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1、4.2 压力管道元件制造的无损检测压力管道元件制造的无损检测 压力管道元件主要有锻件、铸件、压延件（管、板、型材）、焊接件构成。在压力压力管道元件主要有锻件、铸件、压延件（管、板、型材）、焊接件构成。在压力管道元件制造过程中无损检测是项重要的质量控制手段。下面分别讨论对各种工件无损管道元件制造过程中无损检测是项重要的质量控制手段。下面分别讨论对各种工件无损检测的应用。检测的应用。4.2.1锻件的无损检测锻件的无损检测 黑色及有色金属锻件中最常见的缺陷可能是铸锭的原始状态、铸锭或钢坯的随后热加黑色及有色金属锻件中最常见的缺陷可能是铸锭的原始状态、铸锭或钢坯的随后热加工以及锻造时的冷、热加工引起的
2、。检查这类缺陷所惯用的无损检验方法有：磁粉、液工以及锻造时的冷、热加工引起的。检查这类缺陷所惯用的无损检验方法有：磁粉、液体渗透，超声波及射线照相等。体渗透，超声波及射线照相等。 4.2.2铸件的无损检测铸件的无损检测 黑色及有色金属铸件中的缺陷所惯用的无损检验方法有：磁粉、黑色及有色金属铸件中的缺陷所惯用的无损检验方法有：磁粉、液体渗透，超声波及射线照相等。液体渗透，超声波及射线照相等。(1)铸件中常见缺陷及其产生原因铸件中常见缺陷及其产生原因 1.气孔气孔 熔化的金属在凝固时，其中的气体来不及逸出而在金属表熔化的金属在凝固时，其中的气体来不及逸出而在金属表面或内部形成的圆孔。面或内部形成的
3、圆孔。 2.夹渣夹渣 浇铸时由于铁水包中的熔渣没有与铁水分离，混进铸件而浇铸时由于铁水包中的熔渣没有与铁水分离，混进铸件而形成的缺陷。形成的缺陷。 3.夹砂夹砂 浇铸时由于沙型的沙子剥落，混进铸件而形成的缺陷。浇铸时由于沙型的沙子剥落，混进铸件而形成的缺陷。 4.密集气孔密集气孔 铸件在凝固时由于金属的收缩而发生的气孔群。铸件在凝固时由于金属的收缩而发生的气孔群。 5.冷隔冷隔 主要是由于浇铸温度太低，金属熔液在铸模中不能充分流主要是由于浇铸温度太低，金属熔液在铸模中不能充分流动，两股融体相遇未熔合，在铸件表面或近表面形成的缺陷。动，两股融体相遇未熔合，在铸件表面或近表面形成的缺陷。 6.缩孔
4、和疏松缩孔和疏松 铸件在凝固过程中由于收缩以及补缩不足所产生的铸件在凝固过程中由于收缩以及补缩不足所产生的缺陷缩孔。而沿铸件中心呈多孔性组织分布的叫中心疏松。缺陷缩孔。而沿铸件中心呈多孔性组织分布的叫中心疏松。 7.裂纹裂纹 由于材质和铸件形状不适当，凝固时因收缩应力而产生的由于材质和铸件形状不适当，凝固时因收缩应力而产生的裂纹。高温下产生的叫做热裂纹，低温下产生的叫冷裂纹。裂纹。高温下产生的叫做热裂纹，低温下产生的叫冷裂纹。(2)确定表面质量的方法确定表面质量的方法 铸件表面上的裂纹和其它缺陷都可以用许多种检验技铸件表面上的裂纹和其它缺陷都可以用许多种检验技术进行检测，包括目视检查、化学腐蚀
5、，液体渗透检验、术进行检测，包括目视检查、化学腐蚀，液体渗透检验、涡流检验和磁粉检验涡流检验和磁粉检验(也可以检测紧靠表面的缺陷也可以检测紧靠表面的缺陷)。为了。为了获得有用的结果，所有的检验方法都要求有清洁和比较光获得有用的结果，所有的检验方法都要求有清洁和比较光滑的表面。滑的表面。 (3) 确定内部缺陷的方法确定内部缺陷的方法 检测铸件内部缺陷用的主要无损方法是射线照相、检测铸件内部缺陷用的主要无损方法是射线照相、超声检测。在这些方法中，射线照相法是最高级的精细检超声检测。在这些方法中，射线照相法是最高级的精细检查法，它能提供许多类型的内部缺陷的形状和严重程度的查法，它能提供许多类型的内部
6、缺陷的形状和严重程度的图象。超声检验用得不那么广，但是可以给出许多缺陷的图象。超声检验用得不那么广，但是可以给出许多缺陷的定性指示。这种方法检查结构颇为简单的铸件时特别有用，定性指示。这种方法检查结构颇为简单的铸件时特别有用，其信号图形可能是最易于解释的。其信号图形可能是最易于解释的。 钢铁铸件的检验钢铁铸件的检验 大多数的无损检验方法都可用来检验钢铁铸件。磁粉大多数的无损检验方法都可用来检验钢铁铸件。磁粉检验对铁台金具有极高的灵敏度，磁粉检验能提供良好的检验对铁台金具有极高的灵敏度，磁粉检验能提供良好的裂纹轮廓，可是，这种方法不适用于检测其它缺陷。在钢裂纹轮廓，可是，这种方法不适用于检测其它
