特種設(shè)備常用檢測方法

特種設(shè)備常用檢測方法-1

-2前言

特種設(shè)備種類繁多，結(jié)構(gòu)類型各異，所承受的載荷是復(fù)雜多變的，甚至有些設(shè)備還要承受介質(zhì)的腐蝕和磨損，因而在對特種設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，需要采用各種不同的檢測方法。3常用檢測方法的分類

宏觀檢查

化學(xué)成分檢查

力學(xué)性能試驗(yàn)常用檢測方法

金相檢驗(yàn)

無損檢測

常用檢測方法4一、宏觀檢查直觀檢查和量具檢查通常稱為宏觀檢查，是對特種設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)的常用方法。

宏觀檢查的項(xiàng)目主要是外觀狀態(tài)是否有異樣（松脫、偏斜、卡死或損壞等現(xiàn)象）、表面是否缺陷（裂紋、未熔合、氣孔和夾渣，咬邊、根部凸出和內(nèi)凹），外形尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求。通過宏觀檢查來確定是否需要進(jìn)行進(jìn)一步檢驗(yàn)。5二、化學(xué)成分檢查化學(xué)成分是決定金屬材料性能和質(zhì)量的主要因素。因此，標(biāo)準(zhǔn)中對絕大多數(shù)金屬材料規(guī)定了必須保證的化學(xué)成分，有的甚至作為主要的質(zhì)量、品種指標(biāo)。在化學(xué)成分方面，主要有化學(xué)分析方法和光譜分析方法。6二、化學(xué)成分檢查

1）化學(xué)分析

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)來確定金屬的組成成分，這種方法統(tǒng)稱為化學(xué)分析法?；瘜W(xué)分析法分為定性分析和定量分析兩種。通過定性分析，可以鑒定出材料含有哪些元素，但不能確定它們的含量；定量分析，是用來準(zhǔn)確測定各種元素的含量。實(shí)際生產(chǎn)中主要采用定量分析。7二、化學(xué)成分檢查

2）光譜分析各種元素在高溫、高能量的激發(fā)下都能產(chǎn)生自己特有的光譜，根據(jù)元素被激發(fā)后所產(chǎn)生的特征光譜來確定金屬的化學(xué)成分及大致含量的方法，稱光譜分析法。8二、化學(xué)成分檢查2017

年12

月23

日13

時(shí)45

分左右，位于嘉興市南湖區(qū)新豐鎮(zhèn)的嘉興市富欣熱電有限公司一臺高溫高壓鍋爐主蒸汽管道旁通蒸汽回收支管（該管段位于主蒸汽管道上三通與蒸汽回收支管一次閥之間，屬于鍋爐范圍內(nèi)管道。）發(fā)生爆裂事故，造成6

人死亡、3

人重傷。9二、化學(xué)成分檢查

事故鍋爐是一臺高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐，額定蒸發(fā)量100t/h，額定蒸汽壓力9.8MPa，額定蒸汽溫度540℃。事故管應(yīng)是12Cr1MOVG，規(guī)格?133×10mm，允許使用溫度565℃，而實(shí)際使用20G，允許使用溫度430℃。提供的質(zhì)保書是偽造的，且該鍋爐已運(yùn)行了4250.78小時(shí)。

