在不損壞不(bu)銹鋼焊管產品表面形狀和保持焊接產品完整性的前提下,檢測焊接接頭外觀和內部缺陷的方法稱為焊縫非破壞性檢驗。其檢查方法有下列幾種:
一(yi)、焊(han)件外觀(guan)檢查
它包括(kuo)不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)管(guan)(guan)的外(wai)形(xing)尺(chi)寸(cun)和焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)質量的檢查(cha)。不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)管(guan)(guan)外(wai)形(xing)尺(chi)寸(cun)檢查(cha)要(yao)借助于量具(ju)、樣板測量焊(han)(han)(han)件焊(han)(han)(han)后的真(zhen)實尺(chi)寸(cun)。若超(chao)過設計圖樣規定的要(yao)求,要(yao)進(jin)行(xing)矯(jiao)正、整(zheng)形(xing)。焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)外(wai)觀檢查(cha),不允許(xu)焊(han)(han)(han)縫存(cun)在(zai)裂紋(wen)、未焊(han)(han)(han)透和焊(han)(han)(han)瘤等缺陷;其他焊(han)(han)(han)接(jie)缺陷如(ru)咬邊、表面氣孔、焊(han)(han)(han)縫成形(xing)要(yao)控(kong)制(zhi)在(zai)允許(xu)范圍內。對于不允許(xu)存(cun)在(zai)的和超(chao)標的焊(han)(han)(han)接(jie)缺陷,一定要(yao)按有關(guan)工藝(yi)文(wen)件進(jin)行(xing)修補。
二、焊縫(feng)的(de)無損檢測
1. 滲透檢測(PT)
此方(fang)法(fa)分(fen)熒光檢(jian)測(ce)(ce)和著色(se)檢(jian)測(ce)(ce)兩種。分(fen)別利用(yong)(yong)帶有熒光染(ran)料(熒光法(fa))或紅色(se)染(ran)料(著色(se)法(fa))滲(shen)透(tou)劑的滲(shen)透(tou)作用(yong)(yong),來顯(xian)示(shi)焊(han)接(jie)接(jie)頭表面(mian)微小缺陷(xian)的無損檢(jian)測(ce)(ce)法(fa)。焊(han)接(jie)構件表面(mian)檢(jian)查常用(yong)(yong)著色(se)檢(jian)測(ce)(ce),檢(jian)測(ce)(ce)時要求被測(ce)(ce)表面(mian)平整光潔(jie)。焊(han)縫滲(shen)透(tou)評定標準見《焊(han)縫滲(shen)透(tou)檢(jian)測(ce)(ce)》GB/T 6062-2007。
2. 磁粉(fen)檢測(MT)
利用(yong)在(zai)強磁場(chang)中(zhong),鐵(tie)(tie)磁材料表層(ceng)缺陷(xian)產生的(de)漏(lou)磁場(chang)吸(xi)附磁粉(fen)的(de)現(xian)象而進(jin)行的(de)無(wu)損檢測(ce)方法。在(zai)有缺陷(xian)處,由于漏(lou)磁的(de)作用(yong)會集(ji)中(zhong)吸(xi)附撒上的(de)鐵(tie)(tie)粉(fen)。可根據(ju)吸(xi)附鐵(tie)(tie)粉(fen)的(de)形(xing)狀、厚度和多少,來判斷焊接缺陷(xian)的(de)位置(zhi)和大小(xiao)。該方法不(bu)適(shi)用(yong)無(wu)磁性的(de)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼。
3. 射線檢測(RT)
