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、焊(han)件(jian)外(wai)觀檢查
它包括不銹鋼(gang)焊(han)(han)管的(de)(de)外(wai)形尺(chi)寸和焊(han)(han)接接頭質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)檢(jian)查(cha)。不銹鋼(gang)焊(han)(han)管外(wai)形尺(chi)寸檢(jian)查(cha)要(yao)借(jie)助于(yu)量(liang)(liang)具、樣板測(ce)量(liang)(liang)焊(han)(han)件(jian)焊(han)(han)后的(de)(de)真實尺(chi)寸。若超(chao)過設計圖樣規定(ding)的(de)(de)要(yao)求(qiu),要(yao)進行矯正、整形。焊(han)(han)接接頭外(wai)觀檢(jian)查(cha),不允許(xu)(xu)(xu)焊(han)(han)縫存在(zai)(zai)裂紋、未(wei)焊(han)(han)透和焊(han)(han)瘤等(deng)缺陷;其(qi)他焊(han)(han)接缺陷如咬邊、表面氣孔、焊(han)(han)縫成(cheng)形要(yao)控(kong)制在(zai)(zai)允許(xu)(xu)(xu)范(fan)圍內。對于(yu)不允許(xu)(xu)(xu)存在(zai)(zai)的(de)(de)和超(chao)標的(de)(de)焊(han)(han)接缺陷,一(yi)定(ding)要(yao)按(an)有關工藝(yi)文件(jian)進行修補。
二、焊縫的無損檢測
1. 滲透檢測(PT)
此方法(fa)(fa)分熒光檢測(ce)和著(zhu)色檢測(ce)兩種。分別利用帶有熒光染料(熒光法(fa)(fa))或紅色染料(著(zhu)色法(fa)(fa))滲透劑的滲透作用,來顯(xian)示焊接接頭表(biao)面微(wei)小缺陷的無損檢測(ce)法(fa)(fa)。焊接構件(jian)表(biao)面檢查常(chang)用著(zhu)色檢測(ce),檢測(ce)時(shi)要求被(bei)測(ce)表(biao)面平整光潔。焊縫(feng)滲透評定(ding)標(biao)準見《焊縫(feng)滲透檢測(ce)》GB/T 6062-2007。
2. 磁粉檢測(MT)
利用在(zai)強磁場中,鐵磁材料表層缺(que)陷產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)漏(lou)磁場吸附磁粉(fen)的(de)(de)(de)現象而進行的(de)(de)(de)無損檢(jian)測方法。在(zai)有(you)缺(que)陷處,由(you)于漏(lou)磁的(de)(de)(de)作(zuo)用會集中吸附撒上(shang)的(de)(de)(de)鐵粉(fen)。可根據(ju)吸附鐵粉(fen)的(de)(de)(de)形狀、厚度和多少,來判斷焊接(jie)缺(que)陷的(de)(de)(de)位置和大小(xiao)。該方法不適(shi)用無磁性的(de)(de)(de)奧氏體不銹鋼(gang)。
3. 射(she)線(xian)檢測(RT)
采(cai)用X射(she)線或y射(she)線照射(she)焊接(jie)接(jie)頭(tou)檢(jian)查(cha)其(qi)內部缺陷的(de)(de)一(yi)種無損檢(jian)測方法。它能準確地顯(xian)示(shi)出焊縫中焊接(jie)缺陷的(de)(de)種類、形狀、大(da)小、位置和分布情況。評(ping)定標準按《鋼熔(rong)化(hua)焊對接(jie)接(jie)頭(tou)射(she)線照相和質量(liang)分級》(GB/T 3323-2005)進行(xing)(xing)。該檢(jian)測方法長(chang)期(qi)操(cao)作,對操(cao)作者身體(ti)健康(kang)有一(yi)定的(de)(de)不良影響,因(yin)此必須(xu)在符合射(she)線安全標準條件下進行(xing)(xing)。
4. 超聲波(bo)檢(jian)測(UT)
借助于超聲波檢(jian)測儀來檢(jian)測焊(han)(han)縫內部缺陷的一種無損檢(jian)測方法。此方法適用于檢(jian)測中、厚板(ban)。檢(jian)測周期(qi)短、成(cheng)本低、設備(bei)簡單,對操作者身體無害,評定標準按《鋼焊(han)(han)縫手(shou)工超聲波探傷(shang)方法和探傷(shang)結果分級》(GB/T 11345-1989)進行(xing)。
5. 渦(wo)流檢測(ET)
