在不損壞不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、焊件(jian)外觀檢查(cha)
它包括(kuo)不銹鋼焊(han)管的(de)(de)外(wai)形尺(chi)(chi)寸和(he)焊(han)接接頭質量的(de)(de)檢查(cha)。不銹鋼焊(han)管外(wai)形尺(chi)(chi)寸檢查(cha)要(yao)借助于量具、樣(yang)板(ban)測量焊(han)件焊(han)后(hou)的(de)(de)真實尺(chi)(chi)寸。若超過(guo)設(she)計圖(tu)樣(yang)規定的(de)(de)要(yao)求,要(yao)進(jin)行矯正、整形。焊(han)接接頭外(wai)觀檢查(cha),不允(yun)許(xu)(xu)(xu)焊(han)縫存(cun)(cun)在裂紋、未焊(han)透和(he)焊(han)瘤(liu)等缺(que)陷(xian);其他焊(han)接缺(que)陷(xian)如咬邊、表面氣孔、焊(han)縫成形要(yao)控制(zhi)在允(yun)許(xu)(xu)(xu)范圍內。對(dui)于不允(yun)許(xu)(xu)(xu)存(cun)(cun)在的(de)(de)和(he)超標(biao)的(de)(de)焊(han)接缺(que)陷(xian),一定要(yao)按有關工(gong)藝文件進(jin)行修(xiu)補。
二、焊縫的無損檢測
1. 滲(shen)透檢(jian)測(PT)
此方法分熒光(guang)檢測(ce)和著色(se)(se)檢測(ce)兩種。分別(bie)利用(yong)(yong)帶有熒光(guang)染料(liao)(熒光(guang)法)或紅色(se)(se)染料(liao)(著色(se)(se)法)滲(shen)透劑(ji)的(de)滲(shen)透作用(yong)(yong),來顯示焊(han)接(jie)接(jie)頭表(biao)面微小(xiao)缺陷的(de)無損檢測(ce)法。焊(han)接(jie)構件(jian)表(biao)面檢查(cha)常用(yong)(yong)著色(se)(se)檢測(ce),檢測(ce)時要求被測(ce)表(biao)面平整光(guang)潔。焊(han)縫(feng)滲(shen)透評定標準見《焊(han)縫(feng)滲(shen)透檢測(ce)》GB/T 6062-2007。
2. 磁粉檢測(ce)(MT)
利用在(zai)強(qiang)磁(ci)場中,鐵磁(ci)材料表(biao)層缺陷產生的(de)(de)漏(lou)磁(ci)場吸附(fu)磁(ci)粉的(de)(de)現象而進行的(de)(de)無損檢測方法。在(zai)有(you)缺陷處(chu),由于漏(lou)磁(ci)的(de)(de)作用會集中吸附(fu)撒上的(de)(de)鐵粉。可根據(ju)吸附(fu)鐵粉的(de)(de)形狀、厚(hou)度和多(duo)少,來(lai)判斷焊接缺陷的(de)(de)位置(zhi)和大小。該(gai)方法不適用無磁(ci)性的(de)(de)奧氏體不銹鋼。
3. 射線(xian)檢測(RT)
采(cai)用X射(she)線(xian)或y射(she)線(xian)照射(she)焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭檢查其內部缺陷(xian)的一種無(wu)損檢測(ce)(ce)方法(fa)。它能準確地顯示出焊縫(feng)中焊接(jie)(jie)(jie)缺陷(xian)的種類(lei)、形狀、大小、位置和(he)分(fen)布(bu)情況。評(ping)定標(biao)(biao)準按《鋼熔化焊對接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭射(she)線(xian)照相和(he)質量分(fen)級》(GB/T 3323-2005)進行。該檢測(ce)(ce)方法(fa)長期操作,對操作者身體健康有一定的不良影響(xiang),因此必須在符合射(she)線(xian)安全(quan)標(biao)(biao)準條件下進行。
4. 超聲波檢(jian)測(UT)
借助于超聲波檢測(ce)儀來檢測(ce)焊縫內部缺陷(xian)的一(yi)種(zhong)無損檢測(ce)方(fang)法。此方(fang)法適用于檢測(ce)中(zhong)、厚板。檢測(ce)周期短、成本低、設(she)備簡單,對(dui)操作者身體(ti)無害,評定標準按《鋼焊縫手(shou)工(gong)超聲波探傷(shang)方(fang)法和探傷(shang)結果(guo)分級》(GB/T 11345-1989)進行。
