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【摘 要】 无损检测技术是一种非破坏性检测技术,即在不破坏被检测物原有状态和化学性质的基础上,获得与被检测物品质相关的具体信息内容、物理、化学性质等。无损检测技术在检测应用中无需进行前期处理,在检测过程中也不需要使用过多试剂,并且整个检测操作过程十分简单,不会对检测样品造成损害。本文主要是浅谈压力管道的无损检测技术,首先对无损检测的特点与无损检测的工作以及无损检测的选用原则进行论述;然后对常用压力管道无损检测技术进行总结;最后分析压力管道无损检测技术中的磁粉检测技术在锅炉检测中的应用。
【关键词】 压力管道;无损检测技术;锅炉检测
一、前言
目前,在我国针对于压力管道的无损检测技术进行了研究,有射线检测技术、超声检测技术、渗透检测技术和磁粉检测技术。在应用过程中较广的射线包括X射线与γ射线。这两种射线同属于电磁波,在真空中以光速直线传播。本身不带电,不受电场和磁场的影响。在物质界面只能发生漫反射,折射系数接近于1,折射方向改变的不明显,仅在晶体光栅中才产生干涉和衍射现象。虽不可见,却能够穿透可见光不能穿透的物质。在穿透物体过程中,与某些物质发生复杂的物理和化学作用,例如电离作用、荧光作用、热作用和光化学作用等。基于射线的以上性质,可用来检测材料较深部位的缺陷。
二、无损检测的特点与无损检测的工作
无损检测是利用射线,超声波、电磁、渗透等物理方法,在不损伤、不破坏被测物体的情况下,探测出材料内部或表面缺陷的一种检测方法在五大常规检验方法中,以发现外表面缺陷为目的,主要采用MT、PT和ET的检验方法;以发现埋藏于内部缺陷为目的,则采用RT和UT的检验方法。从使用的广泛性来看,在电力部门采用了RT和UT两种方法,从检测技术的操作难度来看,UT方法的理论性强,技术难度稍大。在新技术方法中如声发射检验和泄漏检验主要用于在役设备的监控使用。
从事无损检测的人员应经过专业考核,取得相应的资格,并颁发资格证书,无证人员不得从事无损检测。无损检测人员的资格从低到高,分为I级、Ⅱ级和Ⅲ级,其中持I级证者,仅有检测操作权,没有出具检测报告的资格,持Ⅱ级,Ⅲ级证者,不仅有检测操作权,而且有出具检测报告的资格。对于RT而言,出具检测报告时,必须有底片的初评人和复评人。
三、无损检测的选用原则
质量评定:无损检测对于产品的质量评定是制造加工过程中以及产品出厂的质量标准的界限评定,工艺过程的质量控制是控制标准,能确保在规定的条件下安全使用。
寿命评定:无损检测对于产品的寿命评定主要是推断评定在下一次检查前产品是否能够安全使用,主要是使用设备针对产品定期检测。通过定期检测,检查出产品在使用条件下所产生的缺陷,并根据产品的缺陷,预测在下一次检测时会发展到什么样的程度,并确定是否返修或者报废。
四、常用压力管道无损检测技术
1、超声波检测技术
该技术对压力管道进行无损检测的主要利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法。脉冲反射法在垂直探伤时用纵波,在斜射探伤时用横波。脉冲反射法有纵波探伤和横波探伤。在超声波仪器示波屏上,以横坐标代表声波的传播时间,以纵坐标表示回波信号幅度。对于同一均匀介质,脉冲波的传播时间与声程成正比。因此可由缺陷回波信号的出现判断缺陷的存在;又可由回波信号出现的位置来确定缺陷距探测面的距离,实现缺陷定位;通过回波幅度来判断缺陷的当量大小。该方法具有应用范围广、检测成本低、速度快、仪器体积小、重量轻,现场使用方便等优点,且对人体没有危害。但是也有局限性,比如:对体积型缺陷的检出率较低,不适宜检验压力管道壁厚较薄的焊缝等。
