erfolgen, und erneut muss eine Durchflussprüfung der Nahtstellen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass auch diese einwandfrei sind. Schließlich sollte ein Drucktest durchgeführt werden; erst nachdem dieser erfolgreich war, darf das Wasser abgelassen und das Gerät in Betrieb genommen werden ； (21) Bei der Schadenserkennung werden RT und UT hauptsächlich verwendet, um interne Defekte des zu überprüfenden Objekts aufzudecken. MT und PT hingegen dienen dazu, Defekte an der Oberfläche sowie in der unmittelbaren Umgebung der Oberfläche des zu überprüfenden Objekts zu erkennen. Warum werden in GB150 für Schweißnähte der Klassen A und B (d.h. Nahtschweißnähte) nur RT oder UT angewandt, während für Schweißnähte der Klassen C und D nur MT und PT verwendet werden? Gibt es in Schweißen der Klassen C und D wirklich keine inneren Defekte? Wie wird das gewährleistet? Antwort: Schließlich sind Schweißnähte der Klassen C und D nicht besonders wichtig. Wenn ein zertifizierter Schweißer arbeitet und dabei eine fehlerfreie Oberfläche gewährleistet wird, sowie anschließend Drucktests durchgeführt werden, kann die Qualität sichergestellt werden. Natürlich gibt es immer noch Unterschiede in der Zuverlässigkeit im Vergleich zu RT und UT. Zusätzlich sind Schweißnähte der Klassen C und D in der Regel Winkelverschweißungen usw., an schwer zugänglichen Stellen, wodurch eine RT-Prüfung nicht möglich ist und eine UT-Prüfung schwierig wird. Als Garantie kann nur auf die Ergebnisse einer zertifizierten Bewertung des Schweißverfahrens zurückgegriffen werden ； (22) In GB150 werden für Schweißverbindungen der Klassen A und B nur Anforderungen an die Ultraschall- oder Röntgenprüfung gestellt. Für Schweißverbindungen der Klasse D gelten hingegen nur Anforderungen an die Oberflächenprüfung. Unter welchen Umständen müssen Schweißnähte der Klasse D mit Röntgen- oder Ultraschallprüfung überprüft werden? Heute hatte ich Kontakt mit einer Anlage für H2S unter Druck und Feuchtigkeit. Der konstruierte Druck beträgt 7 MPa, die konstruierte Temperatur 280 °C. Unter den technischen Anforderungen steht, dass Schweißverbindungen der Klasse D mit einem Innendurchmesser von mehr als 200 mm gemäß JB/T4730-2005 einer 100%-Ultraschallprüfung unterzogen werden müssen; dabei muss eine Güteklasse I erreicht werden. Woher stammt die Grundlage und der Ursprung dafür? Antwort: Die wichtigsten Aspekte sind: a) Bedeutung: Die Verbindungen zwischen dem Übernahmeteil und der Hülle weisen eine hohe Beschränkung auf, wodurch es zu erheblichen Spannungskonzentrationen kommt. Zudem ist das Schweißmetall in der Regel weniger dehnfähig als das Grundmaterial – daher entstehen die Risse in der Regel an diesen Stellen. In herkömmlichen Berechnungsverfahren wie GB150 (Einsatz von Spannungen in dünnen Schichten) wird der Einfluss von Spannungskonzentrationen nicht berücksichtigt; stattdessen wird dies durch spezielle Anforderungen bei der Fertigung geregelt ； b) Die übliche Vorgehensweise ohne besondere Anforderungen: Bei der Schweißarbeit werden für die Herstellung der Sattelformigen Öffnungen meist Gas-Schneidverfahren sowie manuelles Schneiden verwendet. Dabei ist es schwierig, den Winkel der Schneidkante sowie die Größe der abgerundeten Kanten genau zu kontrollieren. Zudem ist es schwierig, die Oxidschicht auf der Oberfläche der Schneidkante zu entfernen. Außerdem ist die Arbeitsposition nicht günstig für eine ordentliche Formgebung. Deshalb entstehen sehr leicht Defekte wie Risse, unvollständiges Schweißen, mangelnde Verbindung sowie Schlackeinschlüsse. Zusätzlich zu dem Fehlen von Prüfanforderungen nimmt auch das Verantwortungsbewusstsein der Schweißer ab. Die Qualität lässt sich nicht garantieren ； c) Anforderungen stellen: In der Regel werden sie nur unter besonderen Bedingungen (Ermüdung, niedrige Temperaturen, große Temperaturgradienten, giftige Stoffe, manchmal brennbare oder explosive Stoffe) speziell gestellt. Es ist am besten, eine Sattelschneidemaschine zur Erstellung der Schneidkante zu verwenden. Falls keine solche Maschine vorhanden ist, muss dennoch die Qualität der Schneidkante gewährleistet werden. Dabei sollte entweder ein doppelseitiger Schweißprozess mit Reinigung der Rückseite verwendet werden, oder ein einseitiger Schweißprozess mit Grundschichtschweißen mittels Argongasbrenner – wobei in jedem Fall eine vollständige Durchschweißung erreicht werden soll. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine nicht zerstörerische Prüfung bei den besonderen Bedingungen von Anschlüssen der Klasse D sinnvoll und notwendig ist ； (23) Bei der Schweißung einer Rohrplattenebene gibt es zwei mögliche Herstellungsweisen. Welche ist die sinnvollere? a) Aufbringen einer Schweißüberlagerungsschicht – Wärmebehandlung – PT-UT ； b) Aufbringen einer Schweißüberlagerungsschicht – PT-UT-Wärmebehandlung – welche Variante ist hier sinnvoller? Antwort: Das Verfahren der Schichtverlegung hängt vom Material des Substrats ab, auf das die Schichten aufgetragen werden. Die Anforderungen an Cr-Mo-Stähle und herkömmliche Kohlenstoffstähle sind unterschiedlich. Cr-Mo-Stähle weisen verzögerte Risse sowie Wärmeriss auf, weshalb die Wärmebehandlung vor der Nichtzerstörungskontrolle durchgeführt wird, um mithilfe von Prüfplatten die Schweißqualität zu bewerten und sicherzustellen. Materialien, die theoretisch eine Neuerhitzungsrisseneigung aufweisen, sollten zweimal einer Schadensfreiheitsprüfung unterzogen werden, nämlich einmal vor und einmal nach der Wärmebehandlung. Daher eignen sich Cr-Mo-Stahlgeräte für die erste Methode ； Die Aufschweißung mit gewöhnlichen Materialien eignet sich für die zweite Methode ； (24) Wenn bei der nicht zerstörenden Prüfung eines Behältergeräts bestimmte Bereiche nur schwer mit Röntgenstrahlen untersucht werden können oder gar nicht, dann wird in Erwägung gezogen, stattdessen Ultraschallprüfung zu verwenden. Falls in den Konstruktionsplänen ausschließlich eine Röntgenprüfung vorgesehen ist, aber Vorschriften wie TSG R0004-2009 und GB150 keine klaren Anweisungen geben, darf das Herstellungsunternehmen selbst entscheiden, Ultraschall anstelle von Röntgenstrahlen einzusetzen. Müssen wir jedes Mal bei der Überwachung eine Designänderung vorschlagen? Antwort: Die Änderung der Prüfmethode erfordert in der Regel eine Änderungskonzeption durch das Entwicklungsunternehmen, da auch die Wahl der Prüfmethode zum Aufgabenbereich der Konstruktion gehört. Ultraschall- und Röntgenuntersuchungen haben jeweils ihre Vorteile und können im Allgemeinen nicht ersetzt werden ； (25) Bei einer Naht ist eine vollständige, also 100-prozentige Überprüfung erforderlich. Wenn die Methode der pulswellenbasierten Ultraschalluntersuchung nicht angewandt werden kann, muss bei der Röntgenuntersuchung eine zusätzliche lokale zerstörungsfreie Prüfung durchgeführt werden. Wie hoch ist in diesem Fall der Anteil dieser zusätzlichen Prüfung? Auch 20 % und mindestens 250 Millimeter? Antwort: Ein festgelegter Prozentsatz für die zusätzlichen Tests gibt es nicht; in der Regel wird ein Prozentsatz von mindestens 20 % angewandt ； (26) Welche Anforderungen an die Schadensfreiheitsprüfung der Verbindungsstellen der Edelstahlspulen in Druckbehältern gelten – Röntgen oder Durchflussprüfung? Antwort: Im Allgemeinen reicht die Penetration aus, doch es muss auch auf die Toxizität des Mediums geachtet werden – ob es brennbar und explosiv ist sowie welche Druckwerte vorliegen. Wenn der Außendurchmesser groß ist, spielt das ebenfalls eine wichtige Rolle; auch Strahlung kann in Betracht gezogen werden ； (27) Die Konstruktionsdruck des Geräts beträgt 7,2 MPa, das Volumen liegt bei 13 m³ ； Medium: Luft, Öl ； Der Schweißnahtkoeffizient wird mit 1 angenommen ； Wandstärke 50 mm. Anforderungen: 1. Für Schweißnähte der Klassen A und B ist eine 100%-RT-Prüfung erforderlich, zusätzlich eine 20%-UT-Prüfung ； 2. Nach der endgültigen Wärmebehandlung des Behälters werden alle Schweißnahtflächen zu 100 % mit einer Magnetpulverprüfung überprüft; die zulässige Qualitätsstufe ist Stufe I ； 3. Nach dem Drucktest des Behälters müssen die Schweißnähte der Klassen A und B zudem einer 