5. 渦流(liu)檢測(ET)
渦(wo)流檢測(ce)是以電(dian)磁感(gan)應原理為基(ji)礎,當(dang)鋼(gang)管(指碳鋼(gang)、合金鋼(gang)和不銹鋼(gang))通過交流電(dian)的繞組(zu)時,鋼(gang)管表(biao)(biao)面或(huo)近表(biao)(biao)面出現集膚效應,使其有缺(que)陷部(bu)位的渦(wo)流發(fa)生變(bian)化,導致繞組(zu)的阻抗或(huo)近感(gan)應電(dian)壓(ya)產生變(bian)化,從而(er)得到關于缺(que)陷的信號(hao)。從信號(hao)的幅值(zhi)及相位等可以對(dui)缺(que)陷進行判別,能有效地(di)識別鋼(gang)管內外表(biao)(biao)面的不連續性(xing)(xing)缺(que)陷,如裂(lie)紋、未焊(han)透、夾渣、氣(qi)孔、點腐蝕等,對(dui)開放(fang)性(xing)(xing)線性(xing)(xing)缺(que)陷最(zui)為敏感(gan)。
幾種無損(sun)檢(jian)測方法的特點及(ji)應用(yong)范(fan)圍見表7-2和表7-3。
三、焊縫的(de)致密性(xing)試驗(yan)
對于(yu)容器(qi)(qi)(qi)或不銹鋼焊(han)管(guan)管(guan)路,當焊(han)接接頭的內外部(bu)焊(han)縫合格、焊(han)接試(shi)板各項(xiang)性能試(shi)驗(yan)(yan)合格且熱處理完(wan)畢后,才能按設計(ji)圖樣技術要求進行耐壓試(shi)驗(yan)(yan)和氣密(mi)試(shi)驗(yan)(yan),這是焊(han)接容器(qi)(qi)(qi)或管(guan)路制造過程中最后一道工序。根(gen)據設計(ji)圖樣規定(ding)有下(xia)列幾種(zhong)焊(han)縫致密(mi)性試(shi)驗(yan)(yan)適(shi)用于(yu)不銹鋼或異種(zhong)金屬焊(han)接的鍋(guo)爐、壓力容器(qi)(qi)(qi)、管(guan)路、儲油(you)罐(guan)、儲酸罐(guan)和密(mi)封(feng)容器(qi)(qi)(qi)等產品。
1. 焊(han)縫的水(shui)壓(ya)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(de)氣壓試驗
主(zhu)要(yao)作(zuo)為密封(feng)性(xing)試(shi)驗(yan)(yan),水壓(ya)(ya)試(shi)驗(yan)(yan)合(he)格后才(cai)能進行氣壓(ya)(ya)試(shi)驗(yan)(yan),不允許用(yong)它(ta)既作(zuo)為密封(feng)性(xing)試(shi)驗(yan)(yan)又作(zuo)為耐壓(ya)(ya)試(shi)驗(yan)(yan),或兩者合(he)二為一來考核(he)焊(han)縫。因為氣壓(ya)(ya)試(shi)驗(yan)(yan)有一定危險性(xing),氣壓(ya)(ya)不允許有很高(gao)(gao)的壓(ya)(ya)力。該(gai)試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法靈敏度較高(gao)(gao),分靜氣壓(ya)(ya)試(shi)驗(yan)(yan)、壓(ya)(ya)縮空氣噴射試(shi)驗(yan)(yan)和氨氣試(shi)驗(yan)(yan)等。
3. 焊縫的煤(mei)油(you)試驗(yan)
適用于(yu)不(bu)受壓力的(de)(de)容器和管路的(de)(de)焊(han)縫密封性檢查。試驗(yan)方法是(shi)在(zai)焊(han)縫處涂刷較稠的(de)(de)石灰(hui)水(shui)溶液(ye),晾干(gan)后(hou)在(zai)焊(han)縫的(de)(de)背面涂上煤(mei)油,大約5min后(hou)觀察白色石灰(hui)水(shui)上有無(wu)煤(mei)油滲(shen)漏而產生(sheng)的(de)(de)黑色斑痕。