2、渗透检测技术
渗透检测技术是基于液体的毛细现象和固体染料在一定条件下的发光现象。在实际检测时,将溶有着色染料或荧光染料的渗透剂浸润压力管道焊缝表面,由于毛细现象的作用,渗透剂渗入到各类表面开口缺陷中,清除附着于压力管道焊缝表面上多余的渗透剂,干燥后再施加显像剂,缺陷中渗透剂重新回到压力管道焊缝表面,形成放大的缺陷显示,在白光下或在黑光灯下观察,缺陷处可呈红色显示或发出黄绿色荧光。目视即可检测出缺陷的形状和分布。渗透检测的优点是设备和操作简单,缺陷显示直观,容易判断。缺点是对埋藏于压力管道焊缝表层以下的缺陷无能为力而只能检测表面开口缺陷,同时对压力管道也会造成一定的污染。
3、磁粉检测技术
磁粉检测技术基础是缺陷处漏磁场与磁粉的磁相互作用。铁磁性材料的压力管道被磁化后,由于不連续的存在,使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场,吸附施加在压力管道表面的磁粉,在合适的光照下形成目视可见的磁痕,从而显示出不连续的位置、大小、形状和严重程度。磁粉检测的优点在于能直观显示出缺陷的位置、大小、形状,检验速度快、工艺简单、成本低、污染少,灵敏度高,能发现细小的缺陷。但其局限性较大,只能检测铁磁性材料的压力管道表面和近表面位置的缺陷,且受压力管道几何形状影响易产生非相关显示,用触头法磁化压力管道时,易产生电弧烧伤压力管道表面。
4、射线检测技术
射线检测技术一般用于检测压力管道焊缝中存在的缺陷。当射线穿透物质时,在物质中具有衰减作用并按一定规律衰减,能使某些物质产生光化学作用和荧光现象。当射线达到胶片上时,由于无缺陷部位和有缺陷处的密度或厚度不同,射线在这些部位的衰减不同,因而射线透过这些部位照射到胶片上的强度不同,致使胶片感光程度不同,经暗室处理后就产生了不同的黑度。根据底片上的黑度差,评片人员借助观片灯即可判断缺陷情况并评价质量。射线检测技术有着较为高质量的适用性,对于各种材料属性下的压力管道均表现出了同等的无损检测效果,且该种检测方式能够较为直观的呈现缺陷影像,以此确保缺陷定性及定量数据的真实性与完整性。另外,射线检测也常用于在用压力管道检验中对超声检测发现缺陷的复验,以进一步确定这些缺陷的性质,为缺陷返修提供依据,可以直接得到直观的检测图像,数据都较为精准,能够长时间的保存。不过射线检测不适宜检验壁厚较厚的压力管道,且检验成本高,检测速度慢,并对人体有伤害。 五、压力管道无损检测技术中的磁粉检测技术在锅炉检测中的应用
1、磁粉检测技术的工作原理和方法
磁粉检测实际上是磁粉检验和探伤,是一种常规性压力管道无损检测技术。磁粉检测技术在锅炉检测中的应用主要是在运用铁磁材料被磁化之后,由于损伤不连续使得工件表面和附近的慈力線发生相应变化,经过扭曲变形后出现漏磁场,也就是电磁感应进入或者离开锅炉容器形成的磁场。在此过程中,其会吸附是在锅炉容器表面的磁粉,并形成不同形态的磁痕。通过形态各异的磁痕,可以直观地判断锅炉容器的不连续位置、大小、形状和严重程度等。目前磁粉检测技术是锅炉检测中的一项重要技术,这是由其本身的功能决定的。磁粉检测技术不仅能够直接反映锅炉设备存在缺陷的位置和缺陷的大小等具体情况,同时还具有较高的灵敏度,通过小范围检测可以获取整个锅炉容器的质量情况。在检测过程中,磁粉检测技术不受锅炉部件形状和大小的影响,检测操作十分简单方便。用该技术检测,需投入的费用较低,具有一定的经济性。
2、粉检测技术的应用方法
