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压力容器常规无损检测方法优缺点论述
时间:2018-07-03 10:54:49 作者:
1 常规无损检测方法
  1.1 超声检测
  超声检测是利用超声波在介质中传播过程中形成衰减,遭遇界面形成反射性质进一步对缺陷进行检测的无损检测方法。在无损检测中超声检测是应用最广泛的方法,对于任何尺寸的锻件、轧制件、焊缝等都非常适用,不管是钢铁,还是有色金属都可以利用超声法实行检测,包含了各类机械零件、结构件、锅炉、压力容器等。就物理性质来讲,通过超声法可以对厚度、硬度、深度、流量、强度等实施检测。
  1.2 射线检测
  通过被检测件不同透入吸收射线的程度对零部件内部缺陷进行检测的方法。工业中主要是应用X射线、γ射线、中子射线作为射线检测技术。可以把射线技术分为4个部分:射线照相检测技术、射线实时成像检测技术、层析射线检测技术、辐射测量技术。
  1.3 渗透检测
  渗透检测使用最早的无损检测方法,它通过毛细管现象体现非多孔性固体材料表面存在的开口缺陷,具体方法是在工件表面开口缺陷中渗入液体渗透液,将多余的渗透液采用去除剂清除之后,利用显示剂揭示缺陷,具体步骤包括处理、渗透、清除、干燥、显像、检验以及后处理。
  1.4 涡流检测
  涡流检测是根据电磁感应原理体现导电材料表面与近表面缺陷的无损检测方法。按照检测目的的不同,可以使用涡流电导仪、涡流探伤仪等不同仪器类型。涡流检测体现了极高的自动化率,但仅能对导电材料进行检测,无法对缺陷类型有效判断,相对灵敏度不高。
  1.5 磁粉检测
  磁粉检测是根据缺陷位置漏磁场与磁粉彼此作用进一步对铁磁材料表面与近表面缺陷积极显示的无损检测方法,基本步骤是预处理、磁化工件、添加磁粉或者磁悬液、评定磁痕、后处理等。在检测裂纹、折叠、夹层等中可以应用磁粉检测技术。
  2 常规无损检测方法选择
  2.1 常规NDT方法的特点及局限性
  (1)当被检测对象内部出现体积缺陷时可以利用射线照相探伤检测,例如焊缝形成的疏松、夹渣、气孔等问题;其主要优点是结果比较直接、不会受到大量的人为干扰,零件材料、形状、尺寸基本上不会对探伤对象造成限制;具体局限在于:三维结构二维成像,容易重叠前后缺陷;射线束夹角和被检测裂纹取向最好低于10°。
  (2)当被检测对象形成内部面积型缺陷时可以采用超声探伤检测,例如锻件出现白点、裂纹、分层等问题。其优点是对缺陷的具体尺寸与坐标位置有效定位,在焊缝、管材和板材等各种材料与制件中大量应用;同时在现场可以携带设备进行操作。但是对近表面与表面缺陷进行检测时纵波脉冲反射存在盲区;对于形状复杂的试件进行检测容易产生较大可实施性影响;操作者需要具备相对丰富的工作经验。
  (3)磁粉探伤能够发现的缺陷具体包括:各类裂纹、夹杂、折叠、白点、气孔等。具体是在被检测对象表面确定缺陷的形状、大小与位置,磁粉探伤性能安全可靠,便于操作、检测小开口至微米级的裂纹具有极高的灵敏度。仅在非磁性材料以及铁磁性材料的表面与近表面检测缺陷中适用,很难定位较深的缺陷。
  (4)渗透探伤具体分为荧光渗透与着色渗透。一般在表面裂纹、折叠、冷隔等缺陷检测中应用。在使用与控制方面渗透检测都比较简单,检测开度低于1微米的裂纹体现出极高的灵敏度。主要局限为:渗透液在一定程度上污染了零件与环境,孔隙与表面粗糙形成附加背景,进一步对识别检测结果造成干扰;此外其仅限于对表面开口缺陷进行检测。
  (5)涡流探伤具体在测量或者鉴别电导率、磁导率、晶粒尺寸等缺陷中应用;检测折叠、裂纹、空洞等缺陷;测量非铁磁性金属基体上非导电涂层的厚度,或者磁铁性金属基体上非铁磁性覆盖层的厚度;还能够在分选金属材料中应用,并且对其成分、微观结果以及其他性能差异实施检测。灵敏度较低并且仅能对导电材料进行检测制约了其应用范围。在高温状态下对非接触迅速检测是其主要优点。
  通过上述分析可知这几种方法检测缺陷几乎都存在局限性及应用范围,无损检测方法常规检测中,具体利用射线照相探伤与超声探伤检测物体内部缺陷;涡流探伤与磁粉探伤具体是对物体近表面和表面缺陷进行检测;渗透探伤则对物体开口表面缺陷进行检测。
  2.2 无损检测方法选择考虑的主要因素
  由于物理量的变化与材料组织结构异常并非是彼此对应的,因此,不能对无损检测盲目使用,反之不仅无法提高产品的可靠性,还要徒增制造成本。例如对水利工程设备闸门中锻造轴类和加工冲压形成的缺陷进行检测,不适合利用射线检测;针对由表面淬火裂纹或者大厚板构成的角型焊缝或者形成表面焊缝缺陷则应当选择磁粉检测等。另外,无损检测的时机也属于一个关键因素,例如对某些材料通过焊接或热处理之后形成的延迟断裂问题,也就是加工热处理以后,经过几个小时甚至几天才能出现裂纹。水利工程钢闸门规定应在焊接工作结束24小时以后对有延迟裂纹倾向的钢材进行无损探伤。因此,必须对这些情况充分了解之后明确探伤时间。
  2.3 无损检测方法互补的重要性
  与无损检测的安全性密切相关的因素是被检工件的表面开头状态、材料、结构、所利用的物理特点以及被检工件异常部位的特点、大小、形状、检测设备的特征等,并且操作者人为因素、误差确定、表面粗糙程度、数据处理等因素也会对其造成影响,因此,需要按照不同的情况选择不同的物理量,有时还需要对不同物理量的变化情况综合考虑,才能够准确判断材料组织结构的异常情况,可见,不论采用哪一种探伤方法,要想对异常部位百分之百检测出具有一定的难度,并且采取不同的检测方法通常会获得不同的信息,因此各种方法的互补能够有效提升无损检测的可靠性。