4. 氦質譜(pu)檢(jian)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)譜檢漏儀(yi)主要由(you)(you)真空(kong)系統、質(zhi)譜室(shi)和電氣(qi)部分(fen)組成(cheng)(cheng)。質(zhi)譜室(shi)是該儀(yi)器(qi)的心臟(zang)部門(men),它由(you)(you)離子(zi)(zi)(zi)源、分(fen)析器(qi)和收(shou)集器(qi)組成(cheng)(cheng),把它們(men)放在一(yi)個可以抽真空(kong)的外(wai)殼(ke)中(zhong)。離子(zi)(zi)(zi)源是一(yi)種(zhong)電子(zi)(zi)(zi)元器(qi)件,它將氣(qi)體電離,形成(cheng)(cheng)一(yi)束具有一(yi)定(ding)能量的離子(zi)(zi)(zi),通(tong)過分(fen)析器(qi)使(shi)不同(tong)
質量的(de)(de)離(li)(li)子(zi)按不同(tong)軌跡運(yun)動而將它們彼此分(fen)開(kai),且僅使氦離(li)(li)子(zi)通過其出口縫(feng)隙經過收集器(qi)。將所(suo)輸人的(de)(de)微弱離(li)(li)子(zi)流通過運(yun)算放大器(qi)轉換成輸出電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)和電(dian)(dian)(dian)(dian)流以便測(ce)量。真(zhen)空(kong)系統(tong)要為質譜室(shi)提供工作所(suo)需要的(de)(de)真(zhen)空(kong)條件。電(dian)(dian)(dian)(dian)氣(qi)部分(fen)除了主(zhu)機(ji)供電(dian)(dian)(dian)(dian)部件和主(zhu)機(ji)控制部件外,還(huan)包括(kuo)離(li)(li)子(zi)源電(dian)(dian)(dian)(dian)源、發射電(dian)(dian)(dian)(dian)流穩(wen)定電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、離(li)(li)子(zi)流放大器(qi)和音響報警器(qi)等裝置。圖(tu)7-3為氦質譜檢(jian)漏示意圖(tu)。
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。
檢漏(lou)技術(shu)就是發現(xian)漏(lou)源(yuan)(yuan)。大(da)多數漏(lou)源(yuan)(yuan)又(you)(you)存在于組裝各種零件(jian)間(jian)的連接不(bu)(bu)密封處,利用氦(hai)質譜(pu)(pu)檢漏(lou)儀特別容易發現(xian)焊接結(jie)構(gou)中焊縫(feng)缺陷造(zao)成的漏(lou)源(yuan)(yuan)。有些細(xi)小不(bu)(bu)規(gui)則穿透性焊接缺陷,經(jing)過耐(nai)(nai)壓(ya)試驗(yan)和氣(qi)壓(ya)試驗(yan)未(wei)能發現(xian),例(li)如,經(jing)過5.0MPa耐(nai)(nai)壓(ya)試驗(yan)認為合格的焊接件(jian),通過氨(an)質譜(pu)(pu)檢漏(lou)儀能檢測到焊接穿透性裂(lie)紋。又(you)(you)例(li)如,經(jing)過多次彎(wan)曲路(lu)徑長度(du)比壁橫斷(duan)面(mian)長度(du)大(da)得多的線性缺陷,如同一條長而不(bu)(bu)規(gui)則的蚯蚓(yin)洞也能檢漏(lou)出(chu)來(lai)。
有些被檢產品(pin)可(ke)(ke)以在(zai)不損害使(shi)用和(he)不影響其(qi)壽命的(de)原則下允許存在(zai)小的(de)漏孔,見表(biao)7-4。企圖使(shi)產品(pin)檢測(ce)到處于“無漏”或“零漏率(lv)”狀態,必然會(hui)造(zao)成(cheng)很(hen)大的(de)浪費(fei),是完全沒有必要的(de)。有時設計圖樣提出的(de)漏率(lv)要小于實際產品(pin)使(shi)用時的(de)漏率(lv),其(qi)目的(de)是確(que)保(bao)產品(pin)在(zai)規定工作(zuo)時間內能穩定、可(ke)(ke)靠(kao)地工作(zuo),但會(hui)消耗大量的(de)人力和(he)物力,增加制造(zao)成(cheng)本。