磁粉检测技术在锅炉检测中的应用方法主要是磁轭法,这种方法操作简单便捷,活动关节磁轭能够对锅炉容器的角焊缝进行较为深入的检测。在锅炉检测过程中,要对锅炉各个方向上有可能存在的缺陷进行检测,应在同一检测位置进行相互垂直的探伤操作。为了保证检测的精确度,可以将锅炉焊缝划分为多个检测部分,另外,检测时应具备一定的重叠。磁轭检测方法具有多种优点,但也具有一定的局限性。该检测方法的主要缺陷是检测效率略低,在检测过程中分为多个检测部分可能会造成漏检的状况,但漏检这种状况是可以避免的。在锅炉检测中还可以采取交叉磁轭的方法,这是压力容器检测中常用的方法之一,在检测过程中会产生一定的旋转磁场,灵敏度较高,并且操作简单,检测效率较高,通过一次磁化可以检测锅炉各个方向上是否存在缺陷,适合于长度相对较大的部位探伤,但对锅炉角焊缝探测不适合。交叉磁轭方法在锅炉容器检测中对电压有一定要求,通常情况下需要为其提供380V的电压,这会使其在检测中具有一定的局限性。触头方法也是锅炉检测较常用的方法之一,它是一种单向磁化的方法。在检测中,电机之间的距离可以进行调整,同时,可以根据锅炉探伤部位、实际情况和灵敏度等需求对电流、电极进行合理调整。这种检测方法对压力容器检测的适应性较强,与磁轭方法存在一定共性,即在锅炉检测过程中需要对容器中的某个部位进行两次检测,只有这样才能保证锅炉检测结果的准确性。
六、结束语
综上所述,无损检测是压力管道安全工作中一种重要的检验方法和手段,在压力管道制造、安装、改造、维修、使用和检验等环节中应用非常广泛。根据原理的不同,在应用过程中普遍采用的有射线检测、超声检测、渗透检测和磁粉检测等无损检测方法。因此,面对不同的压力管道采取有针对性的无损检测技术,对保障压力管道的安全运行具有重要意义。
参考文献:
[1]李丹,姚梦溪.无损检测技术应用于在用锅炉压力容器检验的技术分析[J].科学之友,2012,26(01):247-248.
[2]雷玉兰.新型无损检测技术在压力管道在线检测中的应用研究[J].科技资讯,2012,12(23):1-3.
[3]刘孝峰,李长亮,李海涵.对在用压力管道检验中存在问题的探讨[J].科技信息,2010.
【关键词】 压力管道;无损检测技术;锅炉检测
一、前言
目前,在我国针对于压力管道的无损检测技术进行了研究,有射线检测技术、超声检测技术、渗透检测技术和磁粉检测技术。在应用过程中较广的射线包括X射线与γ射线。这两种射线同属于电磁波,在真空中以光速直线传播。本身不带电,不受电场和磁场的影响。在物质界面只能发生漫反射,折射系数接近于1,折射方向改变的不明显,仅在晶体光栅中才产生干涉和衍射现象。虽不可见,却能够穿透可见光不能穿透的物质。在穿透物体过程中,与某些物质发生复杂的物理和化学作用,例如电离作用、荧光作用、热作用和光化学作用等。基于射线的以上性质,可用来检测材料较深部位的缺陷。
二、无损检测的特点与无损检测的工作
无损检测是利用射线,超声波、电磁、渗透等物理方法,在不损伤、不破坏被测物体的情况下,探测出材料内部或表面缺陷的一种检测方法在五大常规检验方法中,以发现外表面缺陷为目的,主要采用MT、PT和ET的检验方法;以发现埋藏于内部缺陷为目的,则采用RT和UT的检验方法。从使用的广泛性来看,在电力部门采用了RT和UT两种方法,从检测技术的操作难度来看,UT方法的理论性强,技术难度稍大。在新技术方法中如声发射检验和泄漏检验主要用于在役设备的监控使用。