7、缺陷。在钢铁铸件上偶尔会出现无关的磁粉痕迹，特别是在使用强磁铁铸件上偶尔会出现无关的磁粉痕迹，特别是在使用强磁场的时候更是如此。例如熔入的钢芯撑，由予低碳钢和铸场的时候更是如此。例如熔入的钢芯撑，由予低碳钢和铸铁的磁响应不同，而可能被表现成一种缺陷。甚至是铸铁铁的磁响应不同，而可能被表现成一种缺陷。甚至是铸铁中的石墨，因为它是非磁性的，也可能引起此类痕迹。中的石墨，因为它是非磁性的，也可能引起此类痕迹。 标准的标准的x射线和放射性源技术可以用来拍摄钢铁铸件射线和放射性源技术可以用来拍摄钢铁铸件的射线照片，但是，铸件形状常有的复杂性及其截面厚度的射线照片，但是，铸件形状常有的复杂性及其截面厚度的
8、变化可能要求复杂拍摄技术。的变化可能要求复杂拍摄技术。 超声法检验厚度和缺超声法检验厚度和缺陷，对大多数钢铁铸件来说，是有实效的，但高碳灰口铁陷，对大多数钢铁铸件来说，是有实效的，但高碳灰口铁铸件除外，灰口铁具有高的阻尼能力，会吸收掉很大部分铸件除外，灰口铁具有高的阻尼能力，会吸收掉很大部分输入能。输入能。 4.2.3钢棒的无损检测钢棒的无损检测（1）钢棒和型材缺陷及其产生原因）钢棒和型材缺陷及其产生原因 内部缺陷钢棒内部缺陷有：钢锭中缩孔未压合，以及内部缺陷钢棒内部缺陷有：钢锭中缩孔未压合，以及压合不当而产生的芯部裂纹，还有严重偏析，白点，非金压合不当而产生的芯部裂纹，还有严重偏析，白点，非
9、金属夹渣物等。这些缺陷都有一定的延伸性，当轧制比较大属夹渣物等。这些缺陷都有一定的延伸性，当轧制比较大时，缺陷也会变为长形。这些缺陷由于延展作用，大多变时，缺陷也会变为长形。这些缺陷由于延展作用，大多变为星状或扁平状。为星状或扁平状。 表面缺陷表面缺陷有材料性缺陷和轧制不当造成的缺表面缺陷表面缺陷有材料性缺陷和轧制不当造成的缺陷两类。陷两类。 （2）检验钢棒的方法）检验钢棒的方法 钢棒的所有检验钢棒的所有检验(普通的目视检验除外普通的目视检验除外)几乎都是用几乎都是用 (a)磁磁粉检验；粉检验；(b)液体渗透检验，液体渗透检验，(c)超声检验及超声检验及(d)电磁检验。电磁检验。 磁粉检验棒材
10、主要用来检验裂纹及其它的表面缺陷以磁粉检验棒材主要用来检验裂纹及其它的表面缺陷以及范围有限的近表面缺陷。一般，这种方法不能检查离开及范围有限的近表面缺陷。一般，这种方法不能检查离开表面深度大于表面深度大于3毫米的缺陷。毫米的缺陷。液体渗透检验液体渗透检验 在检验钢棒缺陷方面用得不广。这些原因如下：在检验钢棒缺陷方面用得不广。这些原因如下： a.其用途只限于检查开口予棒材表面的那些缺陷；其用途只限于检查开口予棒材表面的那些缺陷； b.与其它的一些检验方法相比，对自动化的适应性受与其它的一些检验方法相比，对自动化的适应性受到限制；到限制； c.批量生产时检查棒材的时间周期太长。批量生产时检查棒材的
11、时间周期太长。超声检验超声检验 超声检验能成功地查出钢棒的内部缺陷，钢棒的超超声检验能成功地查出钢棒的内部缺陷，钢棒的超声检验经常只限于大直径钢棒。声检验经常只限于大直径钢棒。电磁检验法电磁检验法 对钢棒的无损检验来说，电磁检验法比上述任何一对钢棒的无损检验来说，电磁检验法比上述任何一种方法用得都要广泛。电磁法更容易采用自动化，还能种方法用得都要广泛。电磁法更容易采用自动化，还能在批量生产的基础上专门检查棒材内的缺陷、成分和组在批量生产的基础上专门检查棒材内的缺陷、成分和组织上的各种变化。织上的各种变化。4.2.4成形管状产品的无损检测 （1）焊接钢管）焊接钢管分类分类 常用的焊接钢管根据其生
12、产时采用的焊接工艺不常用的焊接钢管根据其生产时采用的焊接工艺不同可以分为：连续炉焊同可以分为：连续炉焊(锻焊锻焊)钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢管三种。钢管三种。检验方法的选择检验方法的选择 选择无损检验方法应考虑的基本因素有：缺陷性质、选择无损检验方法应考虑的基本因素有：缺陷性质、外部变量、检验速度、端头效应、工厂检查还是试验室检外部变量、检验速度、端头效应、工厂检查还是试验室检查、标准要求、设备价格和操作费用。在焊接管材中，缺查、标准要求、设备价格和操作费用。在焊接管材中，缺陷多半出现在纵向焊接接头。陷多半出现在纵向焊接接头。 常用的无损检测方法有射线检测（工业电视）、
13、超声常用的无损检测方法有射线检测（工业电视）、超声波检测和涡流检测。由于管子的制造是批量连续生产的，波检测和涡流检测。由于管子的制造是批量连续生产的，所以无损检测所采用的方法是在生产线上连续进行的。所以无损检测所采用的方法是在生产线上连续进行的。（2）无缝钢管）无缝钢管 无缝钢管是采用穿孔热轧等方法制造的不带焊缝的钢管。是石油无缝钢管是采用穿孔热轧等方法制造的不带焊缝的钢管。是石油化工生产装置等特种设备中应用最多的管子。化工生产装置等特种设备中应用最多的管子。无缝钢管缺陷及其产生原因无缝钢管缺陷及其产生原因 a.纵裂纹纵裂纹 由于加热不良，热处理和加工不当而形成的缺陷。由于加热不良，热处理和加
