无损检测技术在承压类特种设备检验检测中的应用(转载)
1 承压类特种设备检验检测技术的分类
目前,承压类特种设备的检验检测方法主要分为宏观检查、电阻测定、理化检验和无损检测四大类:
① 宏观检查的主要目的是探测特种设备外表面缺陷,获得设备的基本质量状况,进而为后续的检验项目实施提供依据。宏观检查主要包括目视检查、放大镜检查和内窥镜检查等。
② 电阻测定主要是进行防静电接地电阻和法兰间的接触电阻值的测定。常用的电阻测量方法有万用表测量和绝缘电阻测试仪测量。
③ 理化检验项目主要包括化学成分分析、金相检验、硬度测试和力学性能试验。理化检验主要用于判定特种设备长期使用过程中出现的材料、性能等方面的变化。
④ 无损检测是以相关物理化学原理为理论基础,通过 的技术装备对特种设备材质、状态等方面存在的内外部缺陷进行检查及测试,其优势在于检测全过程均不会对被检测部件造成损伤。
2 承压类特种设备检验检测中各种无损检测技术的原理及特点
无损检测技术由于具备不损伤被检部件、灵敏度高等诸多优点,在承压类特种设备的各类检验检测过程中得到广泛运用。
射线检测射线检测(RT)主要用于探测试件的内部缺陷,其所用射线分为X射线、γ射线和中子射线。在承压类特种设备的焊缝及其他缺陷检测中常使用X射线和γ射线。射线检测可分为胶片射线检测、射线数字成像检测等多种方法。
射线检测的原理:射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用,因吸收和散射而使其强度减弱。当被透照物体的局部存在缺陷时,该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异。通过透过射线的作用使胶片感光,经暗室处理得到底片,然后根据底片上不同形状的影像来判断缺陷情况并评价试件质量。
射线检测的主要特点:① 检测结果有直接记录——底片,检测信息丰富,保存时间长;② 通过观察缺陷在底片上图像,可对其进行 地定性及定量分析;③ 对气孔、夹渣等三维型缺陷具有较高的检出率;④ 适宜检测较薄的工件,被检测试件的厚度一般不超过100 mm;⑤ 比较适合检测对接焊缝,对锻件及板棒材等型材的缺陷检出率较低。此外,射线检测存在检测成本高、效率低及危害人体健康等缺点。
超声波检测超声波检测(UT)主要用于探测试件的内部缺陷,其原理是利用超声波在物体中的多种传播特性(如散射、反射和衍射等)来测知物体的尺寸、表面和内部缺陷、组织变化等。超声波检测根据原理不同可分为脉冲反射法、穿透法及共振法。目前 常用的是脉冲反射法。
超声波检测的主要特点:① 易于检出二维型缺陷,对三维型缺陷的检出率不高;② 适宜检测具有一定厚度的部件,不适宜检测较薄的部件,其原因在于当厚度较小时,上下表面的形状回波易与缺陷波混淆,波形较难区分;③ 可用于检测各种类型的部件;④ 检测效率高、经济性好,现场检测方便;⑤ 由于得不到缺陷的直观图像,无法进行 地定性及定量分析;⑥ 检测结果无直接见证记录;⑦ 较难检测粗晶粒原材料和焊接接头中存在的缺陷;⑧ 当表面粗糙度较高时会对耦合及扫查造成影响,降低检测精度。
磁粉检测磁粉检测(MT)主要用于探测试件表面开口缺陷和近表面缺陷,其原理是铁磁性材料(铁、钴、镍、钆及其合金等)被磁化后,其内部产生很强的磁感应强度。当磁力线通过材料中的缺陷位置时会产生畸变,形成漏磁场。此时在材料表面撒上磁粉,磁粉就会在漏磁场的作用下形成磁痕,从而显示缺陷。
磁粉检测的主要特点:① 只能用于检测铁磁材料;② 只能用于检测表面及近表面缺陷;③ 检测灵敏度高,可检测出微小裂纹及其他缺陷;④ 检测成本低,速度快;⑤ 难以检测几何结构复杂的工件。
渗透检测渗透检测(PT)的原理是试件表面被施涂含有染料的渗透液后,通过毛细作用,渗透液会进入试件表面开口缺陷中,再经过清洗、显像等工序,可将缺陷处的渗透液痕迹显示出来,从而探测出缺陷的形貌及分布状态。
渗透检测的主要特点:① 无法检测疏松多孔性材料;② 可用于检测形状复杂的试件;③ 可同时检测不同方向的缺陷;④ 通常表面粗糙度值越低,检测效果越好;⑤ 适用于检测表面开口缺陷,无法检测埋藏缺陷及闭合型的表面缺陷;⑥ 检测效率低、成本较高;⑦ 检测剂大部分易燃有毒,检测人员必须做好 防护。
涡流检测涡流检测(ET)的理论基础为电磁感应原理。当金属试件位于交变磁场中时,在试件中会形成涡流,根据检测到的试件中的涡流,就可以取得关于试件材质、缺陷和形状尺寸等信息。
涡流检测的主要特点:① 可用于检测各种类型的导电材质;② 可检出试件表面和近表面缺陷;③ 易实现自动化检测,检测效率高;④ 不适宜检测形状复杂的部件,常用于检测管材和板材;⑤ 无法显示缺陷图像,因而不能判定缺陷性质;⑥ 深埋缺陷检出率低(受集肤效应的影响);⑦ 不适用于非导电的材料。