采用X射線(xian)(xian)或y射線(xian)(xian)照射焊(han)(han)接接頭檢查其內部缺陷的一(yi)種(zhong)無損檢測方法。它能準(zhun)確地顯示(shi)出焊(han)(han)縫中焊(han)(han)接缺陷的種(zhong)類、形狀、大小、位(wei)置和(he)(he)分(fen)(fen)布(bu)情況(kuang)。評定(ding)(ding)標(biao)準(zhun)按《鋼熔化焊(han)(han)對接接頭射線(xian)(xian)照相和(he)(he)質量分(fen)(fen)級》(GB/T 3323-2005)進行。該檢測方法長期操作,對操作者(zhe)身(shen)體健康有一(yi)定(ding)(ding)的不良影響,因此必(bi)須在符(fu)合射線(xian)(xian)安全標(biao)準(zhun)條件下進行。
4. 超(chao)聲波檢(jian)測(UT)
借助于超聲波檢(jian)(jian)測儀(yi)來(lai)檢(jian)(jian)測焊(han)(han)縫內部缺陷(xian)的(de)一(yi)種無(wu)損(sun)檢(jian)(jian)測方法(fa)。此方法(fa)適用于檢(jian)(jian)測中、厚(hou)板。檢(jian)(jian)測周期短、成(cheng)本低、設備(bei)簡(jian)單,對操作(zuo)者(zhe)身體無(wu)害,評(ping)定標準按《鋼焊(han)(han)縫手工(gong)超聲波探傷(shang)方法(fa)和(he)探傷(shang)結果分級(ji)》(GB/T 11345-1989)進行。
5. 渦流檢測(ET)
渦(wo)流檢測(ce)是以電(dian)磁感應(ying)(ying)(ying)原(yuan)理為(wei)基(ji)礎,當鋼(gang)管(guan)(指碳鋼(gang)、合金(jin)鋼(gang)和(he)不銹鋼(gang))通(tong)過交流電(dian)的(de)(de)繞組時,鋼(gang)管(guan)表(biao)面或近(jin)表(biao)面出現集膚(fu)效應(ying)(ying)(ying),使其(qi)有(you)缺(que)(que)(que)陷(xian)部位(wei)(wei)的(de)(de)渦(wo)流發生變化,導致繞組的(de)(de)阻抗或近(jin)感應(ying)(ying)(ying)電(dian)壓(ya)產(chan)生變化,從而(er)得(de)到關于缺(que)(que)(que)陷(xian)的(de)(de)信(xin)號。從信(xin)號的(de)(de)幅值及相位(wei)(wei)等可以對缺(que)(que)(que)陷(xian)進行判別,能有(you)效地識別鋼(gang)管(guan)內外表(biao)面的(de)(de)不連(lian)續(xu)性缺(que)(que)(que)陷(xian),如裂紋、未焊透、夾渣、氣(qi)孔、點腐(fu)蝕等,對開(kai)放(fang)性線性缺(que)(que)(que)陷(xian)最為(wei)敏感。
幾種無損檢測方法(fa)的特點(dian)及應用(yong)范圍見表7-2和(he)表7-3。
三、焊縫(feng)的(de)致密性試驗
對于容器(qi)(qi)或不(bu)銹鋼焊(han)管(guan)管(guan)路,當焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的內外部焊(han)縫合格(ge)(ge)、焊(han)接(jie)(jie)試(shi)板(ban)各項(xiang)性能試(shi)驗(yan)合格(ge)(ge)且熱處(chu)理完(wan)畢(bi)后(hou),才(cai)能按設計圖樣技(ji)術要求(qiu)進行耐(nai)壓試(shi)驗(yan)和氣密試(shi)驗(yan),這是焊(han)接(jie)(jie)容器(qi)(qi)或管(guan)路制造過程中最后(hou)一道(dao)工序。根據設計圖樣規定(ding)有下列幾種(zhong)焊(han)縫致密性試(shi)驗(yan)適用(yong)于不(bu)銹鋼或異種(zhong)金(jin)屬焊(han)接(jie)(jie)的鍋爐、壓力容器(qi)(qi)、管(guan)路、儲油罐(guan)、儲酸罐(guan)和密封容器(qi)(qi)等產品。
