压力管道安全评估与无损检测课件

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1、1压力管道无损检测压力管道无损检测与安全评估技术与安全评估技术合肥通用机械研究院合肥通用机械研究院固定式压力容器标委会固定式压力容器标委会袁榕袁榕2概概 述述 压力管道广泛地应用于石油、化工、机械、冶金、轻工、航空、航天、国压力管道广泛地应用于石油、化工、机械、冶金、轻工、航空、航天、国防等工业部门的生产以及人民生活。压力管道是是具有爆炸危险的特种承压防等工业部门的生产以及人民生活。压力管道是是具有爆炸危险的特种承压设备设备( (特种输送设备特种输送设备) )，承受着高压、高温、低温、易燃、易爆、有毒或腐蚀，承受着高压、高温、低温、易燃、易爆、有毒或腐蚀介质，一旦发生爆炸或泄漏，往往并发火灾、

2、二次爆炸与中毒等灾难性事介质，一旦发生爆炸或泄漏，往往并发火灾、二次爆炸与中毒等灾难性事故，造成严重的环境污染，给社会经济、生产和人民生命财产带来巨大损失故，造成严重的环境污染，给社会经济、生产和人民生命财产带来巨大损失和危害。如和危害。如19981998年全国燃气管道爆炸事故近年全国燃气管道爆炸事故近2020起，死亡起，死亡2020余人；余人；19991999年年3 3月荆月荆门石化公司某聚合反应釜装置发生燃烧爆炸死亡四人；门石化公司某聚合反应釜装置发生燃烧爆炸死亡四人；19991999年茂名石化公司年茂名石化公司制氢装置奥氏体不锈钢管路三通和弯头氯离子应力腐蚀造成装置失效；制氢装置奥氏体不

3、锈钢管路三通和弯头氯离子应力腐蚀造成装置失效；20002000年年1010月，合肥市四里河小区管道液化气泄漏爆炸，一幢楼层炸毁，死亡月，合肥市四里河小区管道液化气泄漏爆炸，一幢楼层炸毁，死亡1010余余人。人。20002000年茂名石化公司焦化系统高温管线因混用碳钢材料造成爆炸，死亡年茂名石化公司焦化系统高温管线因混用碳钢材料造成爆炸，死亡1 1人；人；20002000年年7 7月首钢蒸汽管道爆炸，死亡月首钢蒸汽管道爆炸，死亡7 7人；浙江省建德市某化工有限责任人；浙江省建德市某化工有限责任公司管道阀门爆裂，死亡公司管道阀门爆裂，死亡4 4人；北京某企业一台发电锅炉主蒸气管道阀门与管人；北京某

4、企业一台发电锅炉主蒸气管道阀门与管道焊接部位撕裂发生爆炸，死亡道焊接部位撕裂发生爆炸，死亡6 6人；人；20022002年山东省峰山化工集团有限公司金年山东省峰山化工集团有限公司金乡尿素厂管道断裂引起爆炸，死亡乡尿素厂管道断裂引起爆炸，死亡6 6人。人。19991999年年3 3月美国德州一炼油厂由于高月美国德州一炼油厂由于高温临氢管线阀门破裂致使加氢反应器爆炸，损失惨重，类似爆炸在韩国、印温临氢管线阀门破裂致使加氢反应器爆炸，损失惨重，类似爆炸在韩国、印度也多有发生。综上所述压力管道对于国民经济和人民生活来说是至关重要度也多有发生。综上所述压力管道对于国民经济和人民生活来说是至关重要的，因此

5、加强检验工作、保障压力管道长周期安全运行具有巨大的经济意义的，因此加强检验工作、保障压力管道长周期安全运行具有巨大的经济意义和社会意义。和社会意义。3承压设备法规承压设备法规标准体系标准体系 由于承压设备（如压力管道等）在高温高压易燃易爆或有毒由于承压设备（如压力管道等）在高温高压易燃易爆或有毒工况下工作，具有一定的危险性，因此世界各国均将压力管道作工况下工作，具有一定的危险性，因此世界各国均将压力管道作为特种设备进行强制性管理，依据自己的生产技术水平和管理要为特种设备进行强制性管理，依据自己的生产技术水平和管理要求制定出符合本国国情的相应安全法规和技术标准体系。国家的求制定出符合本国国情的相

6、应安全法规和技术标准体系。国家的安全法规是国家为保证承压设备的安全而制定的强制性手段，在安全法规是国家为保证承压设备的安全而制定的强制性手段，在任何其管辖范围内的产品都必须遵循它的安全原则；技术标准应任何其管辖范围内的产品都必须遵循它的安全原则；技术标准应是推荐性的，规定保证承压设备安全所对应的产品质量技术指是推荐性的，规定保证承压设备安全所对应的产品质量技术指标。但标准所规定的技术指标应该符合技术法规的安全原则，同标。但标准所规定的技术指标应该符合技术法规的安全原则，同时法规授予标准以强制性权利以更好地指导承压设备的设计、制时法规授予标准以强制性权利以更好地指导承压设备的设计、制造、安装、检

7、验和验收，是承压设备产品生产和贸易的技术平均造、安装、检验和验收，是承压设备产品生产和贸易的技术平均平台。平台。 目前全球的承压设备法规和标准事实上包括两大体系：一是目前全球的承压设备法规和标准事实上包括两大体系：一是广泛覆盖美洲和亚洲的广泛覆盖美洲和亚洲的ASTMASTM体系；二是目前已经形成规模，通行体系；二是目前已经形成规模，通行于欧洲并且影响力日益扩大的欧洲体系。承压设备的国际流通已于欧洲并且影响力日益扩大的欧洲体系。承压设备的国际流通已引起世界各国的广泛关注。引起世界各国的广泛关注。4承压设备法规承压设备法规标准体系标准体系我国政府对承压设备的安全监察工作十分重视，设置专门的我国政府

8、对承压设备的安全监察工作十分重视，设置专门的机构，建立安全监察制度，制定专门法规，实施安全监察机构，建立安全监察制度，制定专门法规，实施安全监察( (法、法、法规、规章和技术法规法规、规章和技术法规) )。 国内同时成立全国锅炉压力容器标准化技术委员会（挂靠在国内同时成立全国锅炉压力容器标准化技术委员会（挂靠在中国特种设备检测院）并与国际标准化组织中国特种设备检测院）并与国际标准化组织ISO/TC 11ISO/TC 11锅炉压锅炉压力容器技术委员会力容器技术委员会取得实质性的联系（取得实质性的联系（GB,JBGB,JB）。）。 目前国内承压特种设备的法规和标准体系的协调和覆盖在质目前国内承压特

9、种设备的法规和标准体系的协调和覆盖在质检总局特种设备局统一规划和布置下正有条不紊的进行。检总局特种设备局统一规划和布置下正有条不紊的进行。 目前国际承压设备技术发展有以下特点：目前国际承压设备技术发展有以下特点： 1 1、趋同性，承压设备技术正在向统一方向发展尤其是设计方、趋同性，承压设备技术正在向统一方向发展尤其是设计方法、材料、焊接和无损检测；法、材料、焊接和无损检测；2 2、区域性，美日为代表的、区域性，美日为代表的ASTMASTM体体系和欧洲体系竞争日趋激烈；系和欧洲体系竞争日趋激烈；3 3、相容性，世界各国进行标准的、相容性，世界各国进行标准的相互认可和促进贸易发展；相互认可和促进贸

10、易发展；4 4、贸易性，标准是国际贸易依据，、贸易性，标准是国际贸易依据，主宰国际标准将获得巨大的市场份额和经济利益；主宰国际标准将获得巨大的市场份额和经济利益； 5 5、经济性。、经济性。降低安全系数，风险评估、提高效率，节约能源，保证安全。降低安全系数，风险评估、提高效率，节约能源，保证安全。5承压设备法规管理体系承压设备法规管理体系 1 1、法律：、法律：特种设备安全法特种设备安全法（第一层次）（第一层次） 2 2、法规：、法规：特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例 （第二层次）（第二层次） 3 3、规章（管理规定、办法）：按照、规章（管理规定、办法）：按照条例条例规定，特种设备安全

11、监察制规定，特种设备安全监察制度分为行政许可制度和监督检查制度。特种设备行政许可制度共度分为行政许可制度和监督检查制度。特种设备行政许可制度共8 8项：特种设项：特种设备设计许可、特种设备制造单位资格许可、特种设备安装、改造、维修单位备设计许可、特种设备制造单位资格许可、特种设备安装、改造、维修单位资格许可、罐车和气瓶充装单位资格许可、特种设备使用登记、特种设备检资格许可、罐车和气瓶充装单位资格许可、特种设备使用登记、特种设备检验检测机构核准、特种设备检验人员考核、特种设备作业人员考核。特种设验检测机构核准、特种设备检验人员考核、特种设备作业人员考核。特种设备监检查制度共备监检查制度共5 5项

12、：强制检验制度（包括设备生产过程监督检验和在用设备项：强制检验制度（包括设备生产过程监督检验和在用设备定期检验）、现场安全监督检查制度、事故调查处理制度、安全责任追究制定期检验）、现场安全监督检查制度、事故调查处理制度、安全责任追究制度、安全状况公布制度以及度、安全状况公布制度以及压力管道监督管理办法等压力管道监督管理办法等等。（第三层次）等。（第三层次） 4 4、综合技术法规（第四层次）、综合技术法规（第四层次） 对应行政许可制度有许多安全技术规范，如许可条件、鉴定评审细则、对应行政许可制度有许多安全技术规范，如许可条件、鉴定评审细则、核准规则等；对应监督检查制度，有各类设备的监督检验、定期

13、检验、型式核准规则等；对应监督检查制度，有各类设备的监督检验、定期检验、型式试验规则，现场安全监督检查、事故调查处理、信息化工作规则等。试验规则，现场安全监督检查、事故调查处理、信息化工作规则等。 此外还此外还包括安全监察规程类：包括安全监察规程类：工业压力管道安全技术监察规程工业压力管道安全技术监察规程。公用压力管公用压力管道安全技术监察规程道安全技术监察规程、长输压力管道安全技术监察规程长输压力管道安全技术监察规程以及各种人员以及各种人员考核规则、考核大纲等。考核规则、考核大纲等。( (中国特检院法规标准部）。中国特检院法规标准部）。6特种设备安全法特种设备安全法 由于特种设备安全尚未在法

14、律层次上立法，安全监察制度难以发挥更加有效作由于特种设备安全尚未在法律层次上立法，安全监察制度难以发挥更加有效作用，安全监管工作仍存在一些空白领域，一些安全隐患得不到及时整改，特种设备事用，安全监管工作仍存在一些空白领域，一些安全隐患得不到及时整改，特种设备事故难以达到根本性的遏制。故难以达到根本性的遏制。 特种设备安全法要解决的重点问题包括：特种设备安全法要解决的重点问题包括：、明确法律的调整范围；、明确法律的调整范围；、巩固和、巩固和完善特种设备安全监察基本制度；完善特种设备安全监察基本制度；、明确政府及其部门的监督检查职责；、明确政府及其部门的监督检查职责；、强化、强化企业的主体责任；企

