无损检测基础知识-2012综述

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1、电站锅炉无损检测 天津市电力公司电力科学研究院 马 崇 2012年05月 2 目 录 n无损检测概论 n锅炉的无损检测要求 n锅炉射线检测 n锅炉超声波检测 n锅炉磁粉检测 n锅炉渗透检测 n无损检测的质量控制 3 第一章 无损检测概论 一无损检测的定义及分类 1、定义： 在不损坏试件的前提下，以物理或化学方 法为手段，借助先进的技术和设备器材，对 试件的内部及表面的结构，性质，状态进行 检查和测试的方法。 4 2、分类：射线检测（RT-Radiographic Testing） 超声检测（UT-Ultrasonic Testing） 磁粉检测（MT-Magnetic Testing） 渗透检

2、测（PT-Penetrant Testing） 涡流检测（ET-Eddy Current Testing) RT和UT主要用于探测试件内部缺陷 MT、PT和ET主要用于探测试件表面缺陷 5 3、发展：以现代科学技术的发展为基础的。 RT是在德国物理学家伦琴发现X射线后发展起来的； UT是在声纳技术和雷达技术的基础上开发出来的； MT、ET建立在电磁学理论的基础上； PT得益于物理化学的进展 无损探伤（Nondistructive Inspection） 无损检测（Nondistructive Testing） 无损评价（Nondistructive Evaluation） 无损探伤是早期阶段的

3、名称，其涵义是探测和发现缺陷 ； 无损检测是当前阶段的名称，其涵义不仅仅发现缺陷， 还包括探测缺陷的一些信息，如位置、形状、尺寸、性质等 ； 无损评价则是即将进入或正在进入的新的发展阶段，包涵 更广泛，更深刻的内容，它不仅要求发现缺陷，探测缺陷的 详细数据，还要求获取更全面，更准确的，综合的信息，例 如缺陷的取向、内含物、准确形状尺寸、缺陷部位的组织、 残余应力等，结合成像技术、自动化技术、计算机数据分析 和处理等技术，与材料力学、断裂力学等知识综合应用，对 试件或产品的质量和性能给出全面，准确的评价。 6 二无损检测的目的 1、保证产品质量 2、保障使用安全 3、改进制造工艺 4、降低生产成

4、本 三 无损检测的应用特点 1、无损检测要与破坏性检测相配合 2、正确选用实施无损检测的时机 3、正确选用最适当的无损检测方法 4、综合运用各种无损检测方法 7 四承压类特种设备无损检测标准 p锅炉无损检测原标准:GB3323;JB1152;GB11345;SDJ67 p2006年3月27日，国家质检总局质检办特函（2006）144号 关于锅炉压力容器安全监察工作有关问题的意见中规定：承 压设备无损检测执行JB/T47302005，因此在承压设备领域 ，JB/T4730实质上是强制性标准。 JB4730-2005承压设备无损检测 包括六部分 1、通用部分； 2、射线检测； 3、超声检测； 4、

5、磁粉检测； 5、渗透检测； 6、涡流检测 8 JB4730-2005承压设备无损检测 标准规定了射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测和 涡流检测这五种无损检测方法及质量等级评定分类， 适用于： 1、金属材料制锅炉、压力容器（固定式、移动式）及压力管 道原材料、零部件和设备的制造安装检测。 2、在用金属材料制锅炉、压力容器（固定式、移动式）及压 力管道的检测。 3、锅炉、压力容器（固定式、移动式）及压力管道有关的支 承件和结构件，如有要求也可参照该标准进行检测。 9 1、由于焊缝交叉部位的应力较其他部位大，且焊 接时较其他部位易产生缺陷，故对焊缝交叉部位 应优先检测。 2、由于高参数，大容量

6、的锅炉制造工艺复杂，更 易产生缺陷，且发生事故的后果更为严重，所以 对高参数，大容量的锅炉的无损检测要求比低参 数，小容量的锅炉要求高一些，包括检测比例和 合格级别。另外，有机载体锅炉介质特殊，危险 性较大，所以探伤要求高。 第二章 锅炉的无损检测要求 10 3、由于焊接前已进行焊接工艺评定，且对焊工的 技能已进行考试，加之采取其他的管理措施，所 以锅炉的焊接质量一般都应该合格。所以对部分 危险性相对较小的设备焊缝采取按比例抽查的方 法进行检测，而不是对每条设备焊缝都进行100% 检测，以节省制造成本。如果抽查的部位均合格 ，则表示焊接质量稳定，其他未抽查到的部位质 量也应该认为合格。如果抽查