14、工不当而形成的缺陷。 b.横裂纹横裂纹 由于轧制过于剧烈，加热过度或者冷态加工过多而形由于轧制过于剧烈，加热过度或者冷态加工过多而形成的缺陷。成的缺陷。 c.表面划伤和直道表面划伤和直道 由于加工时的导管和拉模的形状不良而形成由于加工时的导管和拉模的形状不良而形成的缺陷。的缺陷。 d.翘皮和折叠翘皮和折叠 由于圆钢表面夹入杂质或有非金属夹渣物，轧制由于圆钢表面夹入杂质或有非金属夹渣物，轧制后形成的局部未结合缺陷。后形成的局部未结合缺陷。 e.分层钢坯内部有非金属夹杂物或气孔，在轧制时变为扁平的层状分层钢坯内部有非金属夹杂物或气孔，在轧制时变为扁平的层状缺陷。缺陷。检验方法的选择检验方法的选择
15、主要是用涡流和超声法进行无损检验。主要是用涡流和超声法进行无损检验。涡流检验涡流检验 涡流检验中使用的环绕检测线圈和内旋式探头，当使用探测线涡流检验中使用的环绕检测线圈和内旋式探头，当使用探测线圈时，缺陷便是一个百分率相当高的观测区。由于单独安装的探头圈时，缺陷便是一个百分率相当高的观测区。由于单独安装的探头垮在管面上，所以保证有良好的磁耦合。使用磁饱和可对靠近管子垮在管面上，所以保证有良好的磁耦合。使用磁饱和可对靠近管子内表面或在管予内表面上的缺陷获得最大的灵敏度。内表面或在管予内表面上的缺陷获得最大的灵敏度。 尽管无缝管中通常出现的缺陷都能用涡流法检查出来，而外部缺尽管无缝管中通常出现的缺
16、陷都能用涡流法检查出来，而外部缺陷比内部缺陷更容易检测。分层是最雄查出的缺陷。某些装置仅适陷比内部缺陷更容易检测。分层是最雄查出的缺陷。某些装置仅适合于检查表面缺陷。合于检查表面缺陷。超声检验超声检验 超声检验是无缝钢管最常用的一种检验方法。通常，管予都是超声检验是无缝钢管最常用的一种检验方法。通常，管予都是一边旋转一边纵向通过换能器的，保证能沿着一条螺靛线进行检验。一边旋转一边纵向通过换能器的，保证能沿着一条螺靛线进行检验。在一种典型的设备中有多个换能器检验旋转着通过设备的管子。直在一种典型的设备中有多个换能器检验旋转着通过设备的管子。直径较小的无缝管要浸在水中检验，直径较大的则用直接接触法
17、进行径较小的无缝管要浸在水中检验，直径较大的则用直接接触法进行检验。检验。 有色金属管有色金属管 黄铜、铜、铝、镍、锆以及各种各样的有色合金管都须检查裂黄铜、铜、铝、镍、锆以及各种各样的有色合金管都须检查裂纹、发裂、裂口和其他缺陷。涡流检验是用得最广的方法，其次是纹、发裂、裂口和其他缺陷。涡流检验是用得最广的方法，其次是超声和液体渗透法。超声和液体渗透法。 4.2.5焊接件的无损检测焊接件的无损检测 焊接件中的缺陷检验方法应根据多焊接件中的缺陷检验方法应根据多种因素进行选择，这些因素包括：缺陷种因素进行选择，这些因素包括：缺陷的性质、所焊接头的可牯近性、焊接材的性质、所焊接头的可牯近性、焊接材
18、料的类型、受验接头的数量、检验疗法料的类型、受验接头的数量、检验疗法的检测能力、所需的焊接质量等级和经的检测能力、所需的焊接质量等级和经济效益。无论所选的方法如何，都必须济效益。无论所选的方法如何，都必须建立标准以便获碍正确的检验结果。建立标准以便获碍正确的检验结果。 焊接件中的缺陷检验方法具体见焊接件中的缺陷检验方法具体见4.3节节内容。内容。4.3 压力管道安装的无损检测压力管道安装的无损检测 压力管道安装的无损检测主要是指压力管道安装过程压力管道安装的无损检测主要是指压力管道安装过程中焊接接头的无损检测，必要时对管子和管件在安装现场中焊接接头的无损检测，必要时对管子和管件在安装现场进行抽
19、检。进行抽检。4.3.1 管道焊接接头常见缺陷及产生原因管道焊接接头常见缺陷及产生原因 外观缺陷外观缺陷 外观缺陷（表面缺陷）是指不借助于仪器，用肉眼可外观缺陷（表面缺陷）是指不借助于仪器，用肉眼可以发现的工件表面缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、以发现的工件表面缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等，有时还有表面气孔和表面裂纹。单面凹陷及焊接变形等，有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透也位于焊缝表面。焊的根部未焊透也位于焊缝表面。 a.咬边咬边 咬边是指沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或沟咬边是指沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或沟槽。它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有