无损检测新技术随着科学技术的不断进步,各种新型无损检测方法不断涌现,并在承压类特种设备检验检测中得到应用。以下主要对承压类特种设备检验检测中几种 的无损检测技术做简单介绍。
01衍射时差法超声检测衍射时差法超声检测(TOFD)技术 初是被开发用作缺陷自身高度的测定工具。由于具有缺陷检出率高、检测结果可靠等优点,近年来在特种设备检验检测行业中得到了广泛认可和运用。TOFD是利用缺陷端点的衍射波信号进行检测,其采用一发一收探头的工作模式。当试件中存在缺陷时,到达接收探头的超声波信号依次为表面直通波、缺陷衍射波和底面反射回波。
02声发射检测声发射检测技术是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断承压设备内部损伤程度,其主要用于在用承压设备整个系统 性评价。声发射检测的基本原理是材料在应力作用下,发生裂纹产生与扩展、塑性变形和位错运动时,其内部从不稳定的高能量应力集中状态快速过渡到稳定的低能量状态,在此平衡过程中释放出来的多余能量会以弹性应力波形式表现,从而产生声发射现象,通过分析接收到的声发射信号对声发射源作出评价和判断,其主要用于检测活动性缺陷。
03超声相控阵检测超声相控阵检测技术是借鉴相控阵雷达技术的原理发展起来的,目前已应用于石油天然气管道环焊缝检测等。超声相控阵检测技术是利用电子方式控制相控阵探头合成的声束来实现超声波发射、接收的检测方法。由于其声束角度可控且可动态聚焦,故可用于检测复杂结构件、盲区位置缺陷等,能够实现全方位、多角度地快速检测。对于管形焊缝、管材等规则部件,还可提高检测效率、降低成本。
04射线数字成像检测射线数字成像检测技术是使用数字探测器把射线光子转换成数字信号,再由计算机处理显示数字图像的一种新型射线检测技术。射线数字成像检测技术的主要特点:① 可利用计算机软件强大的图像处理功能和多种手段得到信息丰富的数字图像;② 电子文档资料数据库检索、调用等快速方便;③ 检测结果可长期保存并可通过互联网实现信息共享;④ 检测效率高;⑤ 可实现缺陷的自动识别及自动化检测;⑥ 价格高昂、成本高。
【转载中国特检人 海骄】
目前,承压类特种设备的检验检测方法主要分为宏观检查、电阻测定、理化检验和无损检测四大类:
① 宏观检查的主要目的是探测特种设备外表面缺陷,获得设备的基本质量状况,进而为后续的检验项目实施提供依据。宏观检查主要包括目视检查、放大镜检查和内窥镜检查等。
② 电阻测定主要是进行防静电接地电阻和法兰间的接触电阻值的测定。常用的电阻测量方法有万用表测量和绝缘电阻测试仪测量。
③ 理化检验项目主要包括化学成分分析、金相检验、硬度测试和力学性能试验。理化检验主要用于判定特种设备长期使用过程中出现的材料、性能等方面的变化。
④ 无损检测是以相关物理化学原理为理论基础,通过 的技术装备对特种设备材质、状态等方面存在的内外部缺陷进行检查及测试,其优势在于检测全过程均不会对被检测部件造成损伤。
2 承压类特种设备检验检测中各种无损检测技术的原理及特点
无损检测技术由于具备不损伤被检部件、灵敏度高等诸多优点,在承压类特种设备的各类检验检测过程中得到广泛运用。
射线检测射线检测(RT)主要用于探测试件的内部缺陷,其所用射线分为X射线、γ射线和中子射线。在承压类特种设备的焊缝及其他缺陷检测中常使用X射线和γ射线。射线检测可分为胶片射线检测、射线数字成像检测等多种方法。
射线检测的原理:射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用,因吸收和散射而使其强度减弱。当被透照物体的局部存在缺陷时,该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异。通过透过射线的作用使胶片感光,经暗室处理得到底片,然后根据底片上不同形状的影像来判断缺陷情况并评价试件质量。
射线检测的主要特点:① 检测结果有直接记录——底片,检测信息丰富,保存时间长;② 通过观察缺陷在底片上图像,可对其进行 地定性及定量分析;③ 对气孔、夹渣等三维型缺陷具有较高的检出率;④ 适宜检测较薄的工件,被检测试件的厚度一般不超过100 mm;⑤ 比较适合检测对接焊缝,对锻件及板棒材等型材的缺陷检出率较低。此外,射线检测存在检测成本高、效率低及危害人体健康等缺点。
超声波检测超声波检测(UT)主要用于探测试件的内部缺陷,其原理是利用超声波在物体中的多种传播特性(如散射、反射和衍射等)来测知物体的尺寸、表面和内部缺陷、组织变化等。超声波检测根据原理不同可分为脉冲反射法、穿透法及共振法。目前 常用的是脉冲反射法。