15、业的主体责任；、明确检验检测工作的性质和检验检测机构的地位；、明确检验检测工作的性质和检验检测机构的地位；、明确安、明确安全技术规范的法律地位；全技术规范的法律地位；、明确事故调查处理的主体关系；、明确事故调查处理的主体关系；、明确法律责任。、明确法律责任。 指导思想：以邓小平理论和指导思想：以邓小平理论和“三个代表三个代表”重要思想为指导，全面贯彻科学发展观，重要思想为指导，全面贯彻科学发展观，体现以人为本、关注民生、构建和谐社会的宗旨，坚持安全第一、预防为主、综合治体现以人为本、关注民生、构建和谐社会的宗旨，坚持安全第一、预防为主、综合治理的方针，进一步改善特种设备的安全状况，提升全民安全

16、意识，加快建立和完善与理的方针，进一步改善特种设备的安全状况，提升全民安全意识，加快建立和完善与市场经济相适应的安全监察体制和机制，保障公共安全和人民群众生命财产安全，提市场经济相适应的安全监察体制和机制，保障公共安全和人民群众生命财产安全，提高人民群众的生活质量，促进经济又快又好发展。基本原则：坚持安全、高效、便捷高人民群众的生活质量，促进经济又快又好发展。基本原则：坚持安全、高效、便捷的原则；继承与创新相结合的原则；的原则；继承与创新相结合的原则； 突出重点、兼顾一般的原则预防为主、综合治理的原则；明确责任、分类监管的突出重点、兼顾一般的原则预防为主、综合治理的原则；明确责任、分类监管的原

17、则。原则。7 19791979年，由于连续发生锅炉压力容器爆炸事故，国务院发出通报要求健年，由于连续发生锅炉压力容器爆炸事故，国务院发出通报要求健全锅炉压力容器安全监察机构和加强安全监察工作，同时开始了安全监察法全锅炉压力容器安全监察机构和加强安全监察工作，同时开始了安全监察法规的起草规的起草, ,19821982年国务院颁布了年国务院颁布了锅炉压力容器安全监察暂行条例锅炉压力容器安全监察暂行条例，奠定了，奠定了我国锅炉压力容器安全监察的法制基础。我国锅炉压力容器安全监察的法制基础。为贯彻落实暂行条例的实施，原锅为贯彻落实暂行条例的实施，原锅炉压力容器安全监察局根据炉压力容器安全监察局根据暂行

18、条例暂行条例第二十三条制订了第二十三条制订了锅炉压力容锅炉压力容器安全监察暂行条例器安全监察暂行条例实施细则实施细则，以后陆续颁发了有关的部门规章、规范，以后陆续颁发了有关的部门规章、规范性文件。建立了中国的锅炉压力容器等特种设备安全监察制度。性文件。建立了中国的锅炉压力容器等特种设备安全监察制度。 但是但是暂行条例暂行条例也暴露出在新形势下许多不适应问题。也暴露出在新形势下许多不适应问题。20032003年年3 3月，国月，国务院颁布了务院颁布了特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例, ,自自20032003年年6 6月月1 1日起施行日起施行, ,原原锅炉压锅炉压力容器安全监察暂行条例力

19、容器安全监察暂行条例同时废止。该条例规划了同时废止。该条例规划了“企业全面负责，部门企业全面负责，部门依依法监管法监管, ,检验技术把关检验技术把关, ,政府统一领导政府统一领导, ,社会广泛监督社会广泛监督”的特种设备安全工作新的特种设备安全工作新格局，进一步确立了特种设备安全监察基本制度。格局，进一步确立了特种设备安全监察基本制度。20072007年启动年启动条例条例修订修订工作，进行实施后评估，并于工作，进行实施后评估，并于20092009年年1 1月月1414日国务院第日国务院第4646次常务会议通过修订次常务会议通过修订案，案，1 1月月2424日第日第549549号国务院令发布号国

20、务院令发布，20092009年年5 5月月1 1日施行。新修订日施行。新修订条例条例中，增加高耗能特种设备节能监管内容；明确特种设备事故分级、特种设备中，增加高耗能特种设备节能监管内容；明确特种设备事故分级、特种设备安全监督管理部门事故调查的主体职责；进一步明确特种设备安全监察范安全监督管理部门事故调查的主体职责；进一步明确特种设备安全监察范围，将场（厂）内专用机动车辆的安全监察纳入条例调整范围；下放特种设围，将场（厂）内专用机动车辆的安全监察纳入条例调整范围；下放特种设备审批权限；明确行政许可收费依据；加入水处理要求等。备审批权限；明确行政许可收费依据；加入水处理要求等。特种设备安全监察条例

21、特种设备安全监察条例8综合安全技术法规综合安全技术法规 19551955年年7 7月经国务院批准在劳动部设立锅炉安全检查总局，开月经国务院批准在劳动部设立锅炉安全检查总局，开始对锅炉、压力容器、起重机械等特种设备进行专门监督管理，始对锅炉、压力容器、起重机械等特种设备进行专门监督管理，实行国家安全监察。特种设备安全监察机构是为了保障特种设备实行国家安全监察。特种设备安全监察机构是为了保障特种设备安全而设立，特种设备安全技术监察法规也是为了保障特种设备安全而设立，特种设备安全技术监察法规也是为了保障特种设备安全而制定的。安全而制定的。 1960 1960年劳动部制定了第一个特种设备安全监察规范，

22、即第一年劳动部制定了第一个特种设备安全监察规范，即第一版的版的蒸汽锅炉安全监察规程蒸汽锅炉安全监察规程。19791979年，由于连续发生锅炉压年，由于连续发生锅炉压力容器爆炸事故，国务院发出通报，并于当年批转当时的国家劳力容器爆炸事故，国务院发出通报，并于当年批转当时的国家劳动总局报告，要求健全锅炉压力容器安全监察机构和加强安全监动总局报告，要求健全锅炉压力容器安全监察机构和加强安全监察工作，建立国家检测中心，同时开始安全监察技术法规起草工察工作，建立国家检测中心，同时开始安全监察技术法规起草工作作压力管道安全技术监察规程工业管道压力管道安全技术监察规程工业管道。压力管道安全压力管道安全技术监

23、察规程公用管道技术监察规程公用管道、压力管道安全技术监察规程长压力管道安全技术监察规程长输管道输管道就是关于压力管道基本安全要求和管理要求的综合性安就是关于压力管道基本安全要求和管理要求的综合性安全技术规范。全技术规范。 9压力管道安全技术监察规程工业管道压力管道安全技术监察规程工业管道 20022002年年1111月国家质量监督检验检疫总局特种设备局下达月国家质量监督检验检疫总局特种设备局下达压力管道安全技术监察压力管道安全技术监察规程工业管道规程工业管道的起草任务书，的起草任务书， 20022002年年1212月全国锅容标委管道分会在上海组织有关月全国锅容标委管道分会在上海组织有关专家成立

24、起草组。专家成立起草组。20042004年年6 6月形成规程草案。月形成规程草案。 20072007年年1111月形成征求意见稿并以质检特月形成征求意见稿并以质检特函函200820084 4号文征求意见。根据征求意见形成送审稿。号文征求意见。根据征求意见形成送审稿。 20082008年年4 4月特种设备局将送审月特种设备局将送审稿提交国家质检总局特种设备安全技术委员会审议，并形成报批稿。稿提交国家质检总局特种设备安全技术委员会审议，并形成报批稿。 20092009年年5 5月月8 8日国日国家质检总局批准颁布。规程考虑了压力管道安全技术的现状和国家有关行政许可的要家质检总局批准颁布。规程考虑了

25、压力管道安全技术的现状和国家有关行政许可的要求，从材料、设计、安装、使用维修改造定期检验及安全保护装置等方面提出压力管求，从材料、设计、安装、使用维修改造定期检验及安全保护装置等方面提出压力管道安全性能的基本要求，以达到规范压力管道监管工作的目的。道安全性能的基本要求，以达到规范压力管道监管工作的目的。10压力管道标准压力管道标准( (工业管道工业管道) ) 工业管道的涉及面广，种类繁多，主要涉及电力、核电站、石油、化工、工业管道的涉及面广，种类繁多，主要涉及电力、核电站、石油、化工、输油、输气、市政工程、建筑、制冷、矿业等。从大类上可分为基础标准、设输油、输气、市政工程、建筑、制冷、矿业等。

26、从大类上可分为基础标准、设计标准、材料标准、管道组成件标准、安装和施工标准、检验和试验标准、在计标准、材料标准、管道组成件标准、安装和施工标准、检验和试验标准、在用标准用标准, ,包括包括GB50316-2000GB50316-2000工业金属管道设计规范工业金属管道设计规范、GB50264-97GB50264-97工业设备工业设备及管道绝热工程设计规范及管道绝热工程设计规范、GB50185-93GB50185-93工业设备及管道绝热工程质量检验工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准评定标准、GB50184-93GB50184-93工业金属管道工程质量检验评定标准工业金属管道工程质量检验评定标

27、准、HGJ8-87HGJ8-87 、 GB50235-97 GB50235-97 工业管道工程施工及验收规范工业管道工程施工及验收规范、GB50236-98GB50236-98现场设备、工业管道焊接工程及验收规范现场设备、工业管道焊接工程及验收规范、SH3501-97SH3501-97石油化石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范、 SHJ502-86SHJ502-86钛管道施工及验钛管道施工及验收规范收规范、化工部、化工部化工企业压力管道检验规程化工企业压力管道检验规程、中石化、中石化SHS01005-92SHS01005-92工业工业管道维护检修规

28、程管道维护检修规程、电力部、电力部DL/T785-2001DL/T785-2001火力发电厂中温中压管道（管件）火力发电厂中温中压管道（管件）安全技术导则安全技术导则等。由于长期以来各行业各部门管理上的条块分割，缺乏系统等。由于长期以来各行业各部门管理上的条块分割，缺乏系统性和配套性，没有形成一个完善的工业管道标准体系。性和配套性，没有形成一个完善的工业管道标准体系。 在压力管道标准体系中，安全建造规范涉及压力管道安全设计和建造的整在压力管道标准体系中，安全建造规范涉及压力管道安全设计和建造的整个过程，起着重要的作用。由全国锅炉压力容器标准化技术委员会压力管道分个过程，起着重要的作用。由全国锅

29、炉压力容器标准化技术委员会压力管道分技术委员会负责组织制定的工业管道领域的综合性建造标准技术委员会负责组织制定的工业管道领域的综合性建造标准GB/T20801-2006GB/T20801-2006压力管道规范压力管道规范 工业管道工业管道已颁布，但是，和长输管道规范、公用管道规范一已颁布，但是，和长输管道规范、公用管道规范一样，动力管道规范尚空缺，对管道系统的设计、施工的规范化以及安全运行造样，动力管道规范尚空缺，对管道系统的设计、施工的规范化以及安全运行造成较大的困难，建议应加强此类管道系统综合性建造规范的制订工作。成较大的困难，建议应加强此类管道系统综合性建造规范的制订工作。11压力管道标

30、准（公用管道）压力管道标准（公用管道） 我国公用管道属于城镇公用事业的一个重要组成部分。由于我国公用管道属于城镇公用事业的一个重要组成部分。由于管理体制上的不同，以及我国公用事业发展的滞后，因此，在法管理体制上的不同，以及我国公用事业发展的滞后，因此，在法规标准体系及其技术内容与发达国家相比有很大差距。我国的公规标准体系及其技术内容与发达国家相比有很大差距。我国的公用管道标准体系不完善，用管道标准体系不完善， GB50028-93GB50028-93城镇燃气设计规范城镇燃气设计规范、CJJ34-90CJJ34-90城市热力管网设计规范城市热力管网设计规范、 CJJ28-89CJJ28-89城市