20、得到熔敷槽。它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。金属的充分补充所留下的缺口。b.焊瘤焊瘤 焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出，冷却后焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出，冷却后形成未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤，形成未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤， c.凹坑凹坑 凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分. d未焊满未焊满 未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽. e.烧穿烧穿 烧穿是指焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属自焊缝背面流出，
21、形成烧穿是指焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔性缺陷穿孔性缺陷. f.其他表面缺陷除上述五种缺陷外，下列几种也是常见的外观缺陷。其他表面缺陷除上述五种缺陷外，下列几种也是常见的外观缺陷。焊缝的外观几何尺寸不符合要求焊缝的外观几何尺寸不符合要求 、错边、塌陷、表面气孔及弧坑缩孔、错边、塌陷、表面气孔及弧坑缩孔 。 . 气孔气孔 气孔是指焊接时，熔池中的气体未在金属凝固前逸出，残存于焊缝之中所形成的空气孔是指焊接时，熔池中的气体未在金属凝固前逸出，残存于焊缝之中所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。穴。其气体可能是熔池从外界吸收的
22、，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。. 夹渣夹渣 夹渣是指焊后熔渣残存在焊缝中的现象。金属夹渣指钨、铜等。非金属夹渣指未熔的夹渣是指焊后熔渣残存在焊缝中的现象。金属夹渣指钨、铜等。非金属夹渣指未熔的焊条药皮或焊剂、硫化物、氧化物、氮化物残留于焊缝之中。夹渣的分布与形状有单个焊条药皮或焊剂、硫化物、氧化物、氮化物残留于焊缝之中。夹渣的分布与形状有单个点状夹渣，条状夹渣，链状夹渣和密集夹渣。点状夹渣，条状夹渣，链状夹渣和密集夹渣。 裂纹裂纹 金属原子的结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙金属原子的结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。称为裂纹。 裂纹可分为：焊缝裂纹；热影响区裂纹；熔合
23、区裂纹；裂纹可分为：焊缝裂纹；热影响区裂纹；熔合区裂纹；焊趾裂纹；焊道下裂纹；弧坑裂纹等焊趾裂纹；焊道下裂纹；弧坑裂纹等 . 未焊透未焊透 未焊透指母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的未焊透指母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象，现象， 未熔合未熔合未熔合是指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化未熔合是指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。按其所在部位，未熔合可分为坡口未结合在一起的缺陷。按其所在部位，未熔合可分为坡口未熔合，层间未熔合根部未熔合三种熔合，层间未熔合根部未熔合三种 4.3.2压力管道焊接接头压力管道焊接接头无损检测方法的选择无损检测方法
24、的选择 压力管道焊接接头的表面缺陷可以采用磁粉检验和液体渗透检测方法进行检验。压力管道焊接接头的表面缺陷可以采用磁粉检验和液体渗透检测方法进行检验。内部缺陷采用射线检测和超声波检测方法进行检验。内部缺陷采用射线检测和超声波检测方法进行检验。射线检测射线检测 压力管道焊接接头射线检测透照方式如下图：压力管道焊接接头射线检测透照方式如下图： 环形对接焊接接头透照次数确定方法环形对接焊接接头透照次数确定方法 对外径对外径Do100mm的对接环形焊接接头进行的对接环形焊接接头进行100%检测，所检测，所需的最少透照次数与透照方式和透照厚度比有关，需的最少透照次数与透照方式和透照厚度比有关， 一次透照长
