根据《压力容器定期检验规则》:压力容器定期检验分为:年度检验、全面检验和压力检验。 压力容器的探伤是其检验要求的重要组成部分。 本文系统地讨论了各种压力容器无损检测方法的优缺点。
1 常规无损检测方法
1.1 超声波检测
超声波检测是利用超声波在介质中传播过程中的衰减以及遇到界面时形成的反射特性来进一步检测缺陷的一种无损检测方法。 超声波检测是无损检测中应用最广泛的方法。 它非常适合任何尺寸的锻件、轧件、焊缝等。 无论是钢铁还是有色金属,都可以进行超声波检测,包括所有类型的机械。 零件、结构件、锅炉、压力容器等在物理性能方面,厚度、硬度、深度、流量、强度等都可以通过超声波的方法进行检测。
1.2 射线检测
通过被检零件不同程度的吸收射线穿透来检测零件内部缺陷的方法。 在工业上,主要使用X射线、伽马射线和中子射线作为辐射探测技术。 射线技术可分为四部分:射线检测技术、实时辐射成像检测技术、断层辐射检测技术、辐射测量技术。
1.3 渗透检测
渗透检测采用最早的无损检测方法,利用毛细管现象揭示无孔固体材料表面的开口缺陷。 具体方法是将液体渗透剂渗透到工件表面的开口缺陷中,然后用去除剂去除多余的渗透剂。 利用显像剂显露缺陷,具体步骤包括处理、渗透、清洗、干燥、显影、检验和后处理。
1.4 涡流检测
涡流检测是一种基于电磁感应原理反映导电材料表面及近表面缺陷的无损检测方法。 根据检测目的,可以使用不同类型的仪器,如涡流电导率仪、涡流探伤仪等。 涡流检测体现了很高的自动化率,但只能检测导电材料,不能有效判断缺陷类型,相对灵敏度不高。
1.5 磁粉检测
磁粉检测是一种基于缺陷位置漏磁场与磁性颗粒的相互作用,主动显示铁磁材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。 基本步骤是预处理、磁化工件、添加磁粉或磁悬浮液、评估磁痕。 后处理等。磁粉检测技术可用于检测裂纹、褶皱、夹层等。
2 常规无损检测方法的选择
2.1 传统无损检测方法的特点和局限性
(1)当被检物体内部存在体积缺陷,如焊缝造成的松动、夹渣、气孔等问题时,可采用射线探伤; 它的主要优点是结果比较直接,不会受到很多人为干扰。 零件材质、形状、尺寸对探伤对象基本没有限制; 具体限制是:三维结构的二维成像,容易重叠前后缺陷; 射线束与检测到的裂纹的方向之间的角度优选小于10°。
(2)当被检物体形成内部区域缺陷,如锻件中的白点、裂纹、分层等问题时,可采用超声波探伤。 其优点是可以有效定位缺陷的具体尺寸和坐标位置钢结构无损探伤,广泛应用于焊缝、管材、板材等各种材料和零件; 同时,设备可携带到现场进行操作。 但纵波脉冲反射在检测近表面和表面缺陷时存在盲区; 复杂形状试件的检测容易对可实施性产生较大影响; 操作人员需要有比较丰富的工作经验。
(3)磁粉探伤可发现的缺陷具体包括:各类裂纹、夹杂物、折叠、白点、气孔等。具体是确定物体表面缺陷的形状、大小和位置,以被检查。 磁粉探伤性能安全可靠、操作简便,对检测小开口至微米级的裂纹具有极高的灵敏度。 仅适用于检测非磁性材料和铁磁性材料的表面和近表面缺陷,难以定位深层缺陷。
(4)渗透检测具体分为荧光渗透和有色渗透。 一般用于表面裂纹、褶皱、隔冷等缺陷的检测。 渗透测试在使用和控制方面相对简单,并且在检测开口小于1微米的裂纹时表现出极高的灵敏度。 主要局限性是:渗透剂对零件和环境有一定程度的污染,孔隙和表面粗糙度形成附加背景,进一步干扰识别和检测结果; 此外,它仅限于检测表面开口缺陷。
(5)涡流探伤专门用于测量或识别导电率、导磁率、晶粒尺寸等缺陷; 检测折叠、裂纹和空隙等缺陷; 测量非铁磁金属基底上的非导电涂层的厚度,或磁体黑色金属基底上的非铁磁涂层的厚度; 它还可用于分选金属材料并检测其成分、显微结果和其他性能差异。 灵敏度低且只能检测导电材料的能力限制了其应用范围。 高温下快速非接触检测是其主要优点。 从上面的分析可以看出,几乎所有这些检测缺陷的方法都有局限性和适用范围。 常规无损检测方法中,射线探伤和超声波探伤专门用于检测物体的内部缺陷; 涡流探伤和磁粉探伤专门用于检测物体的近表面缺陷。 并检测表面缺陷; 渗透检测可检测物体开口处的表面缺陷。
2.2 选择无损检测方法时要考虑的主要因素
由于物理量的变化与材料结构的异常并不对应,因此不能盲目采用无损检测。 否则,不但不能提高产品的可靠性,反而会增加制造成本。 例如,水利工程设备闸门中不宜采用射线探伤来检测锻造轴和机加工冲压造成的缺陷; 对于表面淬火裂纹或大厚板或表面焊缝缺陷构成的角焊缝,应选择磁粉探伤等。此外,无损检测的时机也是关键因素。 例如,某些材料在焊接或热处理后会出现延迟断裂问题。 即加工热处理后需要几个小时甚至几天的时间才能出现裂纹。 水利工程钢闸门规定,对有延迟裂纹倾向的钢材,应在焊接工作完成24小时后进行无损检测。 因此,有必要充分了解这些情况并确定探伤时间。
2.3 补充无损检测方法的重要性
与无损检测安全密切相关的因素是被检工件的表面状况、材料、结构和物理特性,以及被检工件异常部位的特性、尺寸、形状和检测设备的特性。被检工件、操作者的人为因素、误差判定、表面粗糙度、数据处理等因素也会对其产生影响。 因此,需要根据不同的情况选择不同的物理量,有时还需要综合考虑不同物理量的变化,才能准确判断材料结构的异常情况。
基于各种探伤方法的特点可以看出钢结构无损探伤,无论采用哪种探伤方法,都很难100%检测出异常部位,而且不同的检测方法通常会获得不同的信息,因此各种方法的互补性可以有效提高无损检测的可靠性。