承壓設(shè)備如何選擇無損檢測(cè)案例分析

無損檢測(cè)方法的選擇

恰當(dāng)?shù)剡x擇無損檢測(cè)方法對(duì)提高缺陷檢出率，同時(shí)控制好成本是十分重要的。無損檢測(cè)方法的選擇，首先應(yīng)遵循承壓設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范和產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)文件及 NB/T 47013《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》的規(guī)定，在充分考慮各種常規(guī)無損檢測(cè)方法的能力范圍及局限性的基礎(chǔ)上，根據(jù)承壓設(shè)備的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、制造方法、工作介質(zhì)、使用條件及失效模式，預(yù)計(jì)可能產(chǎn)生的缺陷類型，缺陷的位置和方向，從而選擇合適的無損檢測(cè)方法。無損檢測(cè)方法的選擇，在確保安全的基礎(chǔ)上也應(yīng)兼顧經(jīng)濟(jì)性。如果能用一種無損檢測(cè)方法完成檢測(cè)，則應(yīng)避免再選取其他檢測(cè)方法。

案例一

壁厚在 12mm以下、由強(qiáng)度級(jí)別在 42 kg/mm2 以下的低碳低強(qiáng)度鋼制造的中低壓容器和壓力管道對(duì)接接頭，其無損檢測(cè)選擇X射線檢測(cè)比較合適。目視檢查和 X 射線檢查合格后可以不做超聲波檢測(cè)，也可以不做磁粉檢測(cè)。主要有以下理由。

（1）對(duì)于壁厚小于 12mm 的鋼制對(duì)接焊縫，X射線檢測(cè)具有較高的檢測(cè)靈敏度。能夠檢測(cè)出焊縫中存在的未焊透、氣孔、夾渣、裂紋和坡口未熔合等缺陷。對(duì)于較難檢測(cè)出的細(xì)小裂紋，多數(shù)為冷裂紋在低碳低強(qiáng)度鋼中，發(fā)生率極低。即使有這樣的小裂紋漏檢，也不會(huì)影響該類承壓設(shè)備的安全運(yùn)行。至于可能漏檢的層間未熔合的情況，由于其方向與主應(yīng)力方向大致相同，其危害性小，不會(huì)導(dǎo)致承壓設(shè)備失效。

（2）超聲波檢測(cè)對(duì)面狀缺陷，特別是細(xì)小裂紋具有較高的檢出率，但由于在薄壁低碳低強(qiáng)度鋼金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)，不具備形成淬硬組織的基礎(chǔ)條件，因而也不具備形成冷裂紋的條件。而長度相對(duì)較長、具有危害性的熱裂紋多發(fā)生于焊縫中部，為縱向表面裂紋且開口比一般冷裂紋寬，在射線檢測(cè)中容易被檢出。超聲波檢測(cè)表面裂紋，需用二次波掃查，焊縫表面的溝槽反射會(huì)干擾對(duì)表面裂紋缺陷波的識(shí)別。檢測(cè)表面裂紋，超聲波檢測(cè)不具有優(yōu)勢(shì)。

（3）允許用于承壓設(shè)備制造的低碳低強(qiáng)度鋼。如 Q235B，20# 鋼非金屬加雜含量控制較嚴(yán)，且因壁厚較薄，焊層也薄，發(fā)生熱裂紋的幾率也很低。一些檢測(cè)單位經(jīng)年累月地對(duì)這類設(shè)備進(jìn)行表面檢測(cè)，也未發(fā)現(xiàn)一條像樣的裂紋，久而久之就懈怠了。對(duì)焊縫表面不認(rèn)真進(jìn)行清理就直接檢測(cè)，其檢測(cè)效果則很差。還有一些檢測(cè)單位，即使熟知低碳低強(qiáng)度鋼的性能，在薄壁條件下也會(huì)出現(xiàn)表面缺陷漏檢現(xiàn)象，雖然沒有太大風(fēng)險(xiǎn)，但這并不表示可以不認(rèn)真檢測(cè)就出檢測(cè)報(bào)告，這樣做則白白浪費(fèi)建設(shè)單位的檢測(cè)費(fèi)。

案例二

壁厚在 20mm 以上、由強(qiáng)度級(jí)別為 55 kg/mm2 以上低合金高強(qiáng)度鋼制造的高壓容器和高壓管道，其無損檢測(cè)應(yīng)選擇射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)和磁粉檢測(cè)。主要基于以下理由。

（1）射線檢測(cè)能確定缺陷的平面投影位置、大小及性質(zhì)，能直觀、全面地獲取缺陷的信息。從理論上說，但凡能用射線檢測(cè)到的缺陷，用超聲波也都能檢測(cè)到。由于掃查不到位和缺陷波識(shí)別困難，缺陷漏檢的情況也時(shí)有發(fā)生。尤其由于超聲波檢測(cè)較難確定缺陷的性質(zhì)，這也影響到對(duì)缺陷危害程度的判斷。射線檢測(cè)對(duì)操作人員技能水平的依賴程度較低，檢測(cè)質(zhì)量容易得到保證；而超聲波檢測(cè)對(duì)操作人員的技能水平依賴程度高，檢測(cè)質(zhì)量不易保證。射線檢測(cè)能長久、全面地記錄缺陷的信息，將來還可以與在役檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，以研判缺陷擴(kuò)展的情況；而超聲波檢測(cè)可記錄的檢測(cè)信息較少。所以，射線檢測(cè)仍然是首選的無損檢測(cè)項(xiàng)目。對(duì)射線檢測(cè)進(jìn)行選擇時(shí)，一般優(yōu)先考慮 X 射線檢測(cè)。X 射線檢測(cè)能控制能量；Y 射線能量大且無法對(duì)射線能量進(jìn)行調(diào)控，Y 射線檢測(cè)本身清晰度不高，對(duì)檢測(cè)靈敏度存在不利影響，且對(duì)防護(hù)要求高。

（2）低合金高強(qiáng)度鋼具有較強(qiáng)的淬硬傾向，細(xì)小的冷裂紋發(fā)生率高。高強(qiáng)度鋼對(duì)力集中敏感，焊接接頭發(fā)生低應(yīng)力脆斷風(fēng)險(xiǎn)高。隨著壁厚的增加，因受幾何不清晰度的影響，射線檢測(cè)像質(zhì)指數(shù)下降，檢測(cè)靈敏度降低，發(fā)現(xiàn)裂紋類缺陷的能力也隨之降低，在這種情況下，對(duì)于面狀缺陷檢測(cè)，超聲波檢測(cè)明顯具有優(yōu)勢(shì)。

（3）表面裂紋對(duì)于低合金高強(qiáng)度鋼焊接接頭危害性很大，表面無損檢測(cè)不可或缺。磁粉檢測(cè)能檢測(cè)出鐵磁性材料表面開口缺陷和近表面缺陷。滲透檢測(cè)能檢測(cè)出金屬材料表面開口的缺陷。NB/T 47013《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》在通用原則中明確：對(duì)于鐵磁性材料，為檢測(cè)表面缺陷或近表面缺陷，應(yīng)優(yōu)先選用磁粉檢測(cè)方法，當(dāng)且僅當(dāng)結(jié)構(gòu)形狀等原因而不能采用磁粉檢測(cè)方法時(shí)，方可采用其他無損檢測(cè)方法。