25、度以一次透照长度以透照厚度比透照厚度比K控制。整条环形焊接接头所需的透照次数可参照控制。整条环形焊接接头所需的透照次数可参照JB/T4730.2-2005承压设备无损检测承压设备无损检测第第2部分：射线检测附录部分：射线检测附录D的曲线图确定。的曲线图确定。 小径管对接接头小径管对接接头100%检测的透照次数：采用倾斜透检测的透照次数：采用倾斜透照椭圆成像时，当照椭圆成像时，当T/ Do0.12时时,相隔相隔90透照透照2次。当次。当T/ Do0.12时时,相隔相隔120或或60透照透照3次。垂直透照重叠成次。垂直透照重叠成像时，一般应相隔像时，一般应相隔120或或60透照透照3次。由于结构原
26、因次。由于结构原因不能进行多次透照时，经合同各方同意，可不按不能进行多次透照时，经合同各方同意，可不按100%检检测的透照次数要求，允许采用椭圆成像或重叠成像方式透测的透照次数要求，允许采用椭圆成像或重叠成像方式透照一次，此时应采取有效措施扩大缺陷可检出范围，并保照一次，此时应采取有效措施扩大缺陷可检出范围，并保证底片评定范围内黑度和灵敏度满足要求。证底片评定范围内黑度和灵敏度满足要求。 底片质量底片质量 底片评定范围内黑度和灵敏度满足要求。底片上底片评定范围内黑度和灵敏度满足要求。底片上,标记影像应显标记影像应显示完整、位置正确。示完整、位置正确。 底片评定范围内的黑度底片评定范围内的黑度D
27、应符合下列规定应符合下列规定:A 级：级：1.5D4.0； AB级：级：2.0D4.0 ； B 级：级：2.3D4.0。（2）超声检测）超声检测 压力管道焊接接头超声波检测所采用是脉冲反射法超压力管道焊接接头超声波检测所采用是脉冲反射法超声检测。声检测。 检测的基本步骤是：检测前的准备，仪器，探头，式检测的基本步骤是：检测前的准备，仪器，探头，式块的选择，仪器调节与检测灵敏度确定，偶合补偿，扫查块的选择，仪器调节与检测灵敏度确定，偶合补偿，扫查方式，缺陷的测定，记录和等级评定，仪器和探方式，缺陷的测定，记录和等级评定，仪器和探 头系统头系统复核等。复核等。 钢管焊缝超声波检测常用的探头型式有横
28、波斜探头、钢管焊缝超声波检测常用的探头型式有横波斜探头、纵波斜探头、双晶探头、聚焦探头等。根据工件的形状和纵波斜探头、双晶探头、聚焦探头等。根据工件的形状和可能出现缺陷的部位、方向等条件来选择探头的型式，使可能出现缺陷的部位、方向等条件来选择探头的型式，使声束轴线尽量与缺陷垂直。横波斜探头是通过波型转换来声束轴线尽量与缺陷垂直。横波斜探头是通过波型转换来实现横波检测的。横波波长短，检测灵敏度高，主要用于实现横波检测的。横波波长短，检测灵敏度高，主要用于检测与检测面垂直或成一定角度的缺陷，如焊缝中的未焊检测与检测面垂直或成一定角度的缺陷，如焊缝中的未焊透、夹渣、裂纹、未熔合等缺陷。透、夹渣、裂纹
29、、未熔合等缺陷。 磁粉检验磁粉检验 磁粉检验是检测铁磁材料中表面和近表面缺陷磁粉检验是检测铁磁材料中表面和近表面缺陷的一种无损检测方法。它由三个基本程序组成：的一种无损检测方法。它由三个基本程序组成：a 在受验材料中建立一个合适的磁场；在受验材料中建立一个合适的磁场；b 将磁粉撒在材料表面上，将磁粉撒在材料表面上，c.检查材料表面上积聚的磁粉检查材料表面上积聚的磁粉(显示痕迹显示痕迹)，评价材料，评价材料的可用性。的可用性。 能力和限制能力和限制 磁粉检验特别适合于检查强铁磁磁粉检验特别适合于检查强铁磁性金属中的表面和近表面缺陷。磁粉检验对铁磁性管性金属中的表面和近表面缺陷。磁粉检验对铁磁性管
30、道焊接接头表面检验有高的灵墩度，容易在受验材料道焊接接头表面检验有高的灵墩度，容易在受验材料表面中的缺陷处产生看得见的痕迹。表面中的缺陷处产生看得见的痕迹。 磁粉检验法通常所能查出的各类焊缝缺陷有表磁粉检验法通常所能查出的各类焊缝缺陷有表面裂纹、未焊透、未熔合以及表面的气孔。面裂纹、未焊透、未熔合以及表面的气孔。 液体渗透检验液体渗透检验 液体渗透检验能查出铁磁性或非铁磁性液体渗透检验能查出铁磁性或非铁磁性合金制造的焊件中开口于表面的缺陷，甚至合金制造的焊件中开口于表面的缺陷，甚至是一般肉眼看不见的缺陷也能查出。将液体是一般肉眼看不见的缺陷也能查出。将液体渗透剂涂在零件表面上，停留一段时问以便