該事例說明安裝現(xiàn)場材料管理混亂，檢測質(zhì)量失控，監(jiān)督管理失效。10三、力學(xué)性能試驗(yàn)力學(xué)性能試驗(yàn)是用來測定材料在各種條件下的強(qiáng)度、塑性和韌性。首先從使用材料中截取一小部份，從中取出拉伸、彎曲、沖擊等試樣進(jìn)行試驗(yàn)，以確定性能是否符合設(shè)計(jì)的要求。11三、力學(xué)性能試驗(yàn)1）拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)所得到的材料強(qiáng)度和塑性性能數(shù)據(jù)對于設(shè)計(jì)和選材、材料的采購和驗(yàn)收、產(chǎn)品的質(zhì)量控制、設(shè)備的安全和評估都有很重要的參考價(jià)值。12三、力學(xué)性能試驗(yàn)焊接接頭力學(xué)性能試驗(yàn)是用來測定焊接材料、焊縫金屬和焊接接頭的強(qiáng)度、塑性和韌性。首先應(yīng)當(dāng)焊制產(chǎn)品試板，從中取出拉伸、彎曲、沖擊等試樣進(jìn)行試驗(yàn)，以確定焊接工藝參數(shù)是否合適，焊接接頭的性能是否符合設(shè)計(jì)的要求。13三、力學(xué)性能試驗(yàn)1）拉伸試驗(yàn)(1)抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度材料的強(qiáng)度越高，能承受的外力就越大，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，材料所受的應(yīng)力應(yīng)小于屈服強(qiáng)度，否則會(huì)因塑性變形而導(dǎo)致破壞。(2)斷后伸長率和斷面收縮率值大的材料，軋制和鍛造的可塑性也越大。14三、力學(xué)性能試驗(yàn)2）彎曲試驗(yàn)彎曲試驗(yàn)主要用來檢驗(yàn)材料在受彎曲載荷作用下，承受塑形變形的能力，并顯示冶金或焊接缺陷。檢驗(yàn)焊接接頭塑性性能最直接、最有效的方法是彎曲試驗(yàn)。焊接缺陷如氣孔、夾渣在內(nèi)表面擠壓力的作用下，其尖角會(huì)引起較大應(yīng)力集中，從而造成表面開裂、彎曲面凸起等現(xiàn)象；焊趾熔合不好，焊后在焊趾處母材與焊縫易產(chǎn)生未熔合或開裂，最終在焊縫表面產(chǎn)生一條宏觀可見的裂紋。15三、力學(xué)性能試驗(yàn)3）沖擊試驗(yàn)（1）沖擊試驗(yàn)對組織和材料缺陷非常敏感，從而檢查和控制冶金質(zhì)量和熱加工質(zhì)量。（2）缺口造成應(yīng)力應(yīng)變集中，使材料的應(yīng)力狀態(tài)變硬，承受沖擊能量的能力變差，用拉伸試驗(yàn)中測定的強(qiáng)度和塑性指標(biāo)往往不能評定材料對缺口是否敏感。

16三、力學(xué)性能試驗(yàn)3）沖擊試驗(yàn)（3）隨著溫度的降低，沖擊值降低，材料由韌性斷裂往脆性斷裂轉(zhuǎn)變。

17三、力學(xué)性能試驗(yàn)3）沖擊試驗(yàn)（3）隨著溫度的降低，沖擊值降低，材料由韌性斷裂往脆性斷裂轉(zhuǎn)變。

18四、金相檢驗(yàn)金相檢驗(yàn)的目的是通過觀察到的宏觀組織和微觀組織來判斷其物理性能和機(jī)械性能。（1）宏觀組織試驗(yàn)

用肉眼或低倍放大鏡研究金屬表面的不均一性。

19四、金相檢驗(yàn)（2）微觀觀組織試驗(yàn)

利用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡，用于以下用途：A、判斷材料的類別；B、材料的受腐蝕情況，并判定腐蝕或斷裂的類型；C、判定材料的晶粒度；D、長期在高溫高壓等惡劣環(huán)境下材質(zhì)劣化情況；E、熱處理效果和質(zhì)量情況；F、臨環(huán)境下氫損傷的情況；G、檢測材料中的疏松，晶間裂紋，過燒等情況。

20四、金相檢驗(yàn)

