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承压设备如何选择无损检测 案例分析

发布时间:2020-10-27 13:49:10   浏览次数:


无损检测方法的选择

恰当地选择无损检测方法对提高缺陷检出率,同时控制好成本是十分重要的。无损检测方法的选择,首先应遵循承压设备安全技术规范和产品技术标准、设计文件及 NB/T 47013《承压设备无损检测》的规定,在充分考虑各种常规无损检测方法的能力范围及局限性的基础上,根据承压设备的材质、结构、制造方法、工作介质、使用条件及失效模式,预计可能产生的缺陷类型,缺陷的位置和方向,从而选择合适的无损检测方法。无损检测方法的选择,在确保安全的基础上也应兼顾经济性。如果能用一种无损检测方法完成检测,则应避免再选取其他检测方法。


案例一

壁厚在 12mm以下、由强度级别在 42 kg/mm2 以下的低碳低强度钢制造的中低压容器和压力管道对接接头,其无损检测选择X射线检测比较合适。目视检查和 X 射线检查合格后可以不做超声波检测,也可以不做磁粉检测。主要有以下理由。


(1)对于壁厚小于 12mm 的钢制对接焊缝,X射线检测具有较高的检测灵敏度。能够检测出焊缝中存在的未焊透、气孔、夹渣、裂纹和坡口未熔合等缺陷。对于较难检测出的细小裂纹,多数为冷裂纹在低碳低强度钢中,发生率极低。即使有这样的小裂纹漏检,也不会影响该类承压设备的安全运行。至于可能漏检的层间未熔合的情况,由于其方向与主应力方向大致相同,其危害性小,不会导致承压设备失效。


(2)超声波检测对面状缺陷,特别是细小裂纹具有较高的检出率,但由于在薄壁低碳低强度钢金属结构内,不具备形成淬硬组织的基础条件,因而也不具备形成冷裂纹的条件。而长度相对较长、具有危害性的热裂纹多发生于焊缝中部,为纵向表面裂纹且开口比一般冷裂纹宽,在射线检测中容易被检出。超声波检测表面裂纹,需用二次波扫查,焊缝表面的沟槽反射会干扰对表面裂纹缺陷波的识别。检测表面裂纹,超声波检测不具有优势。


(3)允许用于承压设备制造的低碳低强度钢。如 Q235B,20# 钢非金属加杂含量控制较严,且因壁厚较薄,焊层也薄,发生热裂纹的几率也很低。一些检测单位经年累月地对这类设备进行表面检测,也未发现一条像样的裂纹,久而久之就懈怠了。对焊缝表面不认真进行清理就直接检测,其检测效果则很差。还有一些检测单位,即使熟知低碳低强度钢的性能,在薄壁条件下也会出现表面缺陷漏检现象,虽然没有太大风险,但这并不表示可以不认真检测就出检测报告,这样做则白白浪费建设单位的检测费。


案例二

壁厚在 20mm 以上、由强度级别为 55 kg/mm2 以上低合金高强度钢制造的高压容器和高压管道,其无损检测应选择射线检测、超声波检测和磁粉检测。主要基于以下理由。


(1)射线检测能确定缺陷的平面投影位置、大小及性质,能直观、全面地获取缺陷的信息。从理论上说,但凡能用射线检测到的缺陷,用超声波也都能检测到。由于扫查不到位和缺陷波识别困难,缺陷漏检的情况也时有发生。尤其由于超声波检测较难确定缺陷的性质,这也影响到对缺陷危害程度的判断。射线检测对操作人员技能水平的依赖程度较低,检测质量容易得到保证;而超声波检测对操作人员的技能水平依赖程度高,检测质量不易保证。射线检测能长久、全面地记录缺陷的信息,将来还可以与在役检测结果进行比对,以研判缺陷扩展的情况;而超声波检测可记录的检测信息较少。所以,射线检测仍然是首选的无损检测项目。对射线检测进行选择时,一般优先考虑 X 射线检测。X 射线检测能控制能量;Y 射线能量大且无法对射线能量进行调控,Y 射线检测本身清晰度不高,对检测灵敏度存在不利影响,且对防护要求高。


(2)低合金高强度钢具有较强的淬硬倾向,细小的冷裂纹发生率高。高强度钢对力集中敏感,焊接接头发生低应力脆断风险高。随着壁厚的增加,因受几何不清晰度的影响,射线检测像质指数下降,检测灵敏度降低,发现裂纹类缺陷的能力也随之降低,在这种情况下,对于面状缺陷检测,超声波检测明显具有优势。


(3)表面裂纹对于低合金高强度钢焊接接头危害性很大,表面无损检测不可或缺。磁粉检测能检测出铁磁性材料表面开口缺陷和近表面缺陷。渗透检测能检测出金属材料表面开口的缺陷。NB/T 47013《承压设备无损检测》在通用原则中明确:对于铁磁性材料,为检测表面缺陷或近表面缺陷,应优先选用磁粉检测方法,当且仅当结构形状等原因而不能采用磁粉检测方法时,方可采用其他无损检测方法。


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