31、渗透剂涂在零件表面上，停留一段时问以便渗入缺陷中。为了正确进行液体渗透检验，渗入缺陷中。为了正确进行液体渗透检验，将零件表面彻底清理干净是极为重要的，以将零件表面彻底清理干净是极为重要的，以便敞口的缺陷能自由汲取渗透剂。便敞口的缺陷能自由汲取渗透剂。1050的操作温度能给出最佳的结果。的操作温度能给出最佳的结果。 4.4 在用压力管道的无损检测在用压力管道的无损检测 在用压力管道无损检测技术发展的主要目的就是提高检测能在用压力管道无损检测技术发展的主要目的就是提高检测能力和检测精度，拓宽检测范围，以消除无损检测的死角，提高管道力和检测精度，拓宽检测范围，以消除无损检测的死角，提高管道无损检测的
32、有效性及检测效率无损检测的有效性及检测效率。4.4.1 在用压力管道无损检测可靠性的综合评价在用压力管道无损检测可靠性的综合评价 无损检测可靠性有两个含义：一是指不漏掉危险性缺陷的几率，无损检测可靠性有两个含义：一是指不漏掉危险性缺陷的几率，即缺陷的检出率；二是指检出结果的真实性，即对缺陷定性定量结即缺陷的检出率；二是指检出结果的真实性，即对缺陷定性定量结果的可信赖性。果的可信赖性。 在用压力管道无损检测可靠性技术的研究内容主要包括在用压力管道无损检测可靠性技术的研究内容主要包括:、各种检测方法的特点和检测方案的适用性；、各种检测方法的特点和检测方案的适用性；、检测人员的技、检测人员的技术水平
33、、经验和心理状况；术水平、经验和心理状况；、检测仪器设备的水平和完好程度；、检测仪器设备的水平和完好程度；、缺陷测定误差；、缺陷测定误差；、缺陷漏检几率，产生第一判断错误和第二、缺陷漏检几率，产生第一判断错误和第二判断错误的几率，判断错误的几率，、抽查部位的代表性以及对在用压力管道无损、抽查部位的代表性以及对在用压力管道无损检测结果可信度的影响；检测结果可信度的影响；、工件结构设计特点和材料特性；、工件结构设计特点和材料特性；、制造工艺和缺陷本身的特点等等制造工艺和缺陷本身的特点等等 4.4.2 在用压力管道超声检测在用压力管道超声检测 4.4.2.1 在用压力管道超声缺陷定性定量技术在用压力
34、管道超声缺陷定性定量技术 目前国家质检总局特种设备安全监察局颁布的目前国家质检总局特种设备安全监察局颁布的在用工业管道在用工业管道定期检验规程定期检验规程、压力容器定期检验规则压力容器定期检验规则也将也将“合于使用合于使用”和和断裂力学作为其制定的基本原则，在用压力管道检验工作中缺陷的断裂力学作为其制定的基本原则，在用压力管道检验工作中缺陷的性质和自身高度尺寸已成为最重要的检验参数之一。性质和自身高度尺寸已成为最重要的检验参数之一。 缺陷类型区分和缺陷定性缺陷类型区分和缺陷定性a 缺陷类型主要分为点状缺陷、线性缺陷、体积状缺陷、平面状缺缺陷类型主要分为点状缺陷、线性缺陷、体积状缺陷、平面状缺陷
35、和多重缺陷等五类。陷和多重缺陷等五类。 缺陷类型识别是通过探头从两个方向扫查（即前后和左右扫缺陷类型识别是通过探头从两个方向扫查（即前后和左右扫查），观察其回波动态波形来进行的。查），观察其回波动态波形来进行的。 b 超声波缺陷定性历来是困惑无损检测人员的重要难题，在实际缺超声波缺陷定性历来是困惑无损检测人员的重要难题，在实际缺陷定性时，应进一步测定和参考缺陷平面、深度位置、缺陷高度、陷定性时，应进一步测定和参考缺陷平面、深度位置、缺陷高度、缺陷各向反射特性、缺陷取向、缺陷波形、动态波形、回波包络线缺陷各向反射特性、缺陷取向、缺陷波形、动态波形、回波包络线和扫查方法等参数，同时结合工件结构、坡
36、口形式、材料特性、焊和扫查方法等参数，同时结合工件结构、坡口形式、材料特性、焊接工艺和焊接方法进行综合判断，尽可能定出缺陷的实际性质。接工艺和焊接方法进行综合判断，尽可能定出缺陷的实际性质。 缺陷自身高度测定缺陷自身高度测定 根据在用压力管道根据在用压力管道“合于使用合于使用”的要求，对危险的要求，对危险缺陷定性及对三维方向尺寸定量技术的试验研究，尤缺陷定性及对三维方向尺寸定量技术的试验研究，尤其是缺陷自身高度测定结果，直接关系到缺陷断裂力其是缺陷自身高度测定结果，直接关系到缺陷断裂力学计算和缺陷安全评定结果的可信度。目前学计算和缺陷安全评定结果的可信度。目前JB/T4730标准主要采用三种方
37、法进行缺陷自身高度标准主要采用三种方法进行缺陷自身高度测定：测定：a 端部最大回波法端部最大回波法 当缺陷的端部回波的幅度达到最大时（也即缺陷当缺陷的端部回波的幅度达到最大时（也即缺陷端部回波峰值开始降落前瞬时的幅度位置），该回波端部回波峰值开始降落前瞬时的幅度位置），该回波称为缺陷端点最大反射波。称为缺陷端点最大反射波。 c 6dB法法 利用利用6dB法测定缺陷指示长度和指示宽度（即法测定缺陷指示长度和指示宽度（即缺陷的平面指示面积）应该说是一种比较成熟和通俗缺陷的平面指示面积）应该说是一种比较成熟和通俗的测定方法，多年前国内已将其正式列入标准规范。的测定方法，多年前国内已将其正式列入标准规
