在不損壞不銹鋼焊(han)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)
它包括不(bu)銹鋼焊(han)(han)管的外(wai)形(xing)(xing)尺寸和(he)焊(han)(han)接接頭質(zhi)量(liang)的檢查(cha)。不(bu)銹鋼焊(han)(han)管外(wai)形(xing)(xing)尺寸檢查(cha)要(yao)(yao)借助于量(liang)具、樣(yang)板測量(liang)焊(han)(han)件焊(han)(han)后(hou)的真實(shi)尺寸。若(ruo)超過設計圖樣(yang)規定(ding)的要(yao)(yao)求,要(yao)(yao)進(jin)(jin)行(xing)矯(jiao)正、整形(xing)(xing)。焊(han)(han)接接頭外(wai)觀檢查(cha),不(bu)允許焊(han)(han)縫存(cun)在(zai)裂紋(wen)、未焊(han)(han)透和(he)焊(han)(han)瘤等缺(que)陷;其他焊(han)(han)接缺(que)陷如(ru)咬邊、表面氣(qi)孔、焊(han)(han)縫成形(xing)(xing)要(yao)(yao)控制在(zai)允許范圍(wei)內。對于不(bu)允許存(cun)在(zai)的和(he)超標的焊(han)(han)接缺(que)陷,一定(ding)要(yao)(yao)按有關工藝文件進(jin)(jin)行(xing)修補。
二、焊縫的無(wu)損檢(jian)測
1. 滲(shen)透檢測(PT)
此方法(fa)分(fen)熒(ying)(ying)光(guang)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)和(he)著(zhu)色(se)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)兩種。分(fen)別利用(yong)帶有熒(ying)(ying)光(guang)染料(熒(ying)(ying)光(guang)法(fa))或紅色(se)染料(著(zhu)色(se)法(fa))滲(shen)透劑的滲(shen)透作用(yong),來(lai)顯示焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭表面微小(xiao)缺陷(xian)的無損檢(jian)(jian)(jian)測(ce)法(fa)。焊(han)(han)接(jie)構(gou)件(jian)表面檢(jian)(jian)(jian)查常用(yong)著(zhu)色(se)檢(jian)(jian)(jian)測(ce),檢(jian)(jian)(jian)測(ce)時要求被測(ce)表面平整光(guang)潔。焊(han)(han)縫滲(shen)透評定標準見《焊(han)(han)縫滲(shen)透檢(jian)(jian)(jian)測(ce)》GB/T 6062-2007。
2. 磁粉檢測(MT)
利用(yong)在強磁(ci)場中(zhong),鐵(tie)(tie)磁(ci)材料表層缺陷(xian)產生的(de)漏(lou)磁(ci)場吸附磁(ci)粉(fen)的(de)現象而進行的(de)無(wu)損檢(jian)測(ce)方法(fa)。在有缺陷(xian)處(chu),由于漏(lou)磁(ci)的(de)作用(yong)會集中(zhong)吸附撒上的(de)鐵(tie)(tie)粉(fen)。可根(gen)據吸附鐵(tie)(tie)粉(fen)的(de)形狀(zhuang)、厚度(du)和(he)多少,來判斷焊接缺陷(xian)的(de)位置(zhi)和(he)大小。該方法(fa)不(bu)適用(yong)無(wu)磁(ci)性(xing)的(de)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼。
3. 射線檢測(RT)
采用(yong)X射(she)(she)線(xian)或y射(she)(she)線(xian)照射(she)(she)焊接接頭(tou)檢查(cha)其內部(bu)缺(que)陷的一(yi)種無損檢測方法。它能準(zhun)(zhun)確地顯示出焊縫(feng)中(zhong)焊接缺(que)陷的種類、形狀(zhuang)、大小、位(wei)置和(he)(he)分布情(qing)況。評定(ding)標準(zhun)(zhun)按《鋼熔(rong)化(hua)焊對接接頭(tou)射(she)(she)線(xian)照相和(he)(he)質量分級》(GB/T 3323-2005)進行。該(gai)檢測方法長期操作(zuo),對操作(zuo)者身體健康有一(yi)定(ding)的不良影響(xiang),因(yin)此必須在符合射(she)(she)線(xian)安全標準(zhun)(zhun)條件下進行。