超声波检测的主要特点:① 易于检出二维型缺陷,对三维型缺陷的检出率不高;② 适宜检测具有一定厚度的部件,不适宜检测较薄的部件,其原因在于当厚度较小时,上下表面的形状回波易与缺陷波混淆,波形较难区分;③ 可用于检测各种类型的部件;④ 检测效率高、经济性好,现场检测方便;⑤ 由于得不到缺陷的直观图像,无法进行 地定性及定量分析;⑥ 检测结果无直接见证记录;⑦ 较难检测粗晶粒原材料和焊接接头中存在的缺陷;⑧ 当表面粗糙度较高时会对耦合及扫查造成影响,降低检测精度。
磁粉检测磁粉检测(MT)主要用于探测试件表面开口缺陷和近表面缺陷,其原理是铁磁性材料(铁、钴、镍、钆及其合金等)被磁化后,其内部产生很强的磁感应强度。当磁力线通过材料中的缺陷位置时会产生畸变,形成漏磁场。此时在材料表面撒上磁粉,磁粉就会在漏磁场的作用下形成磁痕,从而显示缺陷。
磁粉检测的主要特点:① 只能用于检测铁磁材料;② 只能用于检测表面及近表面缺陷;③ 检测灵敏度高,可检测出微小裂纹及其他缺陷;④ 检测成本低,速度快;⑤ 难以检测几何结构复杂的工件。
渗透检测渗透检测(PT)的原理是试件表面被施涂含有染料的渗透液后,通过毛细作用,渗透液会进入试件表面开口缺陷中,再经过清洗、显像等工序,可将缺陷处的渗透液痕迹显示出来,从而探测出缺陷的形貌及分布状态。
渗透检测的主要特点:① 无法检测疏松多孔性材料;② 可用于检测形状复杂的试件;③ 可同时检测不同方向的缺陷;④ 通常表面粗糙度值越低,检测效果越好;⑤ 适用于检测表面开口缺陷,无法检测埋藏缺陷及闭合型的表面缺陷;⑥ 检测效率低、成本较高;⑦ 检测剂大部分易燃有毒,检测人员必须做好 防护。
涡流检测涡流检测(ET)的理论基础为电磁感应原理。当金属试件位于交变磁场中时,在试件中会形成涡流,根据检测到的试件中的涡流,就可以取得关于试件材质、缺陷和形状尺寸等信息。
涡流检测的主要特点:① 可用于检测各种类型的导电材质;② 可检出试件表面和近表面缺陷;③ 易实现自动化检测,检测效率高;④ 不适宜检测形状复杂的部件,常用于检测管材和板材;⑤ 无法显示缺陷图像,因而不能判定缺陷性质;⑥ 深埋缺陷检出率低(受集肤效应的影响);⑦ 不适用于非导电的材料。
无损检测新技术随着科学技术的不断进步,各种新型无损检测方法不断涌现,并在承压类特种设备检验检测中得到应用。以下主要对承压类特种设备检验检测中几种 的无损检测技术做简单介绍。
01衍射时差法超声检测衍射时差法超声检测(TOFD)技术 初是被开发用作缺陷自身高度的测定工具。由于具有缺陷检出率高、检测结果可靠等优点,近年来在特种设备检验检测行业中得到了广泛认可和运用。TOFD是利用缺陷端点的衍射波信号进行检测,其采用一发一收探头的工作模式。当试件中存在缺陷时,到达接收探头的超声波信号依次为表面直通波、缺陷衍射波和底面反射回波。
02声发射检测声发射检测技术是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断承压设备内部损伤程度,其主要用于在用承压设备整个系统 性评价。声发射检测的基本原理是材料在应力作用下,发生裂纹产生与扩展、塑性变形和位错运动时,其内部从不稳定的高能量应力集中状态快速过渡到稳定的低能量状态,在此平衡过程中释放出来的多余能量会以弹性应力波形式表现,从而产生声发射现象,通过分析接收到的声发射信号对声发射源作出评价和判断,其主要用于检测活动性缺陷。
03超声相控阵检测超声相控阵检测技术是借鉴相控阵雷达技术的原理发展起来的,目前已应用于石油天然气管道环焊缝检测等。超声相控阵检测技术是利用电子方式控制相控阵探头合成的声束来实现超声波发射、接收的检测方法。由于其声束角度可控且可动态聚焦,故可用于检测复杂结构件、盲区位置缺陷等,能够实现全方位、多角度地快速检测。对于管形焊缝、管材等规则部件,还可提高检测效率、降低成本。
04射线数字成像检测射线数字成像检测技术是使用数字探测器把射线光子转换成数字信号,再由计算机处理显示数字图像的一种新型射线检测技术。射线数字成像检测技术的主要特点:① 可利用计算机软件强大的图像处理功能和多种手段得到信息丰富的数字图像;② 电子文档资料数据库检索、调用等快速方便;③ 检测结果可长期保存并可通过互联网实现信息共享;④ 检测效率高;⑤ 可实现缺陷的自动识别及自动化检测;⑥ 价格高昂、成本高。
【转载中国特检人 海骄】
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