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浅谈无损管道检测
发布时间:2016-12-16   查看次数:1171

浅谈无损管道检测

无损检测是指在不损坏试件的前提下,以物理或化学方法为手段,借助先进的技术和设备器材,对试件的内部及表面的结构,性质,状态进行检查和测试的方法。是指对材料或工件实施一种不损害或不影响其未来使用性能或用途的检测手段。  

1、各种无损检测方法的特点和选用原则  无损检测是利用物质的声、光、磁和电等特性,在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下,检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性,给出缺陷大小,位置,性质和数量等信息。无损检测具有以下的特点:第一、非破坏性。进行无损检测时不损害或不影响被检测对象的使用性能,这是无损检测最大的特点。第二、全面性。正是基于无损检测具有非破坏性的优点,因此可对被检测对象进行 的全面检测,这是破坏性检测无法比拟的优点。各种无损检测方法的选用应依据其具体特点进行区分。射线和超声方法用于内部缺陷检测。磁粉和渗透方法用于表面缺陷检测。射线和超声方法也可以检测出一些表面缺陷,例如表面裂纹、针孔等,但灵敏度比磁粉、渗透方法低得多。磁粉方法也可以检测出一些近表面的埋藏缺陷,但可靠性不高。

2、常用压力管道无损检测技术  常用的无损检测方法有射线检测(简称RT)、超声波检测(简称UT)、磁粉检测(简称MT)和渗透检测(简称PT),称为四大常规检测方法。这四种方法是承压类特种设备制造质量检测和在用检测最常用的无损检测方法。其中RT 和UT主要用于探测试件内部缺陷,MT和PT主要用于探测试件表面缺陷。其他用于承压类特种设备的无损检测方法有涡流检测(简称ET)、声发射检测(简称AE)等 。

(1).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。

(2).超声波检测技术  超声无损检测技术的工作原理,是将超声波应用于薄到厚、由表及里的缺陷信息采集,检查焊缝内部质量,若测得壁厚小于容器最小壁厚时,应重新进行强度校核,提出降压使用    或修理措施。超声无损检测对缺陷定量评价迅速,现场检查容易、解析方便、自动化程度高,这一技术成为目前国内外应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术。超声 检测适用于板材、复合板材、碳钢和低合金钢锻件、管材、棒材、奥氏体不锈钢锻件等锅炉、压力容器及压力管道原材料和零部件的检测;也适用于锅炉、压力容器及压力管道对接焊缝、T型焊缝、角焊缝以及堆焊层等的检测。

(3). 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、压力管道射线检测特点  

射线的种类很多,其中易于穿透物质的有X射线、γ射线、中子射线三 种。这三种射线都被用于无损检测,其中X射线和γ射线常应用于承压设备焊 缝和其他工业产品、结构材料的缺陷检测,而中子射线仅用于一些特殊场 合。射线检测是工业无损检测的一个重要专业门类。最主要的应用是探测试 件内部的宏观几何缺陷(探伤)。           ①.检测结果有直接记录——底片。由于底片上记录的信息十分丰富,且 可以长期保存,从而使射线照相法成为各种无损检测方法中记录最真实、最 直观、最全面、可追踪性最好的检测方法。  

②.可以获得缺陷的投影图像,缺陷定性定量准确各种无损检测方法中, 射线照相对缺陷定性是最准的。在定量方面,对体积型缺陷(气孔、夹渣 类)的长度、宽度尺寸的确定也很准,其误差大致在零点几毫米。      

③.体积型缺陷检出率很高。而面积型缺陷检出率受到多种因素影响。体积型缺陷是指气孔、夹渣类缺陷。射线照相大致可以检出直径在试件厚度1% 以上的体积型缺陷。面积型缺陷是指裂纹、未熔合类缺陷,其检出率的影响 因素包括缺陷形态尺寸、透照厚度、透照角度、透照几何条件、源和胶片种 类、像质计灵敏度等,所以一般来说裂纹检出率较低。  

④.适宜检测较薄的工件而不适宜较厚的工件。检测厚工件需要高能量的射线探 伤设备。300 kV便携式X射线机透照厚度一般小于40 mm,420 kV移动式X射线机和 Irl92γ射线机透照厚度均小于100 mm,对厚度大于100 rain的工件照相需使用加速 器或C060,因此是比较困难的。此外,板厚增大,射线照相绝对灵敏度是下降的,也 就是说对厚工件采用射线照相,小尺寸缺陷以及一些面积型缺陷漏检的可能性增大。      

⑤.适宜检测对接焊缝。检测角焊缝效果较差,不适宜检测板材、棒材、锻件。用 射线检测角焊缝时,透照布置比较困难,且摄得底片的黑度变化大,成像质量不够 好;板材、锻件中的大部分缺陷通常与射线束垂直,因此射线照相无法检出。      

⑥.有些试件结构和现场条件不适合射线照相。由于是穿透法检测,因此结构和 现场条件有时会限制检测的进行。例如,有内件的锅炉或容器,有厚保温层的锅炉、 容器或管道,内部液态或固态介质未排空的容器等均无法检测。采用双壁单影法透 照,虽然可以不进入容器内部,但只适用于直径较小的管道,对直径较大的管道,双 壁单影法透照很难实施。此外如焦距太短,则底片清晰度会很差。  

⑦.对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)的确定比较困难。缺陷高度可 通过黑度对比的方法作出判断,但精确度不高,尤其影像细小的裂纹类缺陷。     ⑧.检测成本高。与其他无损检测方法相比,射线照相的材料和人工成本很高。     ⑨.射线照相检测速度慢。一般情况下定向X射线机一次透照长度不超过300 mm, 拍一张片子需10 min,γ射线源的曝光时间一般更长。但特殊场合则另当别论,    ⑩.射线对人体有伤害。射线会对人体组织造成多种损伤,因此对工作人员剂量当 量规定了限值。要求在保证完成射线探伤任务的同时,接受的剂量当量不超过限值。

压力管道尤其是工业管道大量采用薄壁小径管,其施工主要采用氩弧焊打底,手 工焊盖面的单面焊接。长期以来小径管对接焊缝主要采用射线透照检测,但也存在不 少问题:①、由于压力管道透照截面厚度变化大,宽容度很难保证,透照一次不能实 现焊缝全长的100%检测; ②、若要满足压力管道裂纹检测要求,则底片透照数量很难 满足要求;③、同时射线透照大量采用Ir192射线源和Ⅲ型片,底片质量和清晰度都 比较差。

4、总结

无损检测技术,已经在压力管道检验中得到了广泛的使用。这种技术可以在无损状态下,对管道焊接处的内外部都进行检测。能及时地发现因为焊接时热度产生的裂纹,可以有效的避免爆裂以及泄露的安全事故的发生。压力管道的全面检验是需要通过全方面地学习,以及积累检验工作中的经验来进行的。只有通过不断提高检验水平,及时发现并处理压力管道中的安全隐患,才能保障生产企业的安全生产


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