38、范。至于利用至于利用6dB法测定缺陷自身高度也已经做了大量的法测定缺陷自身高度也已经做了大量的试验研究和现场测定工作，尽管这种方法精度不够高，试验研究和现场测定工作，尽管这种方法精度不够高，但使用方便、适用性比较强。但使用方便、适用性比较强。 4.4.2.2 在用压力管道管座角焊缝的超声检测在用压力管道管座角焊缝的超声检测 管座角焊缝是压力管道最基本的结构形式，由于管座角焊缝是压力管道最基本的结构形式，由于具有特殊的几何形状以及结构的剧烈变化，应力应变具有特殊的几何形状以及结构的剧烈变化，应力应变水平较高，同时焊接工况恶劣容易产生缺陷，无损检水平较高，同时焊接工况恶劣容易产生缺陷，无损检测难度
39、比较大，制造时通常只进行表面无损检测，因测难度比较大，制造时通常只进行表面无损检测，因此压力管道管座角焊缝是在用压力管道最薄弱的环节。此压力管道管座角焊缝是在用压力管道最薄弱的环节。 压力管道管座角焊缝的超声检测由于检测区域受压力管道管座角焊缝的超声检测由于检测区域受到很大限制，定性、定量相当困难，历来是无损检测到很大限制，定性、定量相当困难，历来是无损检测的重要难题之一，的重要难题之一，JB/T4730标准已对在用压力管道管标准已对在用压力管道管座角焊缝的超声检测进行详尽的规定，因此如何对制座角焊缝的超声检测进行详尽的规定，因此如何对制造安装时没有进行内部缺陷检测的压力管道管座角焊造安装时没
40、有进行内部缺陷检测的压力管道管座角焊缝进行超声检测，以保证在用压力管道管座角焊缝的缝进行超声检测，以保证在用压力管道管座角焊缝的安全是摆在我们面前的一项重要任务。安全是摆在我们面前的一项重要任务。 4.4.3.1 直流和脉动电流磁粉检测直流和脉动电流磁粉检测 压力管道的构造一般来说比较复杂，而且不规则，因此许压力管道的构造一般来说比较复杂，而且不规则，因此许多部位只能采用表面检测多部位只能采用表面检测 。因此国内外许多单位都在进行直流。因此国内外许多单位都在进行直流和脉动电流磁粉探伤机的试验研究，以检测比较深的焊缝近表和脉动电流磁粉探伤机的试验研究，以检测比较深的焊缝近表面缺陷，尽可能地提高在
41、用压力管道焊缝的质量，保证在用压面缺陷，尽可能地提高在用压力管道焊缝的质量，保证在用压力管道的安全。力管道的安全。4.4.3.2 高温管线的干磁粉检测高温管线的干磁粉检测 通常使用的磁粉检测大都是湿磁粉检测，使用温度一般不通常使用的磁粉检测大都是湿磁粉检测，使用温度一般不超过超过50。高温在用压力管道的在线磁粉检测主要采用干磁粉。高温在用压力管道的在线磁粉检测主要采用干磁粉检测，检测， 4.4.3.3 直流电磁轭检测直流电磁轭检测 由于压力管道相对分散，许多区域用电困难或根本无法供由于压力管道相对分散，许多区域用电困难或根本无法供电，应注意直流电磁轭虽然其磁场深入工件表面较深，有助于电，应注意
42、直流电磁轭虽然其磁场深入工件表面较深，有助于发现压力管道较深层的缺陷，但应考虑到在同样的磁通量情况发现压力管道较深层的缺陷，但应考虑到在同样的磁通量情况下，磁场深度大，即磁力线可穿过面积也大，所以单位面积上下，磁场深度大，即磁力线可穿过面积也大，所以单位面积上的磁感应强度就低，从而降低了表面检测灵敏度。的磁感应强度就低，从而降低了表面检测灵敏度。 4. 4 .4 在用非铁磁性管道的涡流检测在用非铁磁性管道的涡流检测 目前国内有关工业行业（包括石化、制冷、目前国内有关工业行业（包括石化、制冷、军工等）存在大量外壁无法接近或无法检测的在军工等）存在大量外壁无法接近或无法检测的在用非铁磁性管道，对这
43、类管子采用内穿过式探头用非铁磁性管道，对这类管子采用内穿过式探头与涡流探伤仪组合检测在用非铁磁性管。要求涡与涡流探伤仪组合检测在用非铁磁性管。要求涡流探伤仪组合应具备检出裂纹、腐蚀坑和重皮等流探伤仪组合应具备检出裂纹、腐蚀坑和重皮等缺陷的能力，以及测量分辨管子壁厚均匀减薄的缺陷的能力，以及测量分辨管子壁厚均匀减薄的能力。能力。 4.4.5 在用压力管道厚度测定在用压力管道厚度测定4.4.5.1 在用压力管道冲刷减薄部位的测厚在用压力管道冲刷减薄部位的测厚 冲刷减薄主要发生在流体直接冲刷的部位、局部高冲刷减薄主要发生在流体直接冲刷的部位、局部高流速和湍流部位；在流速极低的部位和滞留部位，在堆积流