1. 焊縫的水壓試驗
屬于耐壓試驗,用于考核焊接接頭的強度。通常試驗壓力為工作壓力的1.25~1.50倍,水溫不低于5℃。為了防止水中氯離子對奧氏體不銹鋼產生應力腐蝕而導致容器破裂,在水壓過程中要嚴格控制水中氯離子的體積分數不得超過25×10-6。
2. 焊縫(feng)的氣壓試(shi)驗
主(zhu)要作為(wei)密封(feng)性試(shi)(shi)驗,水(shui)壓(ya)(ya)(ya)試(shi)(shi)驗合格后(hou)才(cai)能進(jin)行氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)試(shi)(shi)驗,不允(yun)許用它既作為(wei)密封(feng)性試(shi)(shi)驗又(you)作為(wei)耐(nai)壓(ya)(ya)(ya)試(shi)(shi)驗,或兩者(zhe)合二(er)為(wei)一(yi)來考核焊縫(feng)。因為(wei)氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)試(shi)(shi)驗有一(yi)定危(wei)險性,氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)不允(yun)許有很高的壓(ya)(ya)(ya)力。該試(shi)(shi)驗方法靈(ling)敏度較高,分靜氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)試(shi)(shi)驗、壓(ya)(ya)(ya)縮空(kong)氣(qi)噴射試(shi)(shi)驗和氨氣(qi)試(shi)(shi)驗等。
3. 焊(han)縫的煤(mei)油試(shi)驗
適用(yong)于(yu)不(bu)受壓力的(de)(de)容器和管(guan)路的(de)(de)焊縫(feng)(feng)密(mi)封(feng)性檢查。試驗(yan)方法是在焊縫(feng)(feng)處涂刷較稠的(de)(de)石灰水溶(rong)液(ye),晾(liang)干后(hou)在焊縫(feng)(feng)的(de)(de)背面涂上煤油,大約5min后(hou)觀(guan)察白色石灰水上有(you)無煤油滲漏而產(chan)生的(de)(de)黑(hei)色斑痕。
4. 氦質(zhi)譜檢漏
氦質譜檢漏借助于氦質譜檢漏儀進行。該儀器是只對示漏氣體氦氣進行分析并專門用來檢漏的儀器。它是目前國際上公認為最靈敏、用得較為廣泛的一種致密性檢測的檢漏儀器。被檢零部件(或焊件)可在局部真空狀態下進行檢測,靈敏度高達10-6~10-11Pa·L/s(1Pa·L/s=10-3Pa·m3/s),且能準確快速定點定量判斷漏點,是一種無毒、無污染、一次性非破壞性的檢漏方法。隨著科學技術的發展,它在真空技術、低溫技術、航天與航空技術、核工業以及電子通信、醫療、食品工業和家用電器等領域中的應用越來越廣泛。它主要檢測材質、元件和焊接構件等的細小、無規則的穿透性缺陷。
氦(hai)質(zhi)(zhi)譜檢漏儀(yi)主要由真(zhen)空系統(tong)、質(zhi)(zhi)譜室和電氣部(bu)分(fen)組成(cheng)。質(zhi)(zhi)譜室是(shi)該儀(yi)器(qi)的心臟部(bu)門(men),它由離子(zi)源、分(fen)析器(qi)和收集器(qi)組成(cheng),把它們放(fang)在(zai)一個可(ke)以抽真(zhen)空的外殼(ke)中。離子(zi)源是(shi)一種電子(zi)元(yuan)器(qi)件,它將氣體電離,形成(cheng)一束具有一定(ding)能量的離子(zi),通過分(fen)析器(qi)使不(bu)同