車用壓縮天然氣鋼制內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶工作壓力為20MPa或25MPa，內(nèi)膽材料需要抗拉強(qiáng)度高，氣瓶的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“未爆先漏”的原則，即材料應(yīng)有足夠的韌性。熱處理后，實(shí)測抗拉強(qiáng)度不大于880MPa。熱處理是高溫淬火+高溫回火，熱處理后的金相組織應(yīng)是回火索氏體。21四、金相檢驗(yàn)回火索氏體是最終獲得的組織，索氏體的碳化物分散度很大，呈球狀。特點(diǎn)是強(qiáng)度高，沖擊韌性好，有較佳的綜合機(jī)械性能。22五、無損檢測在不破壞試件的前提下，以物理或化學(xué)方法為手段，借助先進(jìn)的技術(shù)的設(shè)備器材，對試件的內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)，性質(zhì)，狀態(tài)進(jìn)行檢查和測試的方法。23五（1）、射線檢測射線檢測最主要是探測試件內(nèi)部的宏觀幾何缺陷。射線照相法是指用X射線或r射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無損檢測方法。24五（1）、射線檢測射線照相法的特點(diǎn)1）檢測結(jié)果有直接記錄-底片；2）可以獲得缺陷的投影圖像，缺陷定性定量準(zhǔn)確；3）對體積型缺陷檢出率高，而面積型缺陷的檢出率受到多種因素影響。25五（1）、射線檢測4）適于檢測厚度較薄的工件而不適宜較厚的工件5）適宜檢測對接焊縫，檢測角焊縫效果較差，不適宜檢測板材、棒材、鍛件。6）有些試件結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場條件不適合射線照相7）對缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的確定比較困難。8）檢測成本高9）射線照相檢測速度慢10）射線對人體有害26五（2）、x射線數(shù)字成像檢測冷庫庫房需要制冷，制冷通過機(jī)械壓縮制冷循環(huán)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)內(nèi)制冷劑需承載一定的壓力（氨制冷系統(tǒng)高壓部分正常工作壓力：0.8MPa-1.4MPa），防止容器、管路系統(tǒng)內(nèi)壓力超高，發(fā)生開裂和爆炸；制冷系統(tǒng)通過制冷劑循環(huán)完成換熱，需預(yù)防制冷劑的泄漏。2013年吉林寶源豐禽業(yè)公司液氨泄漏爆炸事故，是由于電氣短路引燃可燃物，燃燒的高溫導(dǎo)致氨設(shè)備發(fā)生爆炸，引起氨泄漏。共造成121人死亡，76人受傷。這對氨制冷設(shè)備的檢驗(yàn)提高了要求。27五（2）、x射線數(shù)字成像檢測2013年8月31日，上海翁牌冷藏實(shí)業(yè)有限公司發(fā)生液氨泄漏事故，造成15人死亡，25人受傷?！?·31”重大事故直接原因，系生產(chǎn)廠房內(nèi)液氨管路系統(tǒng)管帽脫落，引起液氨泄漏，導(dǎo)致操作人員傷亡。2013年國家質(zhì)檢總局出61號文，針對氨制冷裝置進(jìn)行了專項(xiàng)治理。對熱氨融霜管道和低壓側(cè)管道對接焊接接頭100%射線檢測，高壓側(cè)管道不少于20%的射線檢測。

28五（2）、x射線數(shù)字成像檢測定期檢驗(yàn)時(shí)，低壓側(cè)管道的埋藏缺陷檢測可以采用數(shù)字射線成像技術(shù)；保溫層完好的壓力管道必要時(shí)采用數(shù)字射線成像技術(shù)進(jìn)行壁厚檢測。29五（3）、超聲波檢測

超聲波探傷儀（聲源）產(chǎn)生高頻電磁振蕩信號（脈沖波）,采用一定的方式使超聲波進(jìn)入工件；超聲波在工件中傳播并與工件材料以及其中的缺陷相互作用，其傳播方向或特征被改變；反射回來的超聲波被超聲波探頭接收，進(jìn)行處理和分析；根據(jù)接收的超聲波特征、進(jìn)行評估。被檢工件TFB超聲波探傷儀探頭30五（3）、超聲波檢測

超聲波檢測的特點(diǎn)（1）面積型缺陷檢出率高，體積型檢測率低（2）適宜檢測厚度較大的工件（3）適于檢測各種試件（4）檢驗(yàn)成本低，速度塊，儀器體積?。?）無法得到缺陷的直觀圖像，定性困難，定量精度不高（6）檢測結(jié)果無直接見證記錄（7）對缺陷在工件厚度方向上定位準(zhǔn)確（8）材質(zhì)、晶粒度對探傷有影響（9）工件不規(guī)則的外形和一些結(jié)構(gòu)會(huì)影響檢測（10）不平或粗糙的表面會(huì)影響耦合和掃查，從而影響檢測精度和可靠性五（4）、衍射時(shí)差超聲波檢測發(fā)射探頭接收探頭橫向波上端點(diǎn)下端點(diǎn)內(nèi)壁反射信號是采用一發(fā)一收兩個(gè)探頭的工作模式、主要利用缺陷端點(diǎn)的衍射信號探測和測定缺陷尺寸的一種超聲檢測方法。TOFD的A掃信號發(fā)射探頭接收探頭橫向波上端點(diǎn)下端點(diǎn)內(nèi)壁反射信號+LW上端點(diǎn)下端點(diǎn)BW—相位—相位+相位A掃信號轉(zhuǎn)換為TOFD圖像白色+黑色-波幅時(shí)間時(shí)間數(shù)據(jù)顯示D掃上表面內(nèi)壁A掃LWBW五（4）、衍射時(shí)差超聲波檢測特點(diǎn)：1、可靠性好，因?yàn)槿魏畏较虻娜毕荻寄苡行Оl(fā)現(xiàn)；2、定量精度高，尤其在高度測量誤差在1mm以內(nèi)；3、掃查范圍廣，探頭只需沿焊縫兩側(cè)移動(dòng)即可，檢測效率高；4、數(shù)據(jù)全程記錄、長久保存，且能高速進(jìn)行大批量信號處理；5、可以對缺陷擴(kuò)展的監(jiān)控，尤其對裂紋高度擴(kuò)展的監(jiān)控；6、對近表面缺陷檢測可靠性不高，定性比較困難；7、對粗晶材料、橫向缺陷、復(fù)雜形狀的工件檢測有一定困難。8、點(diǎn)狀缺陷的尺寸測量不夠準(zhǔn)確。五（5）、相控陣超聲波檢測相控陣超聲檢測技術(shù)以靈活的聲束偏轉(zhuǎn)和聚焦性能，對同一探頭實(shí)現(xiàn)不同壁厚、不同材質(zhì)工件的檢測，克服了常規(guī)超聲波檢測系統(tǒng)調(diào)整難度大，探頭適用范圍窄的缺點(diǎn)。五（5）、相控陣超聲波檢測