4. 超聲波檢(jian)測(UT)
借助于超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波檢(jian)測儀來檢(jian)測焊(han)縫(feng)內(nei)部缺陷的(de)一種無損檢(jian)測方法(fa)。此方法(fa)適用于檢(jian)測中、厚板。檢(jian)測周期短、成本低、設備(bei)簡單,對操作者身體無害(hai),評定標準按《鋼(gang)焊(han)縫(feng)手工(gong)超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波探傷方法(fa)和探傷結果分級》(GB/T 11345-1989)進行(xing)。
5. 渦流檢測(ce)(ET)
渦流(liu)檢測是以電(dian)磁感(gan)應(ying)(ying)原理為基礎(chu),當(dang)鋼(gang)(gang)(gang)管(指(zhi)碳鋼(gang)(gang)(gang)、合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)和不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang))通(tong)過交流(liu)電(dian)的(de)(de)(de)繞(rao)組時,鋼(gang)(gang)(gang)管表面或(huo)近(jin)表面出現集膚效(xiao)應(ying)(ying),使其有缺陷部(bu)位的(de)(de)(de)渦流(liu)發生(sheng)變化,導(dao)致繞(rao)組的(de)(de)(de)阻抗或(huo)近(jin)感(gan)應(ying)(ying)電(dian)壓產生(sheng)變化,從而得到關于缺陷的(de)(de)(de)信(xin)號(hao)。從信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)幅值及相位等可以對缺陷進行判別,能有效(xiao)地識別鋼(gang)(gang)(gang)管內外表面的(de)(de)(de)不連續性缺陷,如(ru)裂紋、未焊透(tou)、夾渣、氣孔、點腐蝕等,對開(kai)放性線性缺陷最為敏感(gan)。
幾種無(wu)損檢測(ce)方法的特(te)點及應用范圍見表7-2和表7-3。
三(san)、焊縫的致密(mi)性試驗(yan)
對于(yu)容器或(huo)不(bu)銹鋼(gang)焊管管路,當焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的內(nei)外部(bu)焊縫(feng)合(he)(he)格、焊接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)板各項性能(neng)試(shi)驗(yan)合(he)(he)格且熱(re)處理完(wan)畢(bi)后(hou),才能(neng)按設(she)計(ji)圖(tu)樣技術要求(qiu)進行耐壓(ya)試(shi)驗(yan)和氣密試(shi)驗(yan),這是(shi)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)容器或(huo)管路制(zhi)造(zao)過程中最后(hou)一道(dao)工序(xu)。根據設(she)計(ji)圖(tu)樣規(gui)定有下列幾種焊縫(feng)致密性試(shi)驗(yan)適用于(yu)不(bu)銹鋼(gang)或(huo)異種金屬(shu)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)的鍋爐(lu)、壓(ya)力容器、管路、儲油(you)罐、儲酸罐和密封容器等產品。
1. 焊縫(feng)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. 焊縫的(de)氣壓試(shi)驗
主要作為(wei)密(mi)封(feng)性試(shi)(shi)驗(yan),水壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan)合格(ge)后才(cai)能進行氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan),不(bu)允(yun)許用它既作為(wei)密(mi)封(feng)性試(shi)(shi)驗(yan)又(you)作為(wei)耐壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan),或兩者合二為(wei)一(yi)來考核焊縫。