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壓力容器常規無損檢測方法優缺點論述
時間:2018-07-03 10:54:49 作者:
1 常規無損檢測方法
  1.1 超聲檢測
  超聲檢測是利用超聲波在介質中傳播過程中形成衰減,遭遇界面形成反射性質進一步對缺陷進行檢測的無損檢測方法。在無損檢測中超聲檢測是應用最廣泛的方法,對于任何尺寸的鍛件、軋制件、焊縫等都非常適用,不管是鋼鐵,還是有色金屬都可以利用超聲法實行檢測,包含了各類機械零件、結構件、鍋爐、壓力容器等。就物理性質來講,通過超聲法可以對厚度、硬度、深度、流量、強度等實施檢測。
  1.2 射線檢測
  通過被檢測件不同透入吸收射線的程度對零部件內部缺陷進行檢測的方法。工業中主要是應用X射線、γ射線、中子射線作為射線檢測技術。可以把射線技術分為4個部分:射線照相檢測技術、射線實時成像檢測技術、層析射線檢測技術、輻射測量技術。
  1.3 滲透檢測
  滲透檢測使用最早的無損檢測方法,它通過毛細管現象體現非多孔性固體材料表面存在的開口缺陷,具體方法是在工件表面開口缺陷中滲入液體滲透液,將多余的滲透液采用去除劑清除之后,利用顯示劑揭示缺陷,具體步驟包括處理、滲透、清除、干燥、顯像、檢驗以及后處理。
  1.4 渦流檢測
  渦流檢測是根據電磁感應原理體現導電材料表面與近表面缺陷的無損檢測方法。按照檢測目的的不同,可以使用渦流電導儀、渦流探傷儀等不同儀器類型。渦流檢測體現了極高的自動化率,但僅能對導電材料進行檢測,無法對缺陷類型有效判斷,相對靈敏度不高。
  1.5 磁粉檢測
  磁粉檢測是根據缺陷位置漏磁場與磁粉彼此作用進一步對鐵磁材料表面與近表面缺陷積極顯示的無損檢測方法,基本步驟是預處理、磁化工件、添加磁粉或者磁懸液、評定磁痕、后處理等。在檢測裂紋、折疊、夾層等中可以應用磁粉檢測技術。
  2 常規無損檢測方法選擇
  2.1 常規NDT方法的特點及局限性
  (1)當被檢測對象內部出現體積缺陷時可以利用射線照相探傷檢測,例如焊縫形成的疏松、夾渣、氣孔等問題;其主要優點是結果比較直接、不會受到大量的人為干擾,零件材料、形狀、尺寸基本上不會對探傷對象造成限制;具體局限在于:三維結構二維成像,容易重疊前后缺陷;射線束夾角和被檢測裂紋取向最好低于10°。
  (2)當被檢測對象形成內部面積型缺陷時可以采用超聲探傷檢測,例如鍛件出現白點、裂紋、分層等問題。其優點是對缺陷的具體尺寸與坐標位置有效定位,在焊縫、管材和板材等各種材料與制件中大量應用;同時在現場可以攜帶設備進行操作。但是對近表面與表面缺陷進行檢測時縱波脈沖反射存在盲區;對于形狀復雜的試件進行檢測容易產生較大可實施性影響;操作者需要具備相對豐富的工作經驗。
  (3)磁粉探傷能夠發現的缺陷具體包括:各類裂紋、夾雜、折疊、白點、氣孔等。具體是在被檢測對象表面確定缺陷的形狀、大小與位置,磁粉探傷性能安全可靠,便于操作、檢測小開口至微米級的裂紋具有極高的靈敏度。僅在非磁性材料以及鐵磁性材料的表面與近表面檢測缺陷中適用,很難定位較深的缺陷。
  (4)滲透探傷具體分為熒光滲透與著色滲透。一般在表面裂紋、折疊、冷隔等缺陷檢測中應用。在使用與控制方面滲透檢測都比較簡單,檢測開度低于1微米的裂紋體現出極高的靈敏度。主要局限為:滲透液在一定程度上污染了零件與環境,孔隙與表面粗糙形成附加背景,進一步對識別檢測結果造成干擾;此外其僅限于對表面開口缺陷進行檢測。
  (5)渦流探傷具體在測量或者鑒別電導率、磁導率、晶粒尺寸等缺陷中應用;檢測折疊、裂紋、空洞等缺陷;測量非鐵磁性金屬基體上非導電涂層的厚度,或者磁鐵性金屬基體上非鐵磁性覆蓋層的厚度;還能夠在分選金屬材料中應用,并且對其成分、微觀結果以及其他性能差異實施檢測。靈敏度較低并且僅能對導電材料進行檢測制約了其應用范圍。在高溫狀態下對非接觸迅速檢測是其主要優點。
  通過上述分析可知這幾種方法檢測缺陷幾乎都存在局限性及應用范圍,無損檢測方法常規檢測中,具體利用射線照相探傷與超聲探傷檢測物體內部缺陷;渦流探傷與磁粉探傷具體是對物體近表面和表面缺陷進行檢測;滲透探傷則對物體開口表面缺陷進行檢測。
  2.2 無損檢測方法選擇考慮的主要因素
  由于物理量的變化與材料組織結構異常并非是彼此對應的,因此,不能對無損檢測盲目使用,反之不僅無法提高產品的可靠性,還要徒增制造成本。例如對水利工程設備閘門中鍛造軸類和加工沖壓形成的缺陷進行檢測,不適合利用射線檢測;針對由表面淬火裂紋或者大厚板構成的角型焊縫或者形成表面焊縫缺陷則應當選擇磁粉檢測等。另外,無損檢測的時機也屬于一個關鍵因素,例如對某些材料通過焊接或熱處理之后形成的延遲斷裂問題,也就是加工熱處理以后,經過幾個小時甚至幾天才能出現裂紋。水利工程鋼閘門規定應在焊接工作結束24小時以后對有延遲裂紋傾向的鋼材進行無損探傷。因此,必須對這些情況充分了解之后明確探傷時間。
  2.3 無損檢測方法互補的重要性
  與無損檢測的安全性密切相關的因素是被檢工件的表面開頭狀態、材料、結構、所利用的物理特點以及被檢工件異常部位的特點、大小、形狀、檢測設備的特征等,并且操作者人為因素、誤差確定、表面粗糙程度、數據處理等因素也會對其造成影響,因此,需要按照不同的情況選擇不同的物理量,有時還需要對不同物理量的變化情況綜合考慮,才能夠準確判斷材料組織結構的異常情況,可見,不論采用哪一種探傷方法,要想對異常部位百分之百檢測出具有一定的難度,并且采取不同的檢測方法通常會獲得不同的信息,因此各種方法的互補能夠有效提升無損檢測的可靠性。