7、的部位有不合格现 象，说明焊接质量不稳定，则应扩大抽查比例， 甚至进行100%检测。 4、由于RT、UT检测各有其特点，为尽可能检出 焊缝内的各种缺陷，对中、高压锅炉采取RT和UT 并用。 11 5、对于拼接焊缝（封头和下脚圈），由于拼接后还要 进行压制加工，因此加工过程中，原拼缝内的小缺陷 有可能发展成为超标缺陷，所以应在加工成型后进行 无损检测。 6、锅炉中的重要角焊缝（如集中下降管、管板与锅壳 /内胆），一般不采用射线检测，而采用超声检测，因 为对角焊缝进行射线检测难以实施且效果不够理想。 12 7、需要进行热处理的焊接接头应在热处理后进行无损 检测，因为热处理会使焊接接头内的应力、组织

8、发生 变化，且可能产生新的缺陷，只有热处理后，接头内 部的组织和缺陷才是稳定的，此时的检测结果才是准 确的。 8、厚壁管（70mm）对接接头的检测，在焊到20mm 左右应做100的射线检测，焊接完成后再做100的 超声检测，因为先进行射线检测时，若发现缺陷，可 便于及时返修，否则返工量太大，因为管子直径小， 无法从管内返修。 13 9、锅炉定期检验时，若宏观检查未发现有明显的变形 ，则其焊缝内部一般不会产生新的缺陷，原有的小缺 陷一般也不会发展，所以可不进行RT和UT检测，但是 对重要的角焊缝和主体焊缝可以进行表面探伤检查。 若发现表面已产生裂纹时，则应进一步检查分析，必 要时进行RT或UT检

9、测。另外，对于制造或安装时留下 的内部缺陷，在定检时可进行RT或UT抽查，以确认这 些缺陷是否发展，若未发现可继续使用，否则应进行 分析判断和处理。 10、焊接接头的无损检测，当采用超声波和射线两种 方法进行检测时，按各自标准均合格者，方可认为合 格。 14 第三章 锅炉射线检测 射线照相法是指用X射线或射线穿透试件，以胶片作为记录 信息的器材的无损检测方法。 射线检测最主要是探测试件内部的宏观几何缺陷。 3.1 射线照相法原理 15 3. 2 锅炉射线检测的标准要求 一、执行标准 JB/T4730.2 承压设备无损检测第二部分：射线检测 二、JB/T4730.2适用范围 承压设备金属材料板和

10、管的全熔化焊对接接头的X射线和射线 检测技术和质量分级要求。 适用于承压设备的制造、安装、在用检测中对接焊接接头的射 线检测。用于制作焊接接头的金属材料包括碳素钢、低合金钢 、不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金、镍及镍合 金。 规定的射线检测技术分为三级：A级低灵敏度技术；AB级 中灵敏度技术； B级高灵敏度技术。 16 三、射线检测工艺要点及JB/T4730.2的有关规定 1、X射线的应用特点 X射线主要优点：X射线能量可改变，因此对各种厚度的试件均可 获得高灵敏度图像；X射线机可用开关切断，故较易实施射线防 护；曝光时间短，一般为几分钟； X射线局限性：需电源，有些设备还需有水源冷

11、却。体积较大， 现场使用不便成本和维修费用均较大。 设备：便携式，160320KV，穿透钢45mm 移动式，200450KV，穿透钢100mm 高能X射线加速器：432MeV,穿透钢400mm 17 2、射线的应用特点 射线主要优点：射源尺寸小，可用于X射线机无法接近的 现场；不需电源水源；运行费用低； 射线局限性：探伤灵敏度低，尤其对薄钢试件（如5mm 以下） ；曝光时间长。 射线的成像质量比X射线差得多。 影响射线照相的三大要素：对比度、清晰度、颗粒度， 射线均不如X射线。 对裂纹倾向大的材料焊缝检测应慎用射线 18 3、胶片应用特点 胶片影响成像对比度和颗粒度进而影响灵敏度 依据成像特性