渦流(liu)檢測(ce)是以(yi)電(dian)磁感(gan)(gan)應(ying)(ying)原(yuan)理(li)為(wei)基礎,當鋼管(guan)(指碳鋼、合(he)金鋼和不銹鋼)通過交流(liu)電(dian)的(de)(de)繞組時,鋼管(guan)表面(mian)或近(jin)表面(mian)出現集膚效(xiao)應(ying)(ying),使(shi)其有缺(que)(que)陷(xian)部位的(de)(de)渦流(liu)發(fa)生變化,導(dao)致(zhi)繞組的(de)(de)阻(zu)抗或近(jin)感(gan)(gan)應(ying)(ying)電(dian)壓產生變化,從(cong)(cong)而得到關于(yu)缺(que)(que)陷(xian)的(de)(de)信號(hao)(hao)。從(cong)(cong)信號(hao)(hao)的(de)(de)幅值(zhi)及(ji)相位等(deng)可以(yi)對缺(que)(que)陷(xian)進行(xing)判別(bie)(bie),能有效(xiao)地識別(bie)(bie)鋼管(guan)內外(wai)表面(mian)的(de)(de)不連(lian)續性(xing)缺(que)(que)陷(xian),如(ru)裂紋、未焊透、夾渣、氣孔(kong)、點腐(fu)蝕等(deng),對開放(fang)性(xing)線性(xing)缺(que)(que)陷(xian)最為(wei)敏感(gan)(gan)。
幾種(zhong)無損檢測方法的(de)特點及(ji)應用范圍見表7-2和(he)表7-3。
三、焊縫(feng)的(de)致(zhi)密性試驗
對于容(rong)(rong)器或(huo)(huo)不銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)管管路(lu),當焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)內外部焊(han)(han)(han)縫(feng)合格、焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)試板各項性能試驗合格且熱處理完(wan)畢后,才能按設計(ji)圖(tu)樣(yang)技術要(yao)求進行耐壓試驗和(he)氣密試驗,這是焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)容(rong)(rong)器或(huo)(huo)管路(lu)制造過程中(zhong)最后一道(dao)工序。根據設計(ji)圖(tu)樣(yang)規定有(you)下列幾(ji)種焊(han)(han)(han)縫(feng)致密性試驗適用于不銹(xiu)鋼或(huo)(huo)異種金(jin)屬(shu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)鍋(guo)爐、壓力(li)容(rong)(rong)器、管路(lu)、儲油罐、儲酸(suan)罐和(he)密封容(rong)(rong)器等產品。
1. 焊縫(feng)的水壓試驗(yan)
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. 焊縫的氣壓試驗
主要作為(wei)密(mi)封(feng)性試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan),水壓(ya)(ya)(ya)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)合格后(hou)才能(neng)進行氣壓(ya)(ya)(ya)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan),不允(yun)許(xu)(xu)用它既作為(wei)密(mi)封(feng)性試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)又(you)作為(wei)耐壓(ya)(ya)(ya)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan),或兩者合二為(wei)一來考核焊縫。因為(wei)氣壓(ya)(ya)(ya)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)有一定危險(xian)性,氣壓(ya)(ya)(ya)不允(yun)許(xu)(xu)有很(hen)高(gao)(gao)的壓(ya)(ya)(ya)力(li)。該試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法(fa)靈敏度較(jiao)高(gao)(gao),分靜氣壓(ya)(ya)(ya)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)、壓(ya)(ya)(ya)縮空氣噴射試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)和氨氣試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)等。
3. 焊縫的煤(mei)油試驗