真實(shí)深度、半聲程、投影或任意面，用戶可根據(jù)工件缺陷分布情況決定所用聚焦方式。五（5）、相控陣超聲波檢測壓力容器及石油管線焊縫檢測五（5）、相控陣超聲波檢測小徑管對接環(huán)焊縫檢測該套掃查器可用于Φ0.8”(20mm)-Φ4.5”(114.3mm)的小徑管環(huán)焊縫檢測，并可以將兩個(gè)掃查器對接，使用兩個(gè)自聚焦相控陣探頭在焊縫兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行檢測。

五（5）、相控陣超聲波檢測Y型雙向不銹鋼焊縫的相控陣檢測位置1-Φ3mm雙孔五（5）、相控陣超聲波檢測高溫緊固螺栓的相控陣檢測42五（6）、磁粉檢測

鐵磁性材料工件被磁化后，由于不連續(xù)的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，在合適的光照下形成目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度。43五（6）、磁粉檢測1)適用于鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小，間隙極窄和目視難以看出的缺陷；2)不適用奧氏體不銹鋼（如S304,316,316L等）材料和焊縫，也不適用銅、鋁、鎂、鈦（Cμ、Al、Mg、Ti）。但馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼材料（如1Cr13、2Cr13）具有磁性，可MT；44五（6）、磁粉檢測3)適用于檢測未加工的原材料、加工的半成品、成品以及在役或使用過的工件及承壓設(shè)備；

4)適用于檢測管材、板材、棒材、型材、鑄鋼、鍛鋼及焊接件；5)適用于檢測工件表面和近表面裂紋、氣孔、夾雜、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、冷隔和疏松等缺陷，對表面淺而寬的劃傷、埋藏較深的孔洞和與工件表面夾角<20o的分層及折疊難以發(fā)現(xiàn)。45五（7）、滲透檢測滲透劑在毛細(xì)管作用下，滲入表面開口缺陷內(nèi)；在去除工件表面多余的滲透劑后，通過顯象劑的毛細(xì)管作用將缺陷內(nèi)的滲透劑吸附到工件表面，在一定的光源下缺陷處的滲透劑痕跡被顯示，從而顯示缺陷的存在，這種檢測方法稱為滲透檢測。46五（7）、滲透檢測特點(diǎn)：1)可檢測各種材料；金屬、非金屬材料；磁性、非磁性材料；焊接、鍛造、軋制等加工方式；2)具有較高的靈敏度（可發(fā)現(xiàn)：0.1μm寬缺陷）；3)顯示直觀、操作方便、檢測費(fèi)用低。47五（8）、渦流檢測當(dāng)載有交變電流的試驗(yàn)線圈靠近導(dǎo)體試件時(shí)，由于線圈產(chǎn)生的交變磁場的作用會(huì)在導(dǎo)體中感生出渦流。渦流的大小、相位及流動(dòng)形式受到試件性能及有無缺陷的影響，而渦流的反作用磁場又使線圈的阻抗發(fā)生變化。因此，通過測定試驗(yàn)線圈阻抗的變化，就可以推斷出被檢試件性能的變化及有無缺陷的結(jié)論。48五（8）、渦流檢測渦流檢測的優(yōu)點(diǎn)：1、檢測線圈不需要接觸工件，也不需要耦合劑，對管、棒、線材的檢測易于實(shí)現(xiàn)高速、高效率的自動(dòng)化檢測；也可在高溫下進(jìn)行檢測，或?qū)?/p>