31、供热管网城市供热管网工程施工及验收规范工程施工及验收规范、CJJ33-89CJJ33-89城镇燃气输配工程施工及验城镇燃气输配工程施工及验收规范收规范、CJJ51-92CJJ51-92城市燃气管网抢修和维护技术规程城市燃气管网抢修和维护技术规程燃气燃气管道仅有国家标准管道仅有国家标准GB50028GB50028城镇燃设计规范城镇燃设计规范、行业标准、行业标准CJJ33CJJ33城镇燃气输配工程施工及验收规范城镇燃气输配工程施工及验收规范等少数标准，在关于等少数标准，在关于公用管道的设计、制造、安装、检验、维修、改造、使用等公用管道的设计、制造、安装、检验、维修、改造、使用等7 7个环个环节上，

32、标准极不规范，也不完善，多数环节缺少标准，如在管道节上，标准极不规范，也不完善，多数环节缺少标准，如在管道的安装、检验、制造、使用等。同时，城镇燃气管道在材料、焊的安装、检验、制造、使用等。同时，城镇燃气管道在材料、焊接、检验、腐蚀防护专业领域方面基本无标准，基本引用石油等接、检验、腐蚀防护专业领域方面基本无标准，基本引用石油等其他行业相关标准。而在热力管道方面，目前尚无国家标准。其他行业相关标准。而在热力管道方面，目前尚无国家标准。12压力管道标准（长输管道）压力管道标准（长输管道） 国内目前主要从设计、制造、安装、检验、使用、维修、改造以及安全环国内目前主要从设计、制造、安装、检验、使用、

33、维修、改造以及安全环境等境等8 8个方面建立基于完整性的长输管道全过程的安全技术标准体系。长输管道个方面建立基于完整性的长输管道全过程的安全技术标准体系。长输管道涉及的技术标准分布在石油工业标准体系中的设计、施工、管材、储运、安全、涉及的技术标准分布在石油工业标准体系中的设计、施工、管材、储运、安全、节能、海洋等多个专业中，目前包括节能、海洋等多个专业中，目前包括GB50251-94GB50251-94输气管道工程设计规范输气管道工程设计规范、GB50253-94GB50253-94输油管道工程设计规范输油管道工程设计规范、 SY/T4006-90SY/T4006-90埋地钢质管道牺牲阳埋地钢

34、质管道牺牲阳极阴极保护设计规范极阴极保护设计规范、 SY/T4006-90SY/T4006-90埋地钢质管道强制电流阴极保护设计埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范规范、 SY/T4006-90SY/T4006-90长输管道阴极保护工程施工及验收规范长输管道阴极保护工程施工及验收规范、SY0401-SY0401-9898输油输气管道线路工程施工及验收规范输油输气管道线路工程施工及验收规范、 SY8186-96SY8186-96石油天然气管道石油天然气管道安全规程安全规程等。等。 管道标准太过于零散，引用外来的较多，缺少关于管道安装技术类的核心管道标准太过于零散，引用外来的较多，缺少关于管道安装

35、技术类的核心标准，同时，现有的部分核心标准应尽快上升为国家标准，加快对现行标准石标准，同时，现有的部分核心标准应尽快上升为国家标准，加快对现行标准石油行业标准的有效整合。同时，借鉴国际上发达国家的管道完整性管理经验，油行业标准的有效整合。同时，借鉴国际上发达国家的管道完整性管理经验，结合我国油气管线的特点结合我国油气管线的特点( (特有的破坏形式：打孔盗油等特有的破坏形式：打孔盗油等) )，参照国外的标准体，参照国外的标准体系，形成具有中国特色的长输管道完整性标准体系。系，形成具有中国特色的长输管道完整性标准体系。13国内压力管道行业存在的问题国内压力管道行业存在的问题一、压力管道管件质量低劣

36、一、压力管道管件质量低劣 长期以来压力管道管件长期以来压力管道管件( (如法兰、垫片、活接头、管接头三通、四通、大如法兰、垫片、活接头、管接头三通、四通、大小头、变径管接头堵头、封头、弯头（小头、变径管接头堵头、封头、弯头（45459090180180）、弯管、螺纹短）、弯管、螺纹短节、管子、膨胀节、阀门（闸阀、截止阀、止回阀、球阀、旋塞阀、蝶阀和节、管子、膨胀节、阀门（闸阀、截止阀、止回阀、球阀、旋塞阀、蝶阀和隔膜阀）等隔膜阀）等) )在制造过程中没有强制性的监督控制。大量伪劣产品进入市在制造过程中没有强制性的监督控制。大量伪劣产品进入市场，给压力管道安全长周期运行埋下事故隐患。场，给压力管

37、道安全长周期运行埋下事故隐患。 1 1、某炼油厂加氢裂化装置管线中近万件新购弯头、大小头、三通中竟、某炼油厂加氢裂化装置管线中近万件新购弯头、大小头、三通中竟有有30%30%发现裂纹、硬度偏高、砂眼等缺陷；发现裂纹、硬度偏高、砂眼等缺陷； 2 2、某化工厂丙烯管线竣工几乎全部法兰、某化工厂丙烯管线竣工几乎全部法兰( (包括未安装的及仓库中法兰包括未安装的及仓库中法兰) )都存在表面裂纹；都存在表面裂纹； 3 3、某化工厂一条丙烯管线新安装开车后，由于十多个弯头开裂，不得不、某化工厂一条丙烯管线新安装开车后，由于十多个弯头开裂，不得不带压堵漏；带压堵漏； 4 4、国内数十个厂家几百只出口法兰进行

38、抽检，发现存在很多问题（有表、国内数十个厂家几百只出口法兰进行抽检，发现存在很多问题（有表面裂纹的、有材质不合格的、有机械性能不合格的、有板材加工的、有铸钢面裂纹的、有材质不合格的、有机械性能不合格的、有板材加工的、有铸钢件、有锻钢件、也有铸铁件），大约有一半以上的法兰不符合产品技术文件件、有锻钢件、也有铸铁件），大约有一半以上的法兰不符合产品技术文件的要求。的要求。 14国内压力管道行业存在的问题国内压力管道行业存在的问题(2)(2) 二、压力管道安装质量低劣二、压力管道安装质量低劣 1 1、几乎每一条、几乎每一条、类管道都有超标焊接缺陷（裂纹、未焊透、未类管道都有超标焊接缺陷（裂纹、未焊透

39、、未熔合、气孔、夹渣等）存在；熔合、气孔、夹渣等）存在； 2 2、安装随意性大，有些支吊架和管线走向不符合图纸要求；、安装随意性大，有些支吊架和管线走向不符合图纸要求； 3 3、有些阀门、支吊架等管件安装位置不合理；、有些阀门、支吊架等管件安装位置不合理； 4 4、有些防振器和抑振器形同虚设，使管道系统的振动水平严重超标。、有些防振器和抑振器形同虚设，使管道系统的振动水平严重超标。 三、选材不当和设计结构先天不足三、选材不当和设计结构先天不足 1 1、如有的设计单位设计采用碳钢管道长期输送高温介质，这些都引起了、如有的设计单位设计采用碳钢管道长期输送高温介质，这些都引起了管线在使用中的破坏。据

40、不完全统计，因材料、型号用错导致事故的例子多管线在使用中的破坏。据不完全统计，因材料、型号用错导致事故的例子多不可数；不可数； 2 2、有的设计单位在炼油厂实际某方向位移达、有的设计单位在炼油厂实际某方向位移达28mm28mm的管线上，设计放置只的管线上，设计放置只允许允许15mm15mm位移的膨胀节；位移的膨胀节； 3 3、有的设计单位在选择管件材料许用应力值时有差错，导致压扁试验不、有的设计单位在选择管件材料许用应力值时有差错，导致压扁试验不合格。合格。 4 4、有的设计单位在布置管系时：、有的设计单位在布置管系时：a a、管道的间距过小；、管道的间距过小； b b、多层布置时，将热介质管

41、道布置在管架的下层，而将腐蚀性介质管道、多层布置时，将热介质管道布置在管架的下层，而将腐蚀性介质管道布置在管架的上层；布置在管架的上层； c c、管系不平衡。、管系不平衡。15国内压力管道行业存在的问题国内压力管道行业存在的问题(3)(3)四、压力管道使用中萌发的缺陷四、压力管道使用中萌发的缺陷 近年来由于我国原油变重、含硫、含氮和含酸值的增高加重了对设备的腐蚀。近年来由于我国原油变重、含硫、含氮和含酸值的增高加重了对设备的腐蚀。由于腐蚀造成装置被迫停工，使国民经济和人民生命财产受到很大的损失。因此采由于腐蚀造成装置被迫停工，使国民经济和人民生命财产受到很大的损失。因此采油、油气运输、炼油和深

42、度加工过程中的腐蚀是个很大的问题。在原油加工过程中，油、油气运输、炼油和深度加工过程中的腐蚀是个很大的问题。在原油加工过程中，石油本身对金属设备并不腐蚀，但是石油中若含有某些杂质，如：硫的化合物、无机石油本身对金属设备并不腐蚀，但是石油中若含有某些杂质，如：硫的化合物、无机盐类、环烷酸、氮的化合物等等，虽然含量很少，但危害却很大，这是因为它们有些盐类、环烷酸、氮的化合物等等，虽然含量很少，但危害却很大，这是因为它们有些本身是腐蚀性介质，另一些也会在加工过程中转化为腐蚀性介质。此外在炼制过程中本身是腐蚀性介质，另一些也会在加工过程中转化为腐蚀性介质。此外在炼制过程中加入的氢、溶剂及酸碱等也会形成

43、腐蚀介质，加速材料裂化和腐蚀。加入的氢、溶剂及酸碱等也会形成腐蚀介质，加速材料裂化和腐蚀。 1 1、腐蚀：、腐蚀：、常减压装置压力管线的腐蚀、常减压装置压力管线的腐蚀;、催化裂化装置压力管线管件的腐、催化裂化装置压力管线管件的腐蚀；蚀；、气体脱硫装置压力管线管件的腐蚀；、气体脱硫装置压力管线管件的腐蚀； 、加氢装置压力管线管件的腐蚀；、加氢装置压力管线管件的腐蚀；、制氢装置压力管线管件的腐蚀；、制氢装置压力管线管件的腐蚀；、焦化装置压力管线管件的腐蚀；、焦化装置压力管线管件的腐蚀；、油品装、油品装置压力管线的腐蚀情况；置压力管线的腐蚀情况；、主要化工装置压力管线管件的腐蚀（乙烯裂解装置、甲、主