質(zhi)量的離(li)(li)子(zi)按不同(tong)軌跡運動而將它(ta)們彼此分開,且僅使(shi)氦離(li)(li)子(zi)通過其出口(kou)縫隙經過收集器。將所輸(shu)人(ren)的微弱離(li)(li)子(zi)流通過運算放(fang)大器轉換成輸(shu)出電(dian)(dian)(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)(dian)(dian)流以便測(ce)量。真空(kong)系統要(yao)為(wei)質(zhi)譜(pu)室提供(gong)(gong)工作所需(xu)要(yao)的真空(kong)條(tiao)件(jian)。電(dian)(dian)(dian)(dian)氣部(bu)分除了主機供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)部(bu)件(jian)和主機控(kong)制部(bu)件(jian)外(wai),還(huan)包(bao)括離(li)(li)子(zi)源(yuan)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)、發射電(dian)(dian)(dian)(dian)流穩定電(dian)(dian)(dian)(dian)路、離(li)(li)子(zi)流放(fang)大器和音響報警(jing)器等裝置。圖7-3為(wei)氦質(zhi)譜(pu)檢漏示(shi)意圖。
質譜室中要有一種示漏氣體,通過它確定被檢零部件的漏點位置和漏孔大小。選用氦氣作為示漏氣體,因為它具有下列特性:氦氣是一種無色無味無毒不會自燃的氣體,能保持系統內穩定性;所有氣體中,氦氣比較輕(除氫氣外),具有較高的擴散速度,因此具有最高的靈敏度;同時氦氣在大氣中含量很低,大氣中氦的濃度(體積分數)僅為5×10-4%,遠遠低于示漏氣體的濃度,絕不會由于系統中殘留的空氣而影響檢測。所以選用氦氣作為示漏氣體容易檢測,可靠性好且較為經濟。使用氦氣壓力為0.1~0.3MPa。
檢(jian)漏(lou)(lou)(lou)技術(shu)就是發現漏(lou)(lou)(lou)源。大多數漏(lou)(lou)(lou)源又存在于組裝各種零件間的(de)連接(jie)不(bu)密(mi)封處,利用(yong)氦質譜檢(jian)漏(lou)(lou)(lou)儀(yi)特別容易發現焊(han)接(jie)結構中(zhong)焊(han)縫缺(que)陷(xian)(xian)造成的(de)漏(lou)(lou)(lou)源。有些(xie)細小不(bu)規則(ze)(ze)穿透性焊(han)接(jie)缺(que)陷(xian)(xian),經(jing)過耐(nai)(nai)壓(ya)試驗(yan)和氣壓(ya)試驗(yan)未能(neng)(neng)發現,例如(ru),經(jing)過5.0MPa耐(nai)(nai)壓(ya)試驗(yan)認為合格(ge)的(de)焊(han)接(jie)件,通(tong)過氨(an)質譜檢(jian)漏(lou)(lou)(lou)儀(yi)能(neng)(neng)檢(jian)測到焊(han)接(jie)穿透性裂紋。又例如(ru),經(jing)過多次彎曲路徑長度(du)比壁橫斷面(mian)長度(du)大得多的(de)線性缺(que)陷(xian)(xian),如(ru)同一條長而不(bu)規則(ze)(ze)的(de)蚯蚓洞(dong)也能(neng)(neng)檢(jian)漏(lou)(lou)(lou)出來。
有些被(bei)檢產(chan)品(pin)可以在不損害使用(yong)和不影響其(qi)壽命的(de)原(yuan)則下允許存(cun)在小(xiao)的(de)漏(lou)(lou)(lou)孔,見表7-4。企圖(tu)使產(chan)品(pin)檢測到處于“無漏(lou)(lou)(lou)”或“零漏(lou)(lou)(lou)率”狀態,必然會造成(cheng)很大的(de)浪費,是(shi)完全沒有必要(yao)的(de)。有時(shi)設(she)計圖(tu)樣提(ti)出的(de)漏(lou)(lou)(lou)率要(yao)小(xiao)于實際產(chan)品(pin)使用(yong)時(shi)的(de)漏(lou)(lou)(lou)率,其(qi)目的(de)是(shi)確保產(chan)品(pin)在規定工作時(shi)間內能穩定、可靠(kao)地工作,但(dan)會消耗大量(liang)的(de)人力和物力,增加(jia)制造成(cheng)本(ben)。