檢漏(lou)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)有(you)噴吹法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、氦(hai)(hai)罩法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、充壓法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、吸槍法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、探漏(lou)盒法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)背壓法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。當示漏(lou)氣(qi)(qi)體(ti)氦(hai)(hai)氣(qi)(qi)在(zai)質譜室(shi)超過(guo)預先設定的(de)(de)(de)標定值(zhi)(zhi)時(shi),它會及時(shi)發出(chu)聲響報警,測出(chu)漏(lou)點(dian)的(de)(de)(de)位(wei)置并能計算出(chu)漏(lou)率(lv)(lv)量(liang),對于大(da)型低溫容(rong)器(qi)的(de)(de)(de)真(zhen)空(kong)檢漏(lou),用(yong)單(dan)一(yi)(yi)檢漏(lou)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)有(you)一(yi)(yi)定困難。這是因為(wei)標準漏(lou)孔(kong)(在(zai)給定條(tiao)件(jian)下(xia)能夠提供恒(heng)定氣(qi)(qi)體(ti)流(liu)量(liang)的(de)(de)(de),并經過(guo)標準校準過(guo)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)元件(jian)。般是在(zai)20℃時(shi)對一(yi)(yi)個大(da)氣(qi)(qi)壓的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)漏(lou)量(liang)值(zhi)(zhi))連接處(chu)與(yu)質譜室(shi)的(de)(de)(de)距離較遠,因此(ci)在(zai)儀器(qi)上的(de)(de)(de)反應(ying)時(shi)間也相應(ying)增長,不易(yi)準確判斷反應(ying)時(shi)間,就很難找到漏(lou)點(dian)的(de)(de)(de)準確位(wei)置。可以通過(guo)探漏(lou)盒法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)進行分段預檢,分段檢漏(lou)率(lv)(lv)要(yao)小(xiao)于總體(ti)的(de)(de)(de)漏(lou)率(lv)(lv)。編者所在(zai)單(dan)位(wei)曾(ceng)成(cheng)功地用(yong)此(ci)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)對裝有(you)液(ye)氮、液(ye)氧和(he)液(ye)氫等(deng)大(da)型容(rong)器(qi)進行了檢漏(lou)測試(shi),其檢漏(lou)系統如圖(tu)7-4所示。
在不銹鋼焊管焊縫致密性檢測過程中若發現(xian)泄漏現(xian)象,必須按(an)有關(guan)工藝文件修(xiu)復(fu),直至達到產品(pin)圖樣技術(shu)要求。
在不銹鋼焊管焊縫致密性檢測過程中或修復過程中以及包裝過程中,發現與介質接觸表面有鈍化膜被損傷時,應及時采取局部(bu)鈍化處理(li)的措(cuo)施。
不銹鋼(gang)焊管成品檢驗(yan)過程(cheng)各工(gong)(gong)序(xu)所有(you)質(zhi)量情況應(ying)填入產(chan)(chan)品制造工(gong)(gong)序(xu)過程(cheng)卡,材(cai)(cai)料(包括鋼(gang)材(cai)(cai)、焊接材(cai)(cai)料)、零部件、裝配焊接、表面處理(li)、熱處理(li)等產(chan)(chan)品制造工(gong)(gong)序(xu)過程(cheng)卡及產(chan)(chan)品生產(chan)(chan)過程(cheng)中所有(you)檢驗(yan)跟蹤文件一并匯總(zong),建(jian)立控制該產(chan)(chan)品在(zai)制造過程(cheng)中質(zhi)量匯總(zong)冊進(jin)行(xing)歸(gui)檔。