44、要化工装置压力管线管件的腐蚀（乙烯裂解装置、甲醇装置、聚乙烯、聚丙烯装置等）。醇装置、聚乙烯、聚丙烯装置等）。 2 2、高温运行下材料损伤：、高温运行下材料损伤：、珠光体球化；、珠光体球化；、石墨化；、石墨化；、蠕变损伤；、蠕变损伤；、蠕变脆化。热壁加氢反应器接管管件介质腐蚀、氢腐蚀、氢脆、回火脆化和蠕变脆蠕变脆化。热壁加氢反应器接管管件介质腐蚀、氢腐蚀、氢脆、回火脆化和蠕变脆化；加氢精制、加氢裂化及催化重整装置中高温高压临氢管线管件的高温氢腐蚀；加化；加氢精制、加氢裂化及催化重整装置中高温高压临氢管线管件的高温氢腐蚀；加氢脱硫装置；分离器气液混相流动配管的氢腐蚀；甲醇装置合成反应器如催化剂筐

45、、氢脱硫装置；分离器气液混相流动配管的氢腐蚀；甲醇装置合成反应器如催化剂筐、分布管等管件的氢腐蚀；催化重整装置出口管线的脱碳和石墨化损伤；分布管等管件的氢腐蚀；催化重整装置出口管线的脱碳和石墨化损伤；16国内压力管道存在的问题国内压力管道存在的问题(4)(4)催化重整装置反应器接管热影响区的蠕变脆化开裂；制苯装置氢苯混合气体高温管道催化重整装置反应器接管热影响区的蠕变脆化开裂；制苯装置氢苯混合气体高温管道的蠕变脆化损伤；加热炉出口氢气管道弯头的氢腐蚀；铂重整装置管线管件的氢腐的蠕变脆化损伤；加热炉出口氢气管道弯头的氢腐蚀；铂重整装置管线管件的氢腐蚀；蒸汽管道高温运行由于珠光体球化引发的爆管事故

46、。蚀；蒸汽管道高温运行由于珠光体球化引发的爆管事故。 3 3、冲刷腐蚀：、冲刷腐蚀： 石化系统使用的压力管道流动介质存在气、油、水、固相（固体颗粒）等多项流石化系统使用的压力管道流动介质存在气、油、水、固相（固体颗粒）等多项流体，在管线的上下弯头、三通、体，在管线的上下弯头、三通、T T型接头、大小头、阀门、直管的入口或出口段部位型接头、大小头、阀门、直管的入口或出口段部位将产生明显的局部冲刷减薄。将产生明显的局部冲刷减薄。 五、在用管道管理和检验问题五、在用管道管理和检验问题 压力管道的管理检验问题很多，各企业对于压力管道的管理远不如压力容器的管压力管道的管理检验问题很多，各企业对于压力管道

47、的管理远不如压力容器的管理规范。由于过去没有要求强制检验，很多单位根本不检验或是进行一些象征性检验理规范。由于过去没有要求强制检验，很多单位根本不检验或是进行一些象征性检验工作，使压力管道的管理和检验工作流于形式。工作，使压力管道的管理和检验工作流于形式。 1 1、缺乏检验规程和标准；（、缺乏检验规程和标准；（20032003年年7 7月在用工业管道定期检验规则）月在用工业管道定期检验规则） 2 2、各企业有关工业管道的台帐、档案差别较大，缺乏检验的条件：、各企业有关工业管道的台帐、档案差别较大，缺乏检验的条件：、线路不、线路不清，没有适合的管线图；清，没有适合的管线图；、工业压力管道资料丢失

48、，没有材质、规格、热处理状态、工业压力管道资料丢失，没有材质、规格、热处理状态等原始参数；等原始参数； 3 3、缺乏专业检验队伍：过去这类检验主要由操作人员巡检和测厚。、缺乏专业检验队伍：过去这类检验主要由操作人员巡检和测厚。 、多年来没有对工业压力管道检验单位实行严格的资格认证制度缺乏有效的、多年来没有对工业压力管道检验单位实行严格的资格认证制度缺乏有效的管理制度和管理细则；管理制度和管理细则； 检验检测人员未经统一的考核与认可，水平参差不齐；检验检测人员未经统一的考核与认可，水平参差不齐；17压力管道破坏的主要原因（长输管道）压力管道破坏的主要原因（长输管道） 压力管道在实际使用过程中，由

49、于在设计、制造、安装及运行管理中存压力管道在实际使用过程中，由于在设计、制造、安装及运行管理中存在各类问题，管道的破坏性事故时有发生。同时由于工作介质往往有易燃易在各类问题，管道的破坏性事故时有发生。同时由于工作介质往往有易燃易爆、腐蚀及剧毒的特点，因此给压力管道的安全运行带来一定的威胁。爆、腐蚀及剧毒的特点，因此给压力管道的安全运行带来一定的威胁。 1 1 长输管道长输管道 （1 1）在欧美国家管线事故的原因中，外力损伤占第一位，其次是腐蚀。）在欧美国家管线事故的原因中，外力损伤占第一位，其次是腐蚀。原苏联天然气管道的事故原因主要是腐蚀、施工和管材质量。我国管线事故原苏联天然气管道的事故原因

50、主要是腐蚀、施工和管材质量。我国管线事故原因主要是设备故障、腐蚀、施工和管材等原因，与原苏联的事故统计数据原因主要是设备故障、腐蚀、施工和管材等原因，与原苏联的事故统计数据较为接近，和欧美国家情况相差较大，其主要原因在于当时在管材、制管工较为接近，和欧美国家情况相差较大，其主要原因在于当时在管材、制管工艺、制造和安装水平比较落后。艺、制造和安装水平比较落后。 （2 2）近几年，我国新建的西部油、气管线由于所采用的设备、材料已接近）近几年，我国新建的西部油、气管线由于所采用的设备、材料已接近国际水平，加之防腐、自动化操作水平的提高，设备故障、腐蚀、误操作等国际水平，加之防腐、自动化操作水平的提高

51、，设备故障、腐蚀、误操作等原因造成的事故比例将会降低。但由于西部大部分地区自然环境恶劣，灾害原因造成的事故比例将会降低。但由于西部大部分地区自然环境恶劣，灾害性地质较严重，因此外力引起的第三方破坏造成的事故比例会高于东部管性地质较严重，因此外力引起的第三方破坏造成的事故比例会高于东部管道，为此评价东、西部管线完整性时应该视具体情况具体分析，区别对待。道，为此评价东、西部管线完整性时应该视具体情况具体分析，区别对待。 （3 3）对于老管线而言，事故率呈上升趋势。输气管线发生事故的概率低于）对于老管线而言，事故率呈上升趋势。输气管线发生事故的概率低于输油管线。输油管线。 （4 4）外力破坏通常是陆

52、地管线事故的主要原因，对大直径管道而言，管材）外力破坏通常是陆地管线事故的主要原因，对大直径管道而言，管材和施工缺陷是最常见的管道事故原因。和施工缺陷是最常见的管道事故原因。18压力管道破坏的主要原因（公用管道）压力管道破坏的主要原因（公用管道） 城市煤气和天然气管线破坏事故的原因主要是腐蚀、外力损伤、制造缺陷和材料损伤等。城市煤气和天然气管线破坏事故的原因主要是腐蚀、外力损伤、制造缺陷和材料损伤等。 、埋设在地下的钢质管道均有外防腐绝缘层，阻隔金属管子与外界腐蚀因素的接触。该、埋设在地下的钢质管道均有外防腐绝缘层，阻隔金属管子与外界腐蚀因素的接触。该防腐层一旦破坏，金属管的外表面腐蚀就极为迅

53、速，为了确保管道安全运行，必须确保防腐层完防腐层一旦破坏，金属管的外表面腐蚀就极为迅速，为了确保管道安全运行，必须确保防腐层完好无损。防腐层在制作和施工过程中不可避免地会出现漏孔、缺陷和损伤，在埋地之后，受热、好无损。防腐层在制作和施工过程中不可避免地会出现漏孔、缺陷和损伤，在埋地之后，受热、水、氧、地中杂散电流、细菌等环境因素影响，会老化、龟裂、剥离、防腐效果急剧下降。水、氧、地中杂散电流、细菌等环境因素影响，会老化、龟裂、剥离、防腐效果急剧下降。 、尽管实践表明对埋地管线采用涂料涂覆和阴极保护并用的防护效果最好，但在区域管、尽管实践表明对埋地管线采用涂料涂覆和阴极保护并用的防护效果最好，但

54、在区域管网中推广应用阴极保护尚有一定难度。网中推广应用阴极保护尚有一定难度。 a a、城市区域地下管线复杂，形状各异，采用传统阴极保护难以达到各部位同样的标准。、城市区域地下管线复杂，形状各异，采用传统阴极保护难以达到各部位同样的标准。 b b、阴极保护电流对外部结构的干扰问题，有时损坏了周围有效范围内的众多金属设施。、阴极保护电流对外部结构的干扰问题，有时损坏了周围有效范围内的众多金属设施。 c c、埋地管线并非完整一致，而是要和外部结构发生多处短接，这种接触结果不但提供不同、埋地管线并非完整一致，而是要和外部结构发生多处短接，这种接触结果不但提供不同金属相接触构成的电偶腐蚀机会，而且为实现

55、阴极保护带来了更大困难，使输出设备负荷加大。金属相接触构成的电偶腐蚀机会，而且为实现阴极保护带来了更大困难，使输出设备负荷加大。 d d、各种人为维修作业，常会出现将阴极保护系统损坏现象。、各种人为维修作业，常会出现将阴极保护系统损坏现象。 、城镇埋地燃气管网贯穿经济发达和人口稠密地区，发生事故后果非常严重。、城镇埋地燃气管网贯穿经济发达和人口稠密地区，发生事故后果非常严重。19681968年英年英国国Radon PointRadon Point公寓由于天然气泄漏，造成墙体和楼板连续倒塌。公寓由于天然气泄漏，造成墙体和楼板连续倒塌。19701970年格陵兰年格陵兰GodthabGodthab地

56、下室地下室管网煤气泄漏，建筑物全部倒塌。管网煤气泄漏，建筑物全部倒塌。19751975年年8 8月英格兰月英格兰MerseyMersey公寓、公寓、19721972年美年美 Richmansworth Richmansworth Groxdey GreenGroxdey Green和和19731973年法国年法国PerpignanPerpignan由于天然气泄漏，造成房屋严重破坏。由于天然气泄漏，造成房屋严重破坏。19931993年徐州市铜年徐州市铜山县液化气输配站管网破裂，造成山县液化气输配站管网破裂，造成4 4人死亡，人死亡，1616人受重伤。人受重伤。19951995年青海石油管理局西部

57、炼厂天然年青海石油管理局西部炼厂天然气泄漏，死气泄漏，死3 3人，重伤人，重伤4 4人。人。19951995年济南和平路煤气管爆炸年济南和平路煤气管爆炸1313人死亡，人死亡，4848人受伤；人受伤；19961996年春节前年春节前后，天津、青岛、重庆、福州、哈尔滨等地相继发生燃气中毒和爆炸事故，伤亡后，天津、青岛、重庆、福州、哈尔滨等地相继发生燃气中毒和爆炸事故，伤亡5050多人；多人；20002000年年1010月，合肥四里河小区燃气管网爆炸，死月，合肥四里河小区燃气管网爆炸，死1010人，整幢楼炸毁。城镇埋地燃气管网事故的发人，整幢楼炸毁。城镇埋地燃气管网事故的发生，以及所带来的重大人员