100%-Ultrallschallprüfung unterzogen werden; die zulässige Qualitätsstufe ist Klasse II ； Sind die oben genannten Anforderungen angemessen? Antwort: Der Schweißfaktor beträgt 1. Für Schweißnähte der Klassen A und B sind Prüfungen nach dem RT- oder UT-Verfahren zu 100 % erforderlich. Die Zulassungsklasse für RT muss mindestens Stufe II sein, die für UT mindestens Stufe I ； Da die Plattenstärke jedoch über 38 mm liegt, wird empfohlen, 100% RT + 100% UT durchzuführen. Beide Prüfverfahren müssen erfolgreich sein. Falls Zweifel an den Prüfergebnissen bestehen, gelten die Ergebnisse der UT-Prüfung als maßgeblich. Für Verbindungsstellen, bei denen eine 100%-UT-Prüfung erforderlich ist, muss die Zulassungsklasse die Klasse I sein ； (28) Ich würde gerne den Ablauf der nicht zerstörenden Prüfung von Cr-Mo-Kontainern erfahren Antwort: Die am häufigsten verwendeten Cr-Mo-Stähle in unserem Land sind 15CrMoR, 14Cr1MoR und 12Cr2Mo1R. Je höher die Festigkeit dieser Stähle ist, desto größer ist auch die Neigung zu Verzögerungsrissen in den Schweißnähten. Ob für Schweißnähte der Klassen A und B eine kombinierte zerstörungsfreie Prüfung erforderlich ist, sollte in der Regel vom Entwerfer entschieden werden; es gibt keine verbindlichen Vorschriften in den Standards. Für besonders wichtige Cr-Mo-Verschläge ist es notwendig, eine Kombination aus zerstörungsfreien Prüfverfahren in Betracht zu ziehen: UT für Kategorie-D-Verbindungen, zusätzlich UT und MT nach der Wärmebehandlung sowie UT und MT nach dem Drucktest usw ； (29) Für einen bestimmten Behälter sind für die Schweißverbindungen der Typen A und B im Zylinderteil eine Inspektion mit 20 % RT erforderlich; die zulässige Qualitätsstufe beträgt dabei Stufe III. Für die Verbindungen zwischen den einzelnen Teilen des Behälters ist hingegen eine Inspektion mit 100 % RT erforderlich. Wie wird dann die zulässige Qualitätsstufe für die Röntgeninspektion des Deckels bestimmt? Antwort: Auch die Deckel müssen entsprechend dem Gesamtniveau der Zertifizierung des Behälters festgelegt werden. Obwohl hier der Prüfungsanteil 100 % beträgt, liegt das Zertifizierungslevel bei Stufe III ； (30) Kürzlich wurde ein Wärmetauscher hergestellt, bei dem das Medium auf der Rohrseite aus Cyanwasserstoffsäure + Acetonitril besteht. Dieses Medium gilt als äußerst giftig. Das Material des Gehäuses auf der Rohrseite ist S30403; die Wanddicke beträgt 14 mm. Ich habe in die technischen Anforderungen die Vorgabe für die Ultraschallprüfung der Stahlplatten an der Rohrseite aufgenommen, doch nach der Überprüfung wurde sie wieder entfernt. Begründung dafür war, dass die Vorschriften bezüglich der Ultraschallprüfung der Stahlplatten von Behältern, die äußerst giftige oder hochgiftige Stoffe enthalten, ausschließlich für Kohlenstoffstähle und niedriglegierte Stähle gelten. Ich möchte fragen: 1. Warum legt die Vorschrift für feste Behälter nur Ultraschallprüfungen für Kohlenstahl und niedriglegierten Stahl fest, ohne Edelstahl einzuschränken? 2. Hat das Edelstahl bestimmte Eigenschaften, die es vor der Ultraschalluntersuchung von Stahlplatten schützen? 3. In Anlehnung an die grundlegenden Designanforderungen für Kältekessel in Anhang E der Norm GB150-2011 weist Artikel E1.1 ausdrücklich darauf hin, dass „dieser Anhang auf Kältekessel aus Kohlenstahl und niedriglegierten Stählen anwendbar ist“. Das bedeutet, dass Kältekessel aus Edelstahl, die bei Temperaturen über -196 °C eingesetzt werden, ebenfalls von einigen Vorgaben aus Anhang E befreit sein können. Warum ist das so? Antwort: Beim Ultraschallprüfen von Edelstahl entstehen viele Störgeräusche, wodurch es fast unmöglich ist, zu erkennen, wo die Defekte sind. Deshalb wird Ultraschallprüfung in der Regel nicht verwendet. Was die niedrigen Temperaturen angeht, so liegt das daran, dass austenitisches Edelstahl eine sehr gute Zähigkeit aufweist. Bei Temperaturen über -196 Grad Celsius kommt es kaum zu brüchigem Versagen aufgrund der niedrigen Temperaturen. Deshalb ist es nicht notwendig, spezielle Maßnahmen für Behälter unter niedrigen Temperaturen zu ergreifen.