12、，胶片分成四类，T1、T2、T3、T4。T1为最高 类别，T4为最低类别。 标准规定：A级和AB级射线检测 技术应采用T3类或更高类别 的胶片，B级射线检测 技术应采用T2类或更高类别的胶片。 标准规定：采用射线对裂纹敏感性大的材料进行射线检测 时,应采用T2类或更高类别的胶片。 T2类类胶片: AgfaD4、D5；天津；上海GX-A5。 T3类类胶片: AgfaD7、D8；天津；上海GX-A7 采用射线对裂纹敏感性大的材料进行射线检测时,应采用天 津胶片。 19 4、透照参数选择 n焦距影响几何不清晰度，选择焦距必须大于标准规定最小 值； nK值影响横向裂纹检出率，选择K值不得大于标准规定值

13、； n射线能量影响底片对比度、固有不清晰度、颗粒度；选择 射线能量应在标准限定范围； n曝光量影响底片黑度，选择曝光量应在标准限定范围； 20 5、透照方式选择 21 6、底片质量要求 p底片上定位和识别标记齐全、影像显示完整、位置正确； p底片评定范围内的黑度D 应符合下列规定: A 级：1.5D4.0 AB级：2.0D4.0 ；B 级2.3D4.0 p底片的像质计灵敏度满足标准要求； p底片评定范围内不应存在干扰缺陷影像识别的水迹、划痕、 斑纹等伪缺陷影像。 22 3.3 射线照相法的特点 1）检测结果有直接记录-底片 2）可以获得缺陷的投影图像，缺陷定性定量准确 3）对体积型缺陷检出率高

14、，而面积型缺陷的检出率受到多种因 素影响 4）适于检测厚度较薄的工件而不适宜较厚的工件 5）适宜检测对接焊缝，检测角焊缝效果较差，不适宜检测板材 、棒材、锻件。 6）有些试件结构和现场条件不适合射线照相 7）对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的确定比较 困难。 8）检测成本高 9）射线照相检测速度慢 10）射线对人体有害 23 第四章 锅炉超声波检测 超声波检测常规方法A型脉冲反射超声波检测 4.1 超声波检测的原理 垂直探伤法 斜射探伤法 24 4. 2 锅炉超声检测的标准要求 一、执行标准 JB/T4730.3 承压设备无损检测第三部分：超声波检测 二、JB/T4730.3适用范围

15、 锅炉、压力容器及压力管道用原材料和零部件 （钢板、锻件 、铝及铝合金和钛及钛合金板材、复合板、无缝钢管 、钢螺栓 坯件 、奥氏体钢锻件） 锅炉、压力容器焊接接头（钢对接焊接接头 、堆焊层 、铝 及铝合金对接焊接接头 ） 压力管道对接环向焊接接头 （钢管道环向焊接接头 、铝及 铝合金管道环向焊接接头) 在用锅炉、压力容器及压力管道 4.3 JB/T4730.3-2005标准对锅炉超声检测的基本要 求与规定 一、超声检测工艺要素 n1、探伤方法的选择(纵波、横波、表面波、爬波、导波）； n2、仪器、探头的选择（种类、频率、晶片尺寸、折射角）； n3、试块的选择（标准试块，反射体种类：平底孔、横孔、槽；参考试 块：人工缺陷和自然缺陷 ） n4、探伤灵敏度的选择（扫查，缺陷定量） n5、耦合剂选择（水、油、浆糊） n6、探伤方向（与缺陷尽量垂直）和扫查面的选择（焊缝:一面两侧和两 面四侧,足够大的宽度) n7、探伤时机的选择(焊缝:焊后24小时;锻件:粗加工后) 4.3 JB/T4730.3-2005标准对锅炉超声检测的基本要 求与规定 二、对接焊接接头的超声检测 1 JB/T4730.3-2005标准适用的厚度范围 适用于母材厚度为8mm - 400mm全熔化焊对接接头 2 超声检测技术等级 超声检测技术等级分为A、B、C三个技术等级 超声检测技术等级选择应