58、伤亡和经济损失，已严重地影响到社会稳定和人民生命财产安全。生，以及所带来的重大人员伤亡和经济损失，已严重地影响到社会稳定和人民生命财产安全。 19压力管道破坏的主要原因（压力管道破坏的主要原因（3 3） 工业管道工业管道 国外有关统计资料表明，工业管道的破坏性事故中，腐蚀破坏约占国外有关统计资料表明，工业管道的破坏性事故中，腐蚀破坏约占28281 1；疲劳破坏约占；疲劳破坏约占29291 1；蠕变破坏约占；蠕变破坏约占28288 8。可见腐蚀、疲劳、。可见腐蚀、疲劳、蠕变破坏是管道破坏的三大主要原因。将蠕变破坏是管道破坏的三大主要原因。将9595年石化企业年石化企业、类管道爆类管道爆炸与严重损

59、坏事故原因按图炸与严重损坏事故原因按图1 1所示进行了分类，所示进行了分类， 图图1 1 工业管道的破坏原因工业管道的破坏原因 很明显腐蚀与冲蚀比例偏高，而管理不善原因较低，其中腐蚀减薄引很明显腐蚀与冲蚀比例偏高，而管理不善原因较低，其中腐蚀减薄引起的占起的占29.829.8，材料以及制造质量引起的占，材料以及制造质量引起的占24.524.5，因安装原因引起的失效，因安装原因引起的失效占占26.726.7。20压力管道的主要失效形式压力管道的主要失效形式 1 1 1 1、压力管道主要失效形式包括：压力管道主要失效形式包括：、因存在原始制造性缺陷和使用过程中新生、因存在原始制造性缺陷和使用过程中

60、新生缺陷引发的弹塑性断裂失效模式；缺陷引发的弹塑性断裂失效模式；、因环境或介质影响造成由腐蚀引发的破坏失效、因环境或介质影响造成由腐蚀引发的破坏失效模式；模式；、因高温、高压、临氢、交变载荷环境造成材料累积损伤失效模式，如珠光、因高温、高压、临氢、交变载荷环境造成材料累积损伤失效模式，如珠光体球化、石墨化、回火脆化、蠕变破坏、疲劳破坏、氢损伤等。体球化、石墨化、回火脆化、蠕变破坏、疲劳破坏、氢损伤等。 压力管道失效型式的分类压力管道失效型式的分类 （1 1）压力管道失效型式的分类方法有很多种。按破坏时宏观变形量的大小可分为）压力管道失效型式的分类方法有很多种。按破坏时宏观变形量的大小可分为韧性

61、破坏韧性破坏( (延性破坏延性破坏) )和脆性破坏两大类。和脆性破坏两大类。 韧性破坏：韧性破坏是管道在压力的作用下管壁上产生的应力达到材料的强韧性破坏：韧性破坏是管道在压力的作用下管壁上产生的应力达到材料的强度极限，因而发生断裂的一种破坏型式。它通常包括材料变形过程的弹性变形、弹塑度极限，因而发生断裂的一种破坏型式。它通常包括材料变形过程的弹性变形、弹塑性变形和断裂的三个阶段。韧性破坏是一种因强度不足而发生的破坏。如果管道不是性变形和断裂的三个阶段。韧性破坏是一种因强度不足而发生的破坏。如果管道不是由于存在明显的缺陷和明显脆化，而是由于超压导致破坏时，都属于韧性破坏。由于存在明显的缺陷和明显

62、脆化，而是由于超压导致破坏时，都属于韧性破坏。 脆性破坏：脆性破坏是指管道破坏时没有发生宏观变形，破坏时的管壁应力脆性破坏：脆性破坏是指管道破坏时没有发生宏观变形，破坏时的管壁应力也远未达到材料的强度极限，有的甚至还低于屈服极限。脆性破坏往往在一瞬间发也远未达到材料的强度极限，有的甚至还低于屈服极限。脆性破坏往往在一瞬间发生，并以极快的速度扩展。这种破坏现象和脆性材料的破坏很相似，故称为脆性破生，并以极快的速度扩展。这种破坏现象和脆性材料的破坏很相似，故称为脆性破坏。又因为它是在较低的应力状态下发生的，故也叫做低应力破坏。脆性破坏的基本坏。又因为它是在较低的应力状态下发生的，故也叫做低应力破坏

63、。脆性破坏的基本原因是材料的脆性和存在严重缺陷。此外，加载的速度、残余应力、结构的应力集中原因是材料的脆性和存在严重缺陷。此外，加载的速度、残余应力、结构的应力集中等都会加速脆断破坏的发生。等都会加速脆断破坏的发生。 （2 2）此外按破坏时材料的微观）此外按破坏时材料的微观( (显微显微) )断裂机制分类，也可以分为韧窝断裂、解理断裂机制分类，也可以分为韧窝断裂、解理断裂、沿晶脆性断裂和疲劳断裂等。但实际工作中，往往采用一种习惯的混合分类方断裂、沿晶脆性断裂和疲劳断裂等。但实际工作中，往往采用一种习惯的混合分类方法，即以宏观分类法为主，再结合一些断裂特征。通常分为：制造时产生的原始缺陷法，即以

64、宏观分类法为主，再结合一些断裂特征。通常分为：制造时产生的原始缺陷破坏、腐蚀冲刷破坏、疲劳破坏、材料损伤和其他形式破坏。破坏、腐蚀冲刷破坏、疲劳破坏、材料损伤和其他形式破坏。21无损检测技术的发展阶段无损检测技术的发展阶段 第一阶段称为无损探伤第一阶段称为无损探伤(NDI)(NDI)。其主要作用就是在不损伤材料和设备产品的前提。其主要作用就是在不损伤材料和设备产品的前提下，检出内、外部缺陷，以满足设备工程设计的强度要求，这是无损检测技术发展的下，检出内、外部缺陷，以满足设备工程设计的强度要求，这是无损检测技术发展的初级阶段，其主要特征是以质量控制为中心。质量控制原则是利用无损检测对设备产初级阶

65、段，其主要特征是以质量控制为中心。质量控制原则是利用无损检测对设备产品的制造安装质量进行控制的一种安全评定原则。通常认为超声检测的质量控制参数品的制造安装质量进行控制的一种安全评定原则。通常认为超声检测的质量控制参数为：为：回波波幅的高度；回波波幅的高度；缺陷的长度缺陷的长度单位长度、单位面积或单位体积上的缺陷个单位长度、单位面积或单位体积上的缺陷个数。射线检测的质量控制参数为：数。射线检测的质量控制参数为：缺陷长度；缺陷长度；缺陷性质；缺陷性质；单位长度上的缺陷个单位长度上的缺陷个数；数；单位面积上缺陷个数。因为其可靠性取决于控制门槛值有充分的安全裕度，所单位面积上缺陷个数。因为其可靠性取决

66、于控制门槛值有充分的安全裕度，所以在真实缺陷与评定等级之间允许有一定的偏差。目前国际上基本上以质量控制为核以在真实缺陷与评定等级之间允许有一定的偏差。目前国际上基本上以质量控制为核心内容。心内容。 第二阶段称为无损检测第二阶段称为无损检测(NDT)(NDT)。对于工业发达国家来说，该阶段始于上个世纪。对于工业发达国家来说，该阶段始于上个世纪7070年代，其任务不仅是检测设备产品的内外部缺陷，而且测定材料和焊缝的组织结构，年代，其任务不仅是检测设备产品的内外部缺陷，而且测定材料和焊缝的组织结构，如晶粒度、石墨形态、金相组织、硬度和残余应力水平；同时还测定各种过工艺参数如晶粒度、石墨形态、金相组织

67、、硬度和残余应力水平；同时还测定各种过工艺参数诸如温度、压力、粘度和密度等。这时的无损检测技术表现为系统性质量控制概念，诸如温度、压力、粘度和密度等。这时的无损检测技术表现为系统性质量控制概念，远比第一阶段具有更为丰富的内涵。远比第一阶段具有更为丰富的内涵。 第三阶段称为无损评价第三阶段称为无损评价(NDE)(NDE)。由于设计水平的不断提高，断裂力学等学科技术。由于设计水平的不断提高，断裂力学等学科技术的发展和推广，以及极限设计寿命思想的进步和实用化，因此要求无损检测技术不仅的发展和推广，以及极限设计寿命思想的进步和实用化，因此要求无损检测技术不仅能检出危险缺陷，而且要对缺陷进行定性，并测定

68、其自身高度能检出危险缺陷，而且要对缺陷进行定性，并测定其自身高度( (通常指壁厚方向的尺通常指壁厚方向的尺寸寸) )，以便采用断裂力学对带缺陷设备的安全性和使用寿命进行评价。无损评价的核，以便采用断裂力学对带缺陷设备的安全性和使用寿命进行评价。无损评价的核心是合于使用原则，是确保没有危害性缺陷从而保证设备产品安全运行一种安全评定心是合于使用原则，是确保没有危害性缺陷从而保证设备产品安全运行一种安全评定原则，其主要检测参数为缺陷自身高度、缺陷性质、缺陷位置以及缺陷密集程度等。原则，其主要检测参数为缺陷自身高度、缺陷性质、缺陷位置以及缺陷密集程度等。22压力管道压力管道无损检测可靠性无损检测可靠性

69、 通常压力容器的破坏主要取决于三个基本要素：应力水平（设计、制造不通常压力容器的破坏主要取决于三个基本要素：应力水平（设计、制造不合理），材料性能和缺陷危害程度。压力容器无损检测是在应力分析和材料合理），材料性能和缺陷危害程度。压力容器无损检测是在应力分析和材料性能评价的前提下，确定原材料性能评价的前提下，确定原材料( (钢板、复合钢板、锻件、钢管等钢板、复合钢板、锻件、钢管等) )、焊缝和、焊缝和热影响区中是否存在缺陷、缺陷当量、缺陷性质和危害程度，以保证压力容热影响区中是否存在缺陷、缺陷当量、缺陷性质和危害程度，以保证压力容器安全运行的一种手段。从这个意义说，压力容器无损检测可靠性也就是压

70、器安全运行的一种手段。从这个意义说，压力容器无损检测可靠性也就是压力容器安全可靠性的一个关键性组成部分。力容器安全可靠性的一个关键性组成部分。 过去人们常以过去人们常以“能检出的最小缺陷尺寸能检出的最小缺陷尺寸”来衡量检出缺陷的能力，并以来衡量检出缺陷的能力，并以此此作为评价无损检测可靠性的重要参数。这实际上是一种误解，因为该数据既作为评价无损检测可靠性的重要参数。这实际上是一种误解，因为该数据既无法保证凡是大于该尺寸的缺陷一定能被检出来，也不能保证检测出的就一无法保证凡是大于该尺寸的缺陷一定能被检出来，也不能保证检测出的就一定是缺陷，同时也无法反映出缺陷的准确当量和检测误差。就本质而言，无定

71、是缺陷，同时也无法反映出缺陷的准确当量和检测误差。就本质而言，无损检测可靠性有两个含义：一是指不漏掉危险性缺陷的几率，即缺陷的检出损检测可靠性有两个含义：一是指不漏掉危险性缺陷的几率，即缺陷的检出率；二是指检出结果的真实性，即对缺陷定性定量结果的可信赖性。率；二是指检出结果的真实性，即对缺陷定性定量结果的可信赖性。 无损检测技术涉及到多方面的因素，如检测人员的技术水平、经验和心理无损检测技术涉及到多方面的因素，如检测人员的技术水平、经验和心理状况；检测仪器设备的水平和完好程度；各种检测方法的特点和检测方案的状况；检测仪器设备的水平和完好程度；各种检测方法的特点和检测方案的适用性；工件的结构设计