从事无损检测的人员应经过专业考核,取得相应的资格,并颁发资格证书,无证人员不得从事无损检测。无损检测人员的资格从低到高,分为I级、Ⅱ级和Ⅲ级,其中持I级证者,仅有检测操作权,没有出具检测报告的资格,持Ⅱ级,Ⅲ级证者,不仅有检测操作权,而且有出具检测报告的资格。对于RT而言,出具检测报告时,必须有底片的初评人和复评人。
三、无损检测的选用原则
质量评定:无损检测对于产品的质量评定是制造加工过程中以及产品出厂的质量标准的界限评定,工艺过程的质量控制是控制标准,能确保在规定的条件下安全使用。
寿命评定:无损检测对于产品的寿命评定主要是推断评定在下一次检查前产品是否能够安全使用,主要是使用设备针对产品定期检测。通过定期检测,检查出产品在使用条件下所产生的缺陷,并根据产品的缺陷,预测在下一次检测时会发展到什么样的程度,并确定是否返修或者报废。
四、常用压力管道无损检测技术
1、超声波检测技术
该技术对压力管道进行无损检测的主要利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法。脉冲反射法在垂直探伤时用纵波,在斜射探伤时用横波。脉冲反射法有纵波探伤和横波探伤。在超声波仪器示波屏上,以横坐标代表声波的传播时间,以纵坐标表示回波信号幅度。对于同一均匀介质,脉冲波的传播时间与声程成正比。因此可由缺陷回波信号的出现判断缺陷的存在;又可由回波信号出现的位置来确定缺陷距探测面的距离,实现缺陷定位;通过回波幅度来判断缺陷的当量大小。该方法具有应用范围广、检测成本低、速度快、仪器体积小、重量轻,现场使用方便等优点,且对人体没有危害。但是也有局限性,比如:对体积型缺陷的检出率较低,不适宜检验压力管道壁厚较薄的焊缝等。
2、渗透检测技术
渗透检测技术是基于液体的毛细现象和固体染料在一定条件下的发光现象。在实际检测时,将溶有着色染料或荧光染料的渗透剂浸润压力管道焊缝表面,由于毛细现象的作用,渗透剂渗入到各类表面开口缺陷中,清除附着于压力管道焊缝表面上多余的渗透剂,干燥后再施加显像剂,缺陷中渗透剂重新回到压力管道焊缝表面,形成放大的缺陷显示,在白光下或在黑光灯下观察,缺陷处可呈红色显示或发出黄绿色荧光。目视即可检测出缺陷的形状和分布。渗透检测的优点是设备和操作简单,缺陷显示直观,容易判断。缺点是对埋藏于压力管道焊缝表层以下的缺陷无能为力而只能检测表面开口缺陷,同时对压力管道也会造成一定的污染。
3、磁粉检测技术
磁粉检测技术基础是缺陷处漏磁场与磁粉的磁相互作用。铁磁性材料的压力管道被磁化后,由于不連续的存在,使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场,吸附施加在压力管道表面的磁粉,在合适的光照下形成目视可见的磁痕,从而显示出不连续的位置、大小、形状和严重程度。磁粉检测的优点在于能直观显示出缺陷的位置、大小、形状,检验速度快、工艺简单、成本低、污染少,灵敏度高,能发现细小的缺陷。但其局限性较大,只能检测铁磁性材料的压力管道表面和近表面位置的缺陷,且受压力管道几何形状影响易产生非相关显示,用触头法磁化压力管道时,易产生电弧烧伤压力管道表面。
4、射线检测技术
射线检测技术一般用于检测压力管道焊缝中存在的缺陷。当射线穿透物质时,在物质中具有衰减作用并按一定规律衰减,能使某些物质产生光化学作用和荧光现象。当射线达到胶片上时,由于无缺陷部位和有缺陷处的密度或厚度不同,射线在这些部位的衰减不同,因而射线透过这些部位照射到胶片上的强度不同,致使胶片感光程度不同,经暗室处理后就产生了不同的黑度。根据底片上的黑度差,评片人员借助观片灯即可判断缺陷情况并评价质量。射线检测技术有着较为高质量的适用性,对于各种材料属性下的压力管道均表现出了同等的无损检测效果,且该种检测方式能够较为直观的呈现缺陷影像,以此确保缺陷定性及定量数据的真实性与完整性。另外,射线检测也常用于在用压力管道检验中对超声检测发现缺陷的复验,以进一步确定这些缺陷的性质,为缺陷返修提供依据,可以直接得到直观的检测图像,数据都较为精准,能够长时间的保存。不过射线检测不适宜检验壁厚较厚的压力管道,且检验成本高,检测速度慢,并对人体有伤害。 五、压力管道无损检测技术中的磁粉检测技术在锅炉检测中的应用