檢(jian)(jian)漏(lou)方法(fa)有噴(pen)吹法(fa)、氦罩法(fa)、充壓(ya)法(fa)、吸槍法(fa)、探漏(lou)盒法(fa)和背壓(ya)法(fa)。當示漏(lou)氣(qi)體氦氣(qi)在(zai)質(zhi)譜室超過(guo)預(yu)先設定(ding)的(de)(de)(de)(de)標定(ding)值時(shi)(shi),它會及(ji)時(shi)(shi)發出聲響報警,測出漏(lou)點的(de)(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)并(bing)能(neng)計算(suan)出漏(lou)率(lv)(lv)量,對(dui)于大型低溫容(rong)器(qi)的(de)(de)(de)(de)真空檢(jian)(jian)漏(lou),用單(dan)一檢(jian)(jian)漏(lou)方法(fa)有一定(ding)困(kun)難。這是因(yin)為標準(zhun)漏(lou)孔(在(zai)給定(ding)條件(jian)下能(neng)夠提供恒(heng)定(ding)氣(qi)體流量的(de)(de)(de)(de),并(bing)經過(guo)標準(zhun)校(xiao)準(zhun)過(guo)的(de)(de)(de)(de)一種元(yuan)件(jian)。般是在(zai)20℃時(shi)(shi)對(dui)一個大氣(qi)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)空氣(qi)的(de)(de)(de)(de)漏(lou)量值)連接(jie)處(chu)與質(zhi)譜室的(de)(de)(de)(de)距離較遠,因(yin)此在(zai)儀器(qi)上的(de)(de)(de)(de)反(fan)應時(shi)(shi)間也相應增長,不易準(zhun)確判(pan)斷反(fan)應時(shi)(shi)間,就很難找到漏(lou)點的(de)(de)(de)(de)準(zhun)確位(wei)置(zhi)。可以通過(guo)探漏(lou)盒法(fa)進行分段預(yu)檢(jian)(jian),分段檢(jian)(jian)漏(lou)率(lv)(lv)要小于總體的(de)(de)(de)(de)漏(lou)率(lv)(lv)。編者所在(zai)單(dan)位(wei)曾(ceng)成功地(di)用此方法(fa)對(dui)裝有液(ye)氮、液(ye)氧和液(ye)氫等大型容(rong)器(qi)進行了檢(jian)(jian)漏(lou)測試(shi),其檢(jian)(jian)漏(lou)系統如圖7-4所示。
在不銹鋼(gang)焊(han)管焊(han)縫致密性檢測過程中若(ruo)發現(xian)泄(xie)漏現(xian)象(xiang),必須按有關(guan)工藝文件修復,直(zhi)至(zhi)達(da)到產品圖樣(yang)技(ji)術要(yao)求。
在不銹鋼焊管(guan)焊縫致密(mi)性檢(jian)測過(guo)程中或修復(fu)過(guo)程中以及(ji)包裝(zhuang)過(guo)程中,發現(xian)與(yu)介質接觸表面有鈍化(hua)膜(mo)被損(sun)傷時(shi),應及(ji)時(shi)采取局部鈍化(hua)處理的措施。
不銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)管成品(pin)(pin)檢驗(yan)過程(cheng)(cheng)各(ge)工序所有質量(liang)情況應填入產品(pin)(pin)制造工序過程(cheng)(cheng)卡,材料(包括鋼(gang)(gang)材、焊(han)(han)接材料)、零部件、裝配焊(han)(han)接、表面處理、熱處理等產品(pin)(pin)制造工序過程(cheng)(cheng)卡及(ji)產品(pin)(pin)生產過程(cheng)(cheng)中所有檢驗(yan)跟(gen)蹤文(wen)件一(yi)并(bing)匯總,建立控制該產品(pin)(pin)在制造過程(cheng)(cheng)中質量(liang)匯總冊進(jin)行歸檔。