72、特点和材料特性；制造工艺和缺陷本身的特点等适用性；工件的结构设计特点和材料特性；制造工艺和缺陷本身的特点等等。也就是说同一缺陷在重复检验时，如果影响因素不同，检测结果将并不等。也就是说同一缺陷在重复检验时，如果影响因素不同，检测结果将并不总是一个固定的参数，而可能变化很大。这种不确定因素是无损检测的固有总是一个固定的参数，而可能变化很大。这种不确定因素是无损检测的固有特征，对无损检测的可靠性具有很大的影响。特征，对无损检测的可靠性具有很大的影响。23压力管道无损检测压力管道无损检测概述概述无损检测是指在不损坏试件的前提下，以物理或化无损检测是指在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助

73、先进的技术和设备器材，对试件的学方法为手段，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内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。是指对材料或工件实施一种不损害或不影响其未来法。是指对材料或工件实施一种不损害或不影响其未来使用性能或用途的检测手段。使用性能或用途的检测手段。 常用的无损检测方法有射线检测（简称常用的无损检测方法有射线检测（简称RTRT）、超声）、超声波检测（简称波检测（简称UTUT）、磁粉检测（简称）、磁粉检测（简称MTMT）和渗透检测）和渗透检测（简称（简称PTPT），称为四大常规检测方法。这四种方法是承），称为四大常规检测方法。这

74、四种方法是承压类特种设备制造质量检测和在用检测最常用的无损检压类特种设备制造质量检测和在用检测最常用的无损检测方法。其中测方法。其中RT RT 和和UTUT主要用于探测试件内部缺陷，主要用于探测试件内部缺陷，MTMT和和PTPT主要用于探测试件表面缺陷。其他用于承压类特种主要用于探测试件表面缺陷。其他用于承压类特种设备的无损检测方法有涡流检测（简称设备的无损检测方法有涡流检测（简称ETET）、声发射检）、声发射检测（简称测（简称AEAE）等。）等。24压力管道压力管道射线检测射线检测技术（特点技术（特点）射线的种类很多，其中易于穿透物质的有射线的种类很多，其中易于穿透物质的有X X射线、射线、

75、射线、中子射线三射线、中子射线三种。这三种射线都被用于无损检测，其中种。这三种射线都被用于无损检测，其中X X射线和射线和射线常应用于承压设备焊射线常应用于承压设备焊缝和其他工业产品、结构材料的缺陷检测，而中子射线仅用于一些特殊场缝和其他工业产品、结构材料的缺陷检测，而中子射线仅用于一些特殊场合。射线检测是工业无损检测的一个重要专业门类。最主要的应用是探测试合。射线检测是工业无损检测的一个重要专业门类。最主要的应用是探测试件内部的宏观几何缺陷（探伤）。件内部的宏观几何缺陷（探伤）。 压力管道射线检测特点压力管道射线检测特点 .检测结果有直接记录检测结果有直接记录底片。由于底片上记录的信息十分丰

76、富，且底片。由于底片上记录的信息十分丰富，且可以长期保存，从而使射线照相法成为各种无损检测方法中记录最真实、最可以长期保存，从而使射线照相法成为各种无损检测方法中记录最真实、最直观、最全面、可追踪性最好的检测方法。直观、最全面、可追踪性最好的检测方法。 可以获得缺陷的投影图像，缺陷定性定量准确各种无损检测方法中，可以获得缺陷的投影图像，缺陷定性定量准确各种无损检测方法中，射线照相对缺陷定性是最准的。在定量方面，对体积型缺陷（气孔、夹渣射线照相对缺陷定性是最准的。在定量方面，对体积型缺陷（气孔、夹渣类）的长度、宽度尺寸的确定也很准，其误差大致在零点几毫米类）的长度、宽度尺寸的确定也很准，其误差大

77、致在零点几毫米。 体积型缺陷检出率很高。而面积型缺陷检出率受到多种因素影响。体体积型缺陷检出率很高。而面积型缺陷检出率受到多种因素影响。体积型缺陷是指气孔、夹渣类缺陷。射线照相大致可以检出直径在试件厚度积型缺陷是指气孔、夹渣类缺陷。射线照相大致可以检出直径在试件厚度1%1%以上的体积型缺陷。面积型缺陷是指裂纹、未熔合类缺陷，其检出率的影响以上的体积型缺陷。面积型缺陷是指裂纹、未熔合类缺陷，其检出率的影响因素包括缺陷形态尺寸、透照厚度、透照角度、透照几何条件、源和胶片种因素包括缺陷形态尺寸、透照厚度、透照角度、透照几何条件、源和胶片种类、像质计灵敏度等，所以一般来说裂纹检出率较低。类、像质计灵敏

78、度等，所以一般来说裂纹检出率较低。 25压力管道压力管道射线检测射线检测技术（特点技术（特点）. .适宜检测较薄的工件而不适宜较厚的工件。检测厚工件需要高能量的射线探适宜检测较薄的工件而不适宜较厚的工件。检测厚工件需要高能量的射线探伤设备。伤设备。300 kV300 kV便携式便携式X X射线机透照厚度一般小于射线机透照厚度一般小于40 mm40 mm，420 kV420 kV移动式移动式X X射线机和射线机和Irl92Irl92射线机透照厚度均小于射线机透照厚度均小于100 mm100 mm，对厚度大于，对厚度大于100 rain100 rain的工件照相需使用加速的工件照相需使用加速器或器

79、或C060C060，因此是比较困难的。此外，板厚增大，射线照相绝对灵敏度是下降的，也，因此是比较困难的。此外，板厚增大，射线照相绝对灵敏度是下降的，也就是说对厚工件采用射线照相，小尺寸缺陷以及一些面积型缺陷漏检的可能性增大。就是说对厚工件采用射线照相，小尺寸缺陷以及一些面积型缺陷漏检的可能性增大。 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。用适宜检测对接焊缝。检测角焊缝效果较差，不适宜检测板材、棒材、锻件。用射线检测角焊缝时，透照布置比较困难，且摄得底片的黑度变化大，成像质量不够射线检测角焊缝时，透照布置比较困难，且摄得底片的黑度变化大，成像质量不够好；板材、锻件中的大

80、部分缺陷通常与射线束垂直，因此射线照相无法检出。好；板材、锻件中的大部分缺陷通常与射线束垂直，因此射线照相无法检出。 . .有些试件结构和现场条件不适合射线照相。由于是穿透法检测，因此结构和有些试件结构和现场条件不适合射线照相。由于是穿透法检测，因此结构和现场条件有时会限制检测的进行。例如，有内件的锅炉或容器，有厚保温层的锅炉、现场条件有时会限制检测的进行。例如，有内件的锅炉或容器，有厚保温层的锅炉、容器或管道，内部液态或固态介质未排空的容器等均无法检测。采用双壁单影法透容器或管道，内部液态或固态介质未排空的容器等均无法检测。采用双壁单影法透照，虽然可以不进入容器内部，但只适用于直径较小的管道

81、，对直径较大的管道，双照，虽然可以不进入容器内部，但只适用于直径较小的管道，对直径较大的管道，双壁单影法透照很难实施。此外如焦距太短，则底片清晰度会很差。壁单影法透照很难实施。此外如焦距太短，则底片清晰度会很差。 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。缺陷高度可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。缺陷高度可通过黑度对比的方法作出判断，但精确度不高，尤其影像细小的裂纹类缺陷。通过黑度对比的方法作出判断，但精确度不高，尤其影像细小的裂纹类缺陷。 检测成本高。与其他无损检测方法相比，射线照相的材料和人工成本很高。检测成本高。与其他无损检测方法相比，射线照相的

82、材料和人工成本很高。 . .射线照相检测速度慢。一般情况下定向射线照相检测速度慢。一般情况下定向X X射线机一次透照长度不超过射线机一次透照长度不超过300 mm300 mm，拍一张片子需拍一张片子需10 min10 min，射线源的曝光时间一般更长。但特殊场合则另当别论，射线源的曝光时间一般更长。但特殊场合则另当别论， . .射线对人体有伤害。射线会对人体组织造成多种损伤，因此对工作人员剂量当射线对人体有伤害。射线会对人体组织造成多种损伤，因此对工作人员剂量当量规定了限值。要求在保证完成射线探伤任务的同时，接受的剂量当量不超过限值。量规定了限值。要求在保证完成射线探伤任务的同时，接受的剂量当

83、量不超过限值。26压力管道射线检测技术压力管道射线检测技术 ( (工艺特点工艺特点) ) 压力管道尤其是工业管道大量采用薄壁小径管，其施工主要采用氩弧焊打底，手压力管道尤其是工业管道大量采用薄壁小径管，其施工主要采用氩弧焊打底，手工焊盖面的单面焊接。长期以来小径管对接焊缝主要采用射线透照检测，但也存在不工焊盖面的单面焊接。长期以来小径管对接焊缝主要采用射线透照检测，但也存在不少问题：少问题：、由于压力管道透照截面厚度变化大，宽容度很难保证，透照一次不能实、由于压力管道透照截面厚度变化大，宽容度很难保证，透照一次不能实现焊缝全长的现焊缝全长的100%100%检测检测;、若要满足压力管道裂纹检测要

84、求，则底片透照数量很难、若要满足压力管道裂纹检测要求，则底片透照数量很难满足要求；满足要求；、同时射线透照大量采用、同时射线透照大量采用Ir192Ir192射线源和射线源和型片，底片质量和清晰度都型片，底片质量和清晰度都比较差。比较差。 JB/T4730JB/T4730承压设备无损检测承压设备无损检测对压力管道射线检测作了部分改进：对压力管道射线检测作了部分改进： 、增加了工业射线胶片系统分类的内容，将胶片分为、增加了工业射线胶片系统分类的内容，将胶片分为T1T1、T2T2、T3T3、T4T4四类。增四类。增加附录加附录A A（资料性附录），对胶片系统的特性指标提出了要求，对国内使用的胶片质（

85、资料性附录），对胶片系统的特性指标提出了要求，对国内使用的胶片质量进行有效的控制；对薄壁压力管道推荐采用量进行有效的控制；对薄壁压力管道推荐采用Se-75Se-75射线源以及射线源以及T2T2或或T1T1胶片，提高了胶片，提高了射线透照质量。射线透照质量。 、对、对100mm100mmD Do400mmo400mm的环向对接焊接接头（包括曲率相同曲面焊接接头）的环向对接焊接接头（包括曲率相同曲面焊接接头）, A, A级、级、ABAB级允许采用级允许采用K K1.21.2。 降低了降低了K K值要求，减少底片数量。值要求，减少底片数量。 、小径管环向对接焊接接头的透照布置。小径管采用双壁双影透照

