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    承壓設備如何選擇無損檢測 案例分析

    發布時間:2020-10-27 13:49:10   瀏覽次數:


    無損檢測方法的選擇

    恰當地選擇無損檢測方法對提高缺陷檢出率,同時控制好成本是十分重要的。無損檢測方法的選擇,首先應遵循承壓設備安全技術規范和產品技術標準、設計文件及 NB/T 47013《承壓設備無損檢測》的規定,在充分考慮各種常規無損檢測方法的能力范圍及局限性的基礎上,根據承壓設備的材質、結構、制造方法、工作介質、使用條件及失效模式,預計可能產生的缺陷類型,缺陷的位置和方向,從而選擇合適的無損檢測方法。無損檢測方法的選擇,在確保安全的基礎上也應兼顧經濟性。如果能用一種無損檢測方法完成檢測,則應避免再選取其他檢測方法。


    案例一

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


    (1)對于壁厚小于 12mm 的鋼制對接焊縫,X射線檢測具有較高的檢測靈敏度。能夠檢測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。對于較難檢測出的細小裂紋,多數為冷裂紋在低碳低強度鋼中,發生率極低。即使有這樣的小裂紋漏檢,也不會影響該類承壓設備的安全運行。至于可能漏檢的層間未熔合的情況,由于其方向與主應力方向大致相同,其危害性小,不會導致承壓設備失效。


    (2)超聲波檢測對面狀缺陷,特別是細小裂紋具有較高的檢出率,但由于在薄壁低碳低強度鋼金屬結構內,不具備形成淬硬組織的基礎條件,因而也不具備形成冷裂紋的條件。而長度相對較長、具有危害性的熱裂紋多發生于焊縫中部,為縱向表面裂紋且開口比一般冷裂紋寬,在射線檢測中容易被檢出。超聲波檢測表面裂紋,需用二次波掃查,焊縫表面的溝槽反射會干擾對表面裂紋缺陷波的識別。檢測表面裂紋,超聲波檢測不具有優勢。


    (3)允許用于承壓設備制造的低碳低強度鋼。如 Q235B,20# 鋼非金屬加雜含量控制較嚴,且因壁厚較薄,焊層也薄,發生熱裂紋的幾率也很低。一些檢測單位經年累月地對這類設備進行表面檢測,也未發現一條像樣的裂紋,久而久之就懈怠了。對焊縫表面不認真進行清理就直接檢測,其檢測效果則很差。還有一些檢測單位,即使熟知低碳低強度鋼的性能,在薄壁條件下也會出現表面缺陷漏檢現象,雖然沒有太大風險,但這并不表示可以不認真檢測就出檢測報告,這樣做則白白浪費建設單位的檢測費。


    案例二

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


    (1)射線檢測能確定缺陷的平面投影位置、大小及性質,能直觀、全面地獲取缺陷的信息。從理論上說,但凡能用射線檢測到的缺陷,用超聲波也都能檢測到。由于掃查不到位和缺陷波識別困難,缺陷漏檢的情況也時有發生。尤其由于超聲波檢測較難確定缺陷的性質,這也影響到對缺陷危害程度的判斷。射線檢測對操作人員技能水平的依賴程度較低,檢測質量容易得到保證;而超聲波檢測對操作人員的技能水平依賴程度高,檢測質量不易保證。射線檢測能長久、全面地記錄缺陷的信息,將來還可以與在役檢測結果進行比對,以研判缺陷擴展的情況;而超聲波檢測可記錄的檢測信息較少。所以,射線檢測仍然是首選的無損檢測項目。對射線檢測進行選擇時,一般優先考慮 X 射線檢測。X 射線檢測能控制能量;Y 射線能量大且無法對射線能量進行調控,Y 射線檢測本身清晰度不高,對檢測靈敏度存在不利影響,且對防護要求高。


    (2)低合金高強度鋼具有較強的淬硬傾向,細小的冷裂紋發生率高。高強度鋼對力集中敏感,焊接接頭發生低應力脆斷風險高。隨著壁厚的增加,因受幾何不清晰度的影響,射線檢測像質指數下降,檢測靈敏度降低,發現裂紋類缺陷的能力也隨之降低,在這種情況下,對于面狀缺陷檢測,超聲波檢測明顯具有優勢。


    (3)表面裂紋對于低合金高強度鋼焊接接頭危害性很大,表面無損檢測不可或缺。磁粉檢測能檢測出鐵磁性材料表面開口缺陷和近表面缺陷。滲透檢測能檢測出金屬材料表面開口的缺陷。NB/T 47013《承壓設備無損檢測》在通用原則中明確:對于鐵磁性材料,為檢測表面缺陷或近表面缺陷,應優先選用磁粉檢測方法,當且僅當結構形狀等原因而不能采用磁粉檢測方法時,方可采用其他無損檢測方法。


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