適(shi)用于不(bu)受壓(ya)力的(de)容器(qi)和管路的(de)焊縫密封性(xing)檢(jian)查。試驗方法是在焊縫處涂刷較稠的(de)石(shi)灰(hui)水溶液,晾干后在焊縫的(de)背面涂上煤油(you),大約5min后觀察(cha)白色(se)石(shi)灰(hui)水上有(you)無煤油(you)滲漏而(er)產生的(de)黑色(se)斑痕。
4. 氦(hai)質(zhi)譜(pu)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。
氦質(zhi)譜檢(jian)漏(lou)儀(yi)主要由真(zhen)空系統(tong)、質(zhi)譜室(shi)(shi)和電(dian)氣部分(fen)組成。質(zhi)譜室(shi)(shi)是(shi)該儀(yi)器(qi)的(de)心臟部門,它由離(li)子(zi)(zi)(zi)源、分(fen)析(xi)(xi)器(qi)和收集(ji)器(qi)組成,把它們放在(zai)一個可以(yi)抽真(zhen)空的(de)外殼中。離(li)子(zi)(zi)(zi)源是(shi)一種(zhong)電(dian)子(zi)(zi)(zi)元器(qi)件,它將(jiang)氣體電(dian)離(li),形成一束具有一定能(neng)量的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi),通過分(fen)析(xi)(xi)器(qi)使不同
質量的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)按(an)不(bu)同(tong)軌跡運動而將它們彼此分開,且僅使氦離子(zi)(zi)通(tong)過其(qi)出口縫隙經過收集器(qi)。將所輸人(ren)的(de)(de)(de)微弱離子(zi)(zi)流通(tong)過運算放大器(qi)轉(zhuan)換成(cheng)輸出電(dian)壓和(he)電(dian)流以(yi)便測量。真(zhen)空(kong)系統要為質譜室(shi)提(ti)供工作所需(xu)要的(de)(de)(de)真(zhen)空(kong)條件(jian)。電(dian)氣部分除(chu)了主(zhu)機(ji)供電(dian)部件(jian)和(he)主(zhu)機(ji)控制部件(jian)外,還包括離子(zi)(zi)源電(dian)源、發射電(dian)流穩定電(dian)路、離子(zi)(zi)流放大器(qi)和(he)音響報警器(qi)等裝置。圖7-3為氦質譜檢漏(lou)示意圖。
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)(jian)漏(lou)(lou)技(ji)術(shu)就(jiu)是發(fa)現(xian)(xian)漏(lou)(lou)源。大(da)多(duo)(duo)數漏(lou)(lou)源又存在于組裝(zhuang)各種零(ling)件間的(de)(de)連接(jie)不密封處,利用氦質譜(pu)檢(jian)(jian)漏(lou)(lou)儀(yi)特別容(rong)易(yi)發(fa)現(xian)(xian)焊(han)接(jie)結構(gou)中(zhong)焊(han)縫缺陷造成的(de)(de)漏(lou)(lou)源。有些細小不規(gui)則(ze)(ze)穿透性(xing)(xing)焊(han)接(jie)缺陷,經過耐(nai)壓試驗和氣壓試驗未(wei)能發(fa)現(xian)(xian),例(li)如,經過5.0MPa耐(nai)壓試驗認為合格(ge)的(de)(de)焊(han)接(jie)件,通過氨質譜(pu)檢(jian)(jian)漏(lou)(lou)儀(yi)能檢(jian)(jian)測(ce)到焊(han)接(jie)穿透性(xing)(xing)裂紋(wen)。又例(li)如,經過多(duo)(duo)次彎曲路(lu)徑長(chang)(chang)度比壁橫斷面長(chang)(chang)度大(da)得多(duo)(duo)的(de)(de)線性(xing)(xing)缺陷,如同一條(tiao)長(chang)(chang)而不規(gui)則(ze)(ze)的(de)(de)蚯蚓洞也(ye)能檢(jian)(jian)漏(lou)(lou)出(chu)來。
有些被(bei)檢產品(pin)(pin)可(ke)以(yi)在不損害使用(yong)和(he)不影響其壽命的(de)原則下允許(xu)存在小(xiao)的(de)漏孔,見表7-4。企(qi)圖使產品(pin)(pin)檢測到處于“無漏”或“零漏率”狀態,必(bi)然會造成(cheng)很大(da)的(de)浪費,是(shi)完全(quan)沒有必(bi)要的(de)。有時(shi)設計圖樣(yang)提出(chu)的(de)漏率要小(xiao)于實際產品(pin)(pin)使用(yong)時(shi)的(de)漏率,其目的(de)是(shi)確保產品(pin)(pin)在規定工(gong)作(zuo)(zuo)時(shi)間內能穩(wen)定、可(ke)靠(kao)地工(gong)作(zuo)(zuo),但會消耗大(da)量的(de)人(ren)力和(he)物力,增加制造成(cheng)本。