86、布、小径管环向对接焊接接头的透照布置。小径管采用双壁双影透照布置，当同时满足下列两条件时应采用倾斜透照方式椭圆成像：置，当同时满足下列两条件时应采用倾斜透照方式椭圆成像：T T（壁厚）（壁厚）8mm8mm； g g（焊缝宽度）（焊缝宽度）D Do /4o /4椭圆成像椭圆成像时，应控制影像的开口宽度（上下时，应控制影像的开口宽度（上下焊缝焊缝投影最大间距）在投影最大间距）在1 1倍焊缝宽度左右。不满足上述条件或椭圆成像有困难时可采用垂倍焊缝宽度左右。不满足上述条件或椭圆成像有困难时可采用垂直透照方式重叠成像。直透照方式重叠成像。 、小径管可选用通用线型像质计或附录、小径管可选用通用线型像质计或

87、附录F F（规范性附录）规定的专用（等径金属（规范性附录）规定的专用（等径金属丝）像质计，金属丝应横跨焊缝放置。像质计应置于源侧，当无法放置时，可将像质丝）像质计，金属丝应横跨焊缝放置。像质计应置于源侧，当无法放置时，可将像质计置于胶片侧。计置于胶片侧。27压力管道射线检测技术压力管道射线检测技术 ( (工艺特点工艺特点) ) 、小径管环向对接接头的透照次数小径管环向对接焊接接头、小径管环向对接接头的透照次数小径管环向对接焊接接头100%100%检测的透照次检测的透照次数：采用倾斜透照椭圆成像时，当数：采用倾斜透照椭圆成像时，当T/ DT/ Do0.12o0.12时时, ,相隔相隔9090透照

88、透照2 2次。当次。当T/ DT/ Do o0.120.12时时, ,相隔相隔120120或或6060透照透照3 3次。垂直透照重叠成像时，一般应相隔次。垂直透照重叠成像时，一般应相隔120120或或6060透照透照3 3次。由于结构原因不能进行多次透照时，可采用椭圆成像或重叠成像方式透照次。由于结构原因不能进行多次透照时，可采用椭圆成像或重叠成像方式透照一次。鉴于透照一次不能实现焊缝全长的一次。鉴于透照一次不能实现焊缝全长的100%100%检测，此时应采取有效措施扩大缺陷可检测，此时应采取有效措施扩大缺陷可检出范围，并保证底片评定范围内黑度和灵敏度满足要求。检出范围，并保证底片评定范围内黑度

89、和灵敏度满足要求。 、底片评定范围内的黑度、底片评定范围内的黑度D D应符合下列规定应符合下列规定:A :A 级：级：1.51.5D D4.04.0；ABAB级级2.02.0D D4.0 4.0 ；B B 级：级：2.32.3D D4.04.0。用。用X X射线透照小径管或其他截面厚度变化大的工射线透照小径管或其他截面厚度变化大的工件时，件时，ABAB级最低黑度允许降至级最低黑度允许降至1.51.5；B B级最低黑度可降至级最低黑度可降至2.02.0。 、 小径管可选用通用线型像质计或附录小径管可选用通用线型像质计或附录F F（规范性附录）规定的专用（等径金（规范性附录）规定的专用（等径金属丝

90、）像质计，金属丝应横跨焊缝放置。像质计应置于源侧，当无法放置在源侧时，属丝）像质计，金属丝应横跨焊缝放置。像质计应置于源侧，当无法放置在源侧时，可将像质计置于胶片侧。可将像质计置于胶片侧。 、对截面厚度变化大的压力管道，在保证灵敏度要求的前提下，允许采用较高、对截面厚度变化大的压力管道，在保证灵敏度要求的前提下，允许采用较高的射线管电压。但有一定压力范围的限制。的射线管电压。但有一定压力范围的限制。 、不加垫板单面焊的未焊透缺陷和根部内凹和根部咬边分级评定。管外径、不加垫板单面焊的未焊透缺陷和根部内凹和根部咬边分级评定。管外径DoDo100mm100mm管子未焊透和根部内凹和根部咬边深度可采用

91、对比试块（管子未焊透和根部内凹和根部咬边深度可采用对比试块（型）进行测定。管型）进行测定。管外径外径DoDo100mm100mm小径管上述深度可采用小径管专用对比试块小径管上述深度可采用小径管专用对比试块(A(A或或BB型型) )进行测定进行测定, , 28压力管道射线检测（表面要求）压力管道射线检测（表面要求）射线检测前，焊接接头的表面应经外观检测并合格。表面的不规则状态射线检测前，焊接接头的表面应经外观检测并合格。表面的不规则状态在底片上的影像不得掩盖或干扰缺陷影像，否则应对表面作适当修整。其主在底片上的影像不得掩盖或干扰缺陷影像，否则应对表面作适当修整。其主要理由如下要理由如下 、焊缝的

92、表面缺陷（如咬边、凹坑、沟槽等）将直接反映在底片上，、焊缝的表面缺陷（如咬边、凹坑、沟槽等）将直接反映在底片上，往往掩盖了焊缝内的缺陷，使之漏检；或是形成伪缺陷，给缺陷的评定、分往往掩盖了焊缝内的缺陷，使之漏检；或是形成伪缺陷，给缺陷的评定、分级和返修带来很大困难。如曾在某厂就发现过好几起类似的现象，当时在底级和返修带来很大困难。如曾在某厂就发现过好几起类似的现象，当时在底片上某丁字缝发现一条黑色影象，很象裂纹，经两次返修后缺陷仍然存在，片上某丁字缝发现一条黑色影象，很象裂纹，经两次返修后缺陷仍然存在，经实地检查，发现原来是丁字口上一道很细的沟槽。我们认为若在射线检测经实地检查，发现原来是丁字

93、口上一道很细的沟槽。我们认为若在射线检测前先进行较细致的外观检查，这类情况的产生就会大大减少。前先进行较细致的外观检查，这类情况的产生就会大大减少。 、焊缝余高对焊缝缺陷的检出有一定的影响，余高越高，对底片的宽、焊缝余高对焊缝缺陷的检出有一定的影响，余高越高，对底片的宽容度要求愈高，缺陷检出则比较困难，因此，焊缝余高应尽可能减小，并控容度要求愈高，缺陷检出则比较困难，因此，焊缝余高应尽可能减小，并控制在一定的尺寸范围内。制在一定的尺寸范围内。 综上所述，焊缝表面质量与底片的有效性、可靠性及缺陷检出灵敏度有综上所述，焊缝表面质量与底片的有效性、可靠性及缺陷检出灵敏度有很大关系，必须给予高度的重视

94、。很大关系，必须给予高度的重视。29压力管道射线检测（裂纹检测）压力管道射线检测（裂纹检测） 任任何何无无损损检检测测方方法法都都十十分分重重视视裂裂纹纹的的检检出出率率，射射线线检检测测也也不不例例外外。为为 保保证证裂裂纹纹的的检检出出效效果果，通通常常在在射射线线照照相相检检测测标标准准中中都都作作出出了了一一些些技技术术方方面面的的直接或间接的规定，目前世界各国标准对此可以概括为三种类型：直接或间接的规定，目前世界各国标准对此可以概括为三种类型： 、直直接接对对裂裂纹纹检检验验角角进进行行规规定定：美美国国军军标标规规定定检检验验裂裂纹纹，只只有有当当工工件件处处于于射射线线束束101

95、0圆圆锥锥角角之之内内区区域域才才是是有有效效的的。即即意意味味着着为为保保证证裂裂纹纹检检出出，照照射角应不大于射角应不大于1010。 、规定透照厚度比、规定透照厚度比K K值进行间接控制：值进行间接控制：JB/T4730JB/T4730标准和德国标准等没标准和德国标准等没有直接规定裂纹检验。但由于规定了有直接规定裂纹检验。但由于规定了K K值，实际上也就规定了有效透照区，间值，实际上也就规定了有效透照区，间接控制允许的射线照射角。接控制允许的射线照射角。 、直接规定有效透照区长度进行间接控制：、直接规定有效透照区长度进行间接控制：JISJIS标准主要采用这种方标准主要采用这种方式，标准直接

96、规定有效透照区长度式，标准直接规定有效透照区长度L3L3与焦距与焦距L1L1之间的关系，间接控制了射线之间的关系，间接控制了射线检验角，从而保证裂纹检出。检验角，从而保证裂纹检出。 上述三种类型实际上是以不同方式限制了允许采用的射线照射角，即射上述三种类型实际上是以不同方式限制了允许采用的射线照射角，即射线束与裂纹开裂面之间的角度。一般认为射线束与裂纹开裂面之间的角度小线束与裂纹开裂面之间的角度。一般认为射线束与裂纹开裂面之间的角度小于于9.59.59.59.5，裂纹检出率在，裂纹检出率在，裂纹检出率在，裂纹检出率在70%70%70%70%以上；以上；以上；以上；角度大于角度大于9.59.59

97、.59.515151515，裂纹检出率在，裂纹检出率在，裂纹检出率在，裂纹检出率在50%50%50%50%左右；左右；左右；左右；角度大于角度大于15151515，裂纹检出率急剧下降。，裂纹检出率急剧下降。，裂纹检出率急剧下降。，裂纹检出率急剧下降。但必须注意的是，这些限制都但必须注意的是，这些限制都假设裂纹面处在与工件表面垂直的方向，而实际的裂纹可能要复杂得多，其假设裂纹面处在与工件表面垂直的方向，而实际的裂纹可能要复杂得多，其检验的掌握也更困难。检验的掌握也更困难。30压力管道射线检测（检测灵敏度）压力管道射线检测（检测灵敏度）射线照相灵敏度一般由三个因素所控制，即对比度、不清晰度和颗粒射

98、线照相灵敏度一般由三个因素所控制，即对比度、不清晰度和颗粒度。对比度描述的是细节影象与背景影象的黑度差，对缺陷而言则是缺陷影度。对比度描述的是细节影象与背景影象的黑度差，对缺陷而言则是缺陷影象与背景影象黑度差，它直接决定缺陷影象的可识别度。不清晰度则描述影象与背景影象黑度差，它直接决定缺陷影象的可识别度。不清晰度则描述影象边界的扩展程度，影响缺陷影象可识别度，尤其对于细长缺陷影响更大。象边界的扩展程度，影响缺陷影象可识别度，尤其对于细长缺陷影响更大。颗粒度是影象黑度分布不均匀视觉印象，由形成影象银团随机分布产生，直颗粒度是影象黑度分布不均匀视觉印象，由形成影象银团随机分布产生，直接对应于信噪比

99、，颗粒度越细，灵敏度愈高。接对应于信噪比，颗粒度越细，灵敏度愈高。 一般来说采用一般来说采用射线透照所获得的固有不清晰度要比采用射线透照所获得的固有不清晰度要比采用X X射线大得多。射线大得多。不清晰度数值小，检出细长缺陷能力强；不清晰度数值大，则检出能力低。不清晰度数值小，检出细长缺陷能力强；不清晰度数值大，则检出能力低。 目前国内用来控制射线检测灵敏度的线型象质计对对比度变化敏感，而目前国内用来控制射线检测灵敏度的线型象质计对对比度变化敏感，而对不清晰度和透照焦距的变化不敏感。也就是说现行象质计不能有效地控制对不清晰度和透照焦距的变化不敏感。也就是说现行象质计不能有效地控制不清晰度的变化。