因為(wei)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan)有一(yi)定危(wei)險性,氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)不(bu)允(yun)許有很高的壓(ya)(ya)力。該試(shi)(shi)驗(yan)方法靈(ling)敏度較(jiao)高,分(fen)靜氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan)、壓(ya)(ya)縮空氣(qi)(qi)噴(pen)射(she)試(shi)(shi)驗(yan)和(he)氨氣(qi)(qi)試(shi)(shi)驗(yan)等。
3. 焊縫(feng)的煤油試驗
適用于(yu)不受壓(ya)力的(de)容(rong)器(qi)和管路(lu)的(de)焊縫(feng)(feng)密封性檢查。試驗方法是在焊縫(feng)(feng)處涂刷較(jiao)稠(chou)的(de)石灰(hui)水溶液,晾干后在焊縫(feng)(feng)的(de)背面涂上(shang)煤(mei)油(you)(you),大約5min后觀察(cha)白色石灰(hui)水上(shang)有無煤(mei)油(you)(you)滲漏而產生(sheng)的(de)黑色斑痕。
4. 氦質譜檢漏
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)質譜檢(jian)漏(lou)儀(yi)主要(yao)由(you)(you)真空(kong)系統(tong)、質譜室和電(dian)氣(qi)部分(fen)(fen)組(zu)成。質譜室是該儀(yi)器(qi)的(de)(de)心臟部門,它(ta)(ta)由(you)(you)離子源(yuan)、分(fen)(fen)析器(qi)和收集(ji)器(qi)組(zu)成,把它(ta)(ta)們放在一個(ge)可以抽真空(kong)的(de)(de)外殼中。離子源(yuan)是一種電(dian)子元器(qi)件,它(ta)(ta)將(jiang)氣(qi)體電(dian)離,形成一束具有一定能量的(de)(de)離子,通(tong)過分(fen)(fen)析器(qi)使不同
質量的(de)離(li)子(zi)按不同軌跡運(yun)動(dong)而將它(ta)們(men)彼此分開,且僅使氦(hai)離(li)子(zi)通過其出口縫(feng)隙經過收集(ji)器。將所輸人的(de)微弱離(li)子(zi)流通過運(yun)算放大(da)器轉(zhuan)換成(cheng)輸出電(dian)壓和電(dian)流以便測量。真(zhen)空(kong)(kong)系(xi)統要(yao)為質譜(pu)室提供工作(zuo)所需要(yao)的(de)真(zhen)空(kong)(kong)條件。電(dian)氣部(bu)(bu)分除(chu)了主(zhu)機(ji)供電(dian)部(bu)(bu)件和主(zhu)機(ji)控(kong)制(zhi)部(bu)(bu)件外,還包括離(li)子(zi)源電(dian)源、發射電(dian)流穩(wen)定(ding)電(dian)路、離(li)子(zi)流放大(da)器和音響報警器等裝置(zhi)。圖(tu)7-3為氦(hai)質譜(pu)檢漏示意圖(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(jian)漏(lou)(lou)技術就是發現(xian)漏(lou)(lou)源(yuan)(yuan)。大多(duo)數漏(lou)(lou)源(yuan)(yuan)又(you)存在(zai)于(yu)組裝各種零件間的(de)連接不密封處(chu),利(li)用氦質(zhi)譜檢(jian)漏(lou)(lou)儀特別容(rong)易發現(xian)焊(han)(han)接結構中焊(han)(han)縫缺陷造成(cheng)的(de)漏(lou)(lou)源(yuan)(yuan)。有(you)些細(xi)小不規(gui)則穿透(tou)性焊(han)(han)接缺陷,經過(guo)耐(nai)壓試驗(yan)和氣壓試驗(yan)未能(neng)發現(xian),例如,經過(guo)5.0MPa耐(nai)壓試驗(yan)認為合格的(de)焊(han)(han)接件,通(tong)過(guo)氨質(zhi)譜檢(jian)漏(lou)(lou)儀能(neng)檢(jian)測到焊(han)(han)接穿透(tou)性裂紋。又(you)例如,經過(guo)多(duo)次彎曲路徑長(chang)度(du)比壁(bi)橫斷面長(chang)度(du)大得多(duo)的(de)線性缺陷,如同一條長(chang)而不規(gui)則的(de)蚯蚓洞也能(neng)檢(jian)漏(lou)(lou)出來。