檢(jian)(jian)漏(lou)(lou)(lou)(lou)方(fang)法有噴(pen)吹法、氦罩法、充壓(ya)法、吸槍法、探(tan)漏(lou)(lou)(lou)(lou)盒(he)法和(he)背(bei)壓(ya)法。當示漏(lou)(lou)(lou)(lou)氣(qi)體(ti)(ti)氦氣(qi)在(zai)(zai)質譜室(shi)超過預先設定的(de)(de)標定值時(shi)(shi)(shi),它會及(ji)時(shi)(shi)(shi)發出聲響報警(jing),測出漏(lou)(lou)(lou)(lou)點的(de)(de)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)并能(neng)計(ji)算出漏(lou)(lou)(lou)(lou)率(lv)量(liang)(liang),對(dui)于(yu)大(da)型低(di)溫(wen)容(rong)器(qi)的(de)(de)真(zhen)空檢(jian)(jian)漏(lou)(lou)(lou)(lou),用(yong)單一(yi)(yi)檢(jian)(jian)漏(lou)(lou)(lou)(lou)方(fang)法有一(yi)(yi)定困(kun)難(nan)。這是因為標準漏(lou)(lou)(lou)(lou)孔(kong)(在(zai)(zai)給(gei)定條件(jian)下能(neng)夠提供恒定氣(qi)體(ti)(ti)流量(liang)(liang)的(de)(de),并經過標準校(xiao)準過的(de)(de)一(yi)(yi)種元件(jian)。般是在(zai)(zai)20℃時(shi)(shi)(shi)對(dui)一(yi)(yi)個大(da)氣(qi)壓(ya)的(de)(de)空氣(qi)的(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)(lou)量(liang)(liang)值)連接處與質譜室(shi)的(de)(de)距離(li)較遠,因此在(zai)(zai)儀(yi)器(qi)上的(de)(de)反應時(shi)(shi)(shi)間也(ye)相應增長(chang),不易準確(que)判斷反應時(shi)(shi)(shi)間,就(jiu)很難(nan)找到漏(lou)(lou)(lou)(lou)點的(de)(de)準確(que)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)。可(ke)以通過探(tan)漏(lou)(lou)(lou)(lou)盒(he)法進(jin)(jin)行分(fen)段預檢(jian)(jian),分(fen)段檢(jian)(jian)漏(lou)(lou)(lou)(lou)率(lv)要小(xiao)于(yu)總體(ti)(ti)的(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)(lou)率(lv)。編者所在(zai)(zai)單位(wei)(wei)曾成功地用(yong)此方(fang)法對(dui)裝有液氮、液氧(yang)和(he)液氫等(deng)大(da)型容(rong)器(qi)進(jin)(jin)行了檢(jian)(jian)漏(lou)(lou)(lou)(lou)測試,其檢(jian)(jian)漏(lou)(lou)(lou)(lou)系統如圖7-4所示。
在不銹鋼焊管焊縫致(zhi)密性檢(jian)測過程(cheng)中若(ruo)發現泄(xie)漏(lou)現象,必須按有關工(gong)藝文件修復,直至(zhi)達到產品圖(tu)樣技(ji)術要求。
在不銹(xiu)鋼焊(han)管焊(han)縫致密(mi)性檢測過(guo)程(cheng)中(zhong)或修復(fu)過(guo)程(cheng)中(zhong)以(yi)及(ji)包(bao)裝過(guo)程(cheng)中(zhong),發現與(yu)介質接觸表面(mian)有鈍化膜被(bei)損(sun)傷時,應及(ji)時采取局部鈍化處理的(de)措施。
不銹鋼焊(han)(han)管成品(pin)(pin)檢(jian)驗(yan)過程(cheng)各工序所(suo)有質量情況應填(tian)入(ru)產品(pin)(pin)制(zhi)造工序過程(cheng)卡(ka),材(cai)(cai)(cai)料(包(bao)括鋼材(cai)(cai)(cai)、焊(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料)、零部件、裝配焊(han)(han)接(jie)、表面處(chu)理、熱處(chu)理等(deng)產品(pin)(pin)制(zhi)造工序過程(cheng)卡(ka)及產品(pin)(pin)生產過程(cheng)中(zhong)所(suo)有檢(jian)驗(yan)跟蹤(zong)文件一并(bing)匯(hui)總,建立控制(zhi)該產品(pin)(pin)在(zai)制(zhi)造過程(cheng)中(zhong)質量匯(hui)總冊進(jin)行歸(gui)檔。