44、速和湍流部位；在流速极低的部位和滞留部位，在堆积物下面产生高浓度的腐蚀介质也可能引发局部腐蚀减薄。物下面产生高浓度的腐蚀介质也可能引发局部腐蚀减薄。通常流体中腐蚀物浓度高，冲刷腐蚀加快；流体流速高，通常流体中腐蚀物浓度高，冲刷腐蚀加快；流体流速高，冲刷腐蚀加快；温度高，冲刷腐蚀加快；流体中含有不纯冲刷腐蚀加快；温度高，冲刷腐蚀加快；流体中含有不纯物（如氧或不溶性固体夹杂物），冲刷腐蚀加快。在用压物（如氧或不溶性固体夹杂物），冲刷腐蚀加快。在用压力管道检测时，应加强对可能产生明显局部冲刷减薄的部力管道检测时，应加强对可能产生明显局部冲刷减薄的部位位(包括焊缝和母材包括焊缝和母材)的测厚工作。的测
45、厚工作。 4.4.5.2 在用压力管道堆焊部位和复合板在用压力管道堆焊部位和复合板 厚度的测定厚度的测定 堆焊部位和复合板厚度测定通常采用超声探伤仪，堆焊部位和复合板厚度测定通常采用超声探伤仪，利用单直或双晶直探头进行利用单直或双晶直探头进行 .、测定时扫描基线应以钢的纵波声速为基准调整，、测定时扫描基线应以钢的纵波声速为基准调整，根据工件的厚度可采取（根据工件的厚度可采取（1：1或或1:2）的比例。）的比例。、测试灵敏度应根据需要确定，但至少应保证堆焊、测试灵敏度应根据需要确定，但至少应保证堆焊层和复合板的界面回波能达到荧光屏满刻度的层和复合板的界面回波能达到荧光屏满刻度的40%。测定时应注
46、意使噪声回波高度不超过荧光屏满刻度的测定时应注意使噪声回波高度不超过荧光屏满刻度的20%。、通常应从基板侧进行测定，测定应以回波的前沿、通常应从基板侧进行测定，测定应以回波的前沿为准。为准。 4.4.5 在用压力管道在线无损检测在用压力管道在线无损检测4.4.5.1 高温测厚高温测厚 使用高温测厚仪进行测厚时应考虑高温时声速和管子使用高温测厚仪进行测厚时应考虑高温时声速和管子壁厚变化对测定结果的影响，高温测定的数据需要经过数壁厚变化对测定结果的影响，高温测定的数据需要经过数据转换模型计算或试块比较，才可以作为压力管道腐蚀速据转换模型计算或试块比较，才可以作为压力管道腐蚀速率、安全评估和剩余壁厚
47、计算的依据。从而最大限度地消率、安全评估和剩余壁厚计算的依据。从而最大限度地消除温度对测厚的影响，提高测量的准确性。国内目前高温除温度对测厚的影响，提高测量的准确性。国内目前高温测厚的范围可以达到测厚的范围可以达到400左右。左右。4.4.5.2 在线高温超声检测在线高温超声检测 压力管道焊缝的超探一般使用横波。利用高温超声探压力管道焊缝的超探一般使用横波。利用高温超声探头可以在运行状态下，对运行中的设备进行抽查，检测时头可以在运行状态下，对运行中的设备进行抽查，检测时由于温度比较高，声波幅度衰减显著变大和传播速度降低，由于温度比较高，声波幅度衰减显著变大和传播速度降低，导致探头声场发生变化，
48、因此高温超声探头的调试（零点、导致探头声场发生变化，因此高温超声探头的调试（零点、折射角、距离波幅曲线和检测灵敏度）通常采用高温试块折射角、距离波幅曲线和检测灵敏度）通常采用高温试块进行，这样可以规避高温环境因素的影响。进行，这样可以规避高温环境因素的影响。 4.4.5.3 在线高温涡流检测在线高温涡流检测 进行在线高温涡流检测时可在涡流探头和高温管壁之进行在线高温涡流检测时可在涡流探头和高温管壁之间填放绝热材料，隔绝温度对涡流探头的干扰和影响。使间填放绝热材料，隔绝温度对涡流探头的干扰和影响。使用温度一般不超过用温度一般不超过300。4.4.5.4 在线高温磁粉检测在线高温磁粉检测 对于使用
49、温度低于对于使用温度低于350的在线压力管道表面的磁粉的在线压力管道表面的磁粉检测主要采用干磁粉检测，通常包括交流、直流和脉冲电检测主要采用干磁粉检测，通常包括交流、直流和脉冲电流流方法。方法。4.4.6 带保温层压力管道无损检测带保温层压力管道无损检测对于这种情况需要对于这种情况需要解决的主要问题是：解决的主要问题是：、不扒除保温层，检测带保温层压力管道局部减薄、泄、不扒除保温层，检测带保温层压力管道局部减薄、泄漏和裂纹；漏和裂纹；、检测的精度和主要影响因素。、检测的精度和主要影响因素。4.4.6.1 射线实时成象技术：射线实时成象技术： 采用射线穿透带保温层采用射线穿透带保温层的压力管道，
50、利用图象增强器将工件的射线影象转化成的压力管道，利用图象增强器将工件的射线影象转化成可见光图象，通过控制系统输送到荧光屏上显示，主要可见光图象，通过控制系统输送到荧光屏上显示，主要用于检测带保温层压力管道焊接接头和母材的缺陷腐蚀用于检测带保温层压力管道焊接接头和母材的缺陷腐蚀以及壁厚减薄。以及壁厚减薄。4.4.6.2导波检测技术导波检测技术: 近年来长距离导波检测技术近年来长距离导波检测技术取得长足发展，沿管壁传播的超声导波可以检测出管壁取得长足发展，沿管壁传播的超声导波可以检测出管壁的腐蚀坑、腐蚀减薄、裂纹等缺陷。的腐蚀坑、腐蚀减薄、裂纹等缺陷。4.4.6.3 红外热成象检测技术：红外热成象