有些被檢(jian)產(chan)(chan)品(pin)可以在不損害(hai)使用和不影響(xiang)其壽(shou)命的(de)(de)原則(ze)下(xia)允許(xu)存在小的(de)(de)漏(lou)孔,見表7-4。企圖使產(chan)(chan)品(pin)檢(jian)測到(dao)處于(yu)“無漏(lou)”或“零(ling)漏(lou)率”狀態,必(bi)然會造成很大(da)的(de)(de)浪費,是完全沒有必(bi)要(yao)的(de)(de)。有時設(she)計圖樣提出的(de)(de)漏(lou)率要(yao)小于(yu)實際產(chan)(chan)品(pin)使用時的(de)(de)漏(lou)率,其目的(de)(de)是確保產(chan)(chan)品(pin)在規定(ding)工(gong)(gong)作時間內能穩定(ding)、可靠地(di)工(gong)(gong)作,但會消耗大(da)量的(de)(de)人力和物力,增加制造成本。
檢(jian)漏(lou)(lou)方法(fa)(fa)有(you)噴(pen)吹法(fa)(fa)、氦罩法(fa)(fa)、充壓(ya)法(fa)(fa)、吸槍法(fa)(fa)、探(tan)漏(lou)(lou)盒法(fa)(fa)和背壓(ya)法(fa)(fa)。當示漏(lou)(lou)氣(qi)體(ti)氦氣(qi)在質(zhi)譜室超過(guo)(guo)預(yu)(yu)先設定(ding)的(de)標(biao)定(ding)值時(shi)(shi),它會及時(shi)(shi)發出聲響報警,測(ce)出漏(lou)(lou)點的(de)位置并(bing)能計算(suan)出漏(lou)(lou)率量,對(dui)于(yu)大(da)型(xing)低溫容(rong)器(qi)的(de)真(zhen)空檢(jian)漏(lou)(lou),用單一檢(jian)漏(lou)(lou)方法(fa)(fa)有(you)一定(ding)困難。這是(shi)因為標(biao)準(zhun)漏(lou)(lou)孔(kong)(在給定(ding)條件下能夠提供恒定(ding)氣(qi)體(ti)流量的(de),并(bing)經過(guo)(guo)標(biao)準(zhun)校準(zhun)過(guo)(guo)的(de)一種元(yuan)件。般是(shi)在20℃時(shi)(shi)對(dui)一個(ge)大(da)氣(qi)壓(ya)的(de)空氣(qi)的(de)漏(lou)(lou)量值)連接處與(yu)質(zhi)譜室的(de)距離較遠,因此在儀器(qi)上的(de)反應(ying)時(shi)(shi)間(jian)也相應(ying)增長,不易準(zhun)確判斷反應(ying)時(shi)(shi)間(jian),就很難找到(dao)漏(lou)(lou)點的(de)準(zhun)確位置。可(ke)以通過(guo)(guo)探(tan)漏(lou)(lou)盒法(fa)(fa)進行分(fen)段預(yu)(yu)檢(jian),分(fen)段檢(jian)漏(lou)(lou)率要小于(yu)總體(ti)的(de)漏(lou)(lou)率。編者所在單位曾成功(gong)地用此方法(fa)(fa)對(dui)裝(zhuang)有(you)液氮、液氧和液氫等(deng)大(da)型(xing)容(rong)器(qi)進行了檢(jian)漏(lou)(lou)測(ce)試,其檢(jian)漏(lou)(lou)系(xi)統如圖7-4所示。
在不銹鋼(gang)焊管焊縫(feng)致密性(xing)檢測過程中若發(fa)現(xian)(xian)泄漏(lou)現(xian)(xian)象,必須按有關工藝文(wen)件(jian)修(xiu)復,直至達到產品圖樣技術要求。
在不銹鋼(gang)焊管焊縫致密性檢(jian)測過(guo)程中或修復過(guo)程中以及(ji)包裝(zhuang)過(guo)程中,發現與(yu)介質接觸表面(mian)有(you)鈍化膜被損傷時(shi),應及(ji)時(shi)采取局部鈍化處理的措施。
不銹鋼焊(han)管(guan)成品檢(jian)驗(yan)過程各工序(xu)所有(you)質量情況應填(tian)入(ru)產(chan)品制(zhi)造工序(xu)過程卡(ka),材料(liao)(liao)(包括(kuo)鋼材、焊(han)接(jie)材料(liao)(liao))、零部(bu)件(jian)、裝配焊(han)接(jie)、表(biao)面處理、熱(re)處理等產(chan)品制(zhi)造工序(xu)過程卡(ka)及(ji)產(chan)品生產(chan)過程中所有(you)檢(jian)驗(yan)跟蹤文件(jian)一(yi)并匯(hui)總(zong)(zong),建立控制(zhi)該產(chan)品在制(zhi)造過程中質量匯(hui)總(zong)(zong)冊進(jin)行歸檔。