1、磁粉检测技术的工作原理和方法
磁粉检测实际上是磁粉检验和探伤,是一种常规性压力管道无损检测技术。磁粉检测技术在锅炉检测中的应用主要是在运用铁磁材料被磁化之后,由于损伤不连续使得工件表面和附近的慈力線发生相应变化,经过扭曲变形后出现漏磁场,也就是电磁感应进入或者离开锅炉容器形成的磁场。在此过程中,其会吸附是在锅炉容器表面的磁粉,并形成不同形态的磁痕。通过形态各异的磁痕,可以直观地判断锅炉容器的不连续位置、大小、形状和严重程度等。目前磁粉检测技术是锅炉检测中的一项重要技术,这是由其本身的功能决定的。磁粉检测技术不仅能够直接反映锅炉设备存在缺陷的位置和缺陷的大小等具体情况,同时还具有较高的灵敏度,通过小范围检测可以获取整个锅炉容器的质量情况。在检测过程中,磁粉检测技术不受锅炉部件形状和大小的影响,检测操作十分简单方便。用该技术检测,需投入的费用较低,具有一定的经济性。
2、粉检测技术的应用方法
磁粉检测技术在锅炉检测中的应用方法主要是磁轭法,这种方法操作简单便捷,活动关节磁轭能够对锅炉容器的角焊缝进行较为深入的检测。在锅炉检测过程中,要对锅炉各个方向上有可能存在的缺陷进行检测,应在同一检测位置进行相互垂直的探伤操作。为了保证检测的精确度,可以将锅炉焊缝划分为多个检测部分,另外,检测时应具备一定的重叠。磁轭检测方法具有多种优点,但也具有一定的局限性。该检测方法的主要缺陷是检测效率略低,在检测过程中分为多个检测部分可能会造成漏检的状况,但漏检这种状况是可以避免的。在锅炉检测中还可以采取交叉磁轭的方法,这是压力容器检测中常用的方法之一,在检测过程中会产生一定的旋转磁场,灵敏度较高,并且操作简单,检测效率较高,通过一次磁化可以检测锅炉各个方向上是否存在缺陷,适合于长度相对较大的部位探伤,但对锅炉角焊缝探测不适合。交叉磁轭方法在锅炉容器检测中对电压有一定要求,通常情况下需要为其提供380V的电压,这会使其在检测中具有一定的局限性。触头方法也是锅炉检测较常用的方法之一,它是一种单向磁化的方法。在检测中,电机之间的距离可以进行调整,同时,可以根据锅炉探伤部位、实际情况和灵敏度等需求对电流、电极进行合理调整。这种检测方法对压力容器检测的适应性较强,与磁轭方法存在一定共性,即在锅炉检测过程中需要对容器中的某个部位进行两次检测,只有这样才能保证锅炉检测结果的准确性。
六、结束语
综上所述,无损检测是压力管道安全工作中一种重要的检验方法和手段,在压力管道制造、安装、改造、维修、使用和检验等环节中应用非常广泛。根据原理的不同,在应用过程中普遍采用的有射线检测、超声检测、渗透检测和磁粉检测等无损检测方法。因此,面对不同的压力管道采取有针对性的无损检测技术,对保障压力管道的安全运行具有重要意义。
参考文献:
[1]李丹,姚梦溪.无损检测技术应用于在用锅炉压力容器检验的技术分析[J].科学之友,2012,26(01):247-248.
[2]雷玉兰.新型无损检测技术在压力管道在线检测中的应用研究[J].科技资讯,2012,12(23):1-3.
[3]刘孝峰,李长亮,李海涵.对在用压力管道检验中存在问题的探讨[J].科技信息,2010.