100、因此，为了能保证获得较好的不清晰度值，达到较高实际不清晰度的变化。因此，为了能保证获得较好的不清晰度值，达到较高实际检测灵敏度，对钢制或有色金属制承压设备尽量采用检测灵敏度，对钢制或有色金属制承压设备尽量采用X X射线源进行射线检测。射线源进行射线检测。 此外当不得不采用此外当不得不采用射线源进行射线透照检测时，采用低噪声、高梯度射线源进行射线透照检测时，采用低噪声、高梯度噪声比和高分辨率的胶片可作为实际检测灵敏度的一种弥补。尤其对于噪声比和高分辨率的胶片可作为实际检测灵敏度的一种弥补。尤其对于b b540MPa540MPa的高强度材料焊接接头，由于缺口敏感性比较高，产生细长型的高强度材料焊接

101、接头，由于缺口敏感性比较高，产生细长型冷、热、再热和应力腐蚀裂纹的趋势比较明显，为了保障安全，必须强制性冷、热、再热和应力腐蚀裂纹的趋势比较明显，为了保障安全，必须强制性采用高分辨率的胶片。采用高分辨率的胶片。31压力管道射线检测（象质计）压力管道射线检测（象质计）目前，世界上通用的象质计主要有五类：单丝式线型象质计、双丝式线目前，世界上通用的象质计主要有五类：单丝式线型象质计、双丝式线型象质计、平板式孔型象质计、阶梯板式孔型象质计和槽型象质计。型象质计、平板式孔型象质计、阶梯板式孔型象质计和槽型象质计。JB4730JB4730标准主要采用单丝式线型象质计，利用可识别的最细丝径标准主要采用单丝

102、式线型象质计，利用可识别的最细丝径d d来计算相对灵敏来计算相对灵敏度。度。 单丝式象质计具有结构简单、制作方便、使用可靠等优点，能准确地测单丝式象质计具有结构简单、制作方便、使用可靠等优点，能准确地测定对比度的变化情况。但也具有一定的局限性：定对比度的变化情况。但也具有一定的局限性： 、对底片上能识别的最细钢丝的确定，没有一个定量的规定，因此存、对底片上能识别的最细钢丝的确定，没有一个定量的规定，因此存在一定的人为主观性；在一定的人为主观性； 、象质计指示值与裂纹类危险性缺陷检出率对应性较差；、象质计指示值与裂纹类危险性缺陷检出率对应性较差； 、对影响不清晰度参数的变化不敏感；、对影响不清晰

103、度参数的变化不敏感； 、当透照焦距和射线能量发生变化时，象质计灵敏度和实际缺陷检出、当透照焦距和射线能量发生变化时，象质计灵敏度和实际缺陷检出率的变化不相一致。率的变化不相一致。 从上世纪从上世纪6060年代以来，许多研究者致力研究开发新型象质计。随着科技年代以来，许多研究者致力研究开发新型象质计。随着科技的发展，能更准确地控制射线检测灵敏度的象质计必然会在不久的将来问的发展，能更准确地控制射线检测灵敏度的象质计必然会在不久的将来问世，并在标准中得到反映。世，并在标准中得到反映。 32压力管道射线检测压力管道射线检测( (象质计材料象质计材料) ) 通常被透照设备的材料应与线型象质计的材料相一

104、致，才通常被透照设备的材料应与线型象质计的材料相一致，才能取得较好的检测效果。但由于目前锅炉、压力容器及压力管道能取得较好的检测效果。但由于目前锅炉、压力容器及压力管道用材比较复杂，新钢种和有色金属材料（如钛、铝、铜、镍及镍用材比较复杂，新钢种和有色金属材料（如钛、铝、铜、镍及镍合金、锆等）不断涌现，给线型象质计实际使用带来很大困难。合金、锆等）不断涌现，给线型象质计实际使用带来很大困难。 代用（高带低，不能低代高）。代用（高带低，不能低代高）。 当某种材料的象质计用来检测其它材料的焊缝时，如不能确当某种材料的象质计用来检测其它材料的焊缝时，如不能确定是否合适，可采用下述方法进行判定：取两块与

105、被检设备厚度定是否合适，可采用下述方法进行判定：取两块与被检设备厚度大体相当的试块（一块与被透照设备的材料相一致，另一块与象大体相当的试块（一块与被透照设备的材料相一致，另一块与象质计材料相一致），将其在同一张胶片上，以产品射线照相的合质计材料相一致），将其在同一张胶片上，以产品射线照相的合适能量级别进行一次曝光照相，底片上两种材料的黑度范围适能量级别进行一次曝光照相，底片上两种材料的黑度范围( (一一般地说指黑度比较均匀的试块中间部位般地说指黑度比较均匀的试块中间部位) )应在应在1 15 54 40 0之间，之间，如果被透照设备的材料黑度和制作象质计材料黑度的比值在如果被透照设备的材料黑度

106、和制作象质计材料黑度的比值在1 10 08787之间，那么被透照设备材料可以采用该种材料制作的象质之间，那么被透照设备材料可以采用该种材料制作的象质计进行射线照相检测。计进行射线照相检测。33压力管道射线检测（焊缝质量级别）压力管道射线检测（焊缝质量级别） 钢焊缝质量级别的确定与承压设备所承受载荷的性质、大小、温度、介钢焊缝质量级别的确定与承压设备所承受载荷的性质、大小、温度、介质以及环境条件有关。实验数据表明，除低应力脆断这种特殊情况外，一般质以及环境条件有关。实验数据表明，除低应力脆断这种特殊情况外，一般由静载荷引起的焊缝强度降低远远小于冲击和往复动载荷引起的焊缝疲劳强由静载荷引起的焊缝强

107、度降低远远小于冲击和往复动载荷引起的焊缝疲劳强度降低。因此度降低。因此JB/T4730JB/T4730中钢焊缝射线检测质量级别主要是根据由缺陷引起的中钢焊缝射线检测质量级别主要是根据由缺陷引起的疲劳强度降低程度来确定的，共分为四级。疲劳强度降低程度来确定的，共分为四级。 级焊缝：对疲劳强度要求很高的焊缝。通常是指核能、超高压或工作介级焊缝：对疲劳强度要求很高的焊缝。通常是指核能、超高压或工作介质为剧毒物质的设备焊缝，以及承受很大静载荷、动载荷和交变载荷的焊质为剧毒物质的设备焊缝，以及承受很大静载荷、动载荷和交变载荷的焊缝、特别是在循环不对称交变载荷作用下的焊缝。由于这类焊缝对疲劳强度缝、特别是

108、在循环不对称交变载荷作用下的焊缝。由于这类焊缝对疲劳强度要求相当高，因此一般应采用较高的质量等级（即要求相当高，因此一般应采用较高的质量等级（即级）。由于余高的存在级）。由于余高的存在将使疲劳强度显著降低，所以将使疲劳强度显著降低，所以级焊缝通常不保存余高。级焊缝通常不保存余高。 级焊缝：对疲劳强度有一定要求的容器焊缝，即高压或工作介质为有害级焊缝：对疲劳强度有一定要求的容器焊缝，即高压或工作介质为有害气体焊缝、以及承受较大动、静载荷或有限循环次数交变载荷的焊缝。一般气体焊缝、以及承受较大动、静载荷或有限循环次数交变载荷的焊缝。一般保留焊缝余高。保留焊缝余高。 级焊缝：基本上不考虑疲劳强度的焊

109、缝，主要包括低压或工作介质为无级焊缝：基本上不考虑疲劳强度的焊缝，主要包括低压或工作介质为无害气体的焊缝，以及只承受静载荷的焊缝。害气体的焊缝，以及只承受静载荷的焊缝。 级焊缝：不合格的焊缝。级焊缝：不合格的焊缝。 34压力管道射线检测（深孔缺陷分级）压力管道射线检测（深孔缺陷分级）深孔缺陷（针孔缺陷）是承压设备焊接接头的一种危害性潜深孔缺陷（针孔缺陷）是承压设备焊接接头的一种危害性潜在缺陷，一旦出现问题将会产生灾难性事故，给人民的生命财产在缺陷，一旦出现问题将会产生灾难性事故，给人民的生命财产带来巨大威胁。因此压力容器的有关射线检测对此都给予充分重带来巨大威胁。因此压力容器的有关射线检测对此

110、都给予充分重视。但由于对深孔缺陷的判断缺乏明确的判据和门槛值，所以在视。但由于对深孔缺陷的判断缺乏明确的判据和门槛值，所以在9494标准中对此没有明确的规定。标准中对此没有明确的规定。 JB/T4730 JB/T4730考虑到各方面的因素，规定：对致密性要求高的焊考虑到各方面的因素，规定：对致密性要求高的焊接接头接接头, ,经合同各方商定经合同各方商定, ,可将圆形缺陷黑度作为评级依据。黑度可将圆形缺陷黑度作为评级依据。黑度大的圆形缺陷定义为深孔缺陷大的圆形缺陷定义为深孔缺陷, ,当焊接接头存在深孔缺陷时，接当焊接接头存在深孔缺陷时，接头质量评为头质量评为级。级。 多层包扎、热套承压设备内筒纵

111、、环焊缝射线检测（多层包扎、热套承压设备内筒纵、环焊缝射线检测（6mm6mm）35压力管道射线检测（压力管道射线检测（缺陷尺寸确定）缺陷尺寸确定） 一般来说，除非透照检测很厚的工件之外，缺陷在胶片上投影产生的线一般来说，除非透照检测很厚的工件之外，缺陷在胶片上投影产生的线性放大很少大于性放大很少大于5%5%，所以，评定缺陷长度时，可直接以底片上的投影长度作，所以，评定缺陷长度时，可直接以底片上的投影长度作为测定依据。当缺陷长度方向与胶片方向有明显夹角时，评片可按经验对缺为测定依据。当缺陷长度方向与胶片方向有明显夹角时，评片可按经验对缺陷投影长度乘上一个修正系数来确定缺陷长度。但这种情况不多，通

112、常也易陷投影长度乘上一个修正系数来确定缺陷长度。但这种情况不多，通常也易于识别。于识别。 缺陷在底片上的影象宽度通常是由缺陷的投影宽度加上总的影象不清晰缺陷在底片上的影象宽度通常是由缺陷的投影宽度加上总的影象不清晰度构成的。除非考虑到宽度很窄的缺陷、或固有不清晰度较大的高能射线或度构成的。除非考虑到宽度很窄的缺陷、或固有不清晰度较大的高能射线或射线检测应进行修正外。在其他情况下，底片上测出的影象投影宽度通常射线检测应进行修正外。在其他情况下，底片上测出的影象投影宽度通常就作为缺陷的宽度来考虑。就作为缺陷的宽度来考虑。 实际生产时，如果压力管道焊缝部位宽度小于圆形缺陷评定区的宽度，实际生产时，如

113、果压力管道焊缝部位宽度小于圆形缺陷评定区的宽度，则此时圆形缺陷评定区的宽度可以取实际焊缝宽度进行评定。则此时圆形缺陷评定区的宽度可以取实际焊缝宽度进行评定。36压力管道射线检测（检测质量控制）压力管道射线检测（检测质量控制）根据目前国内对压力管道环焊缝射线检测质量的控制，应根据目前国内对压力管道环焊缝射线检测质量的控制，应该说并不能完全保证压力管道的焊接施工质量（从拍片数量，射该说并不能完全保证压力管道的焊接施工质量（从拍片数量，射线源、底片的不清晰度等角度考虑），压力管道的制造安装质量线源、底片的不清晰度等角度考虑），压力管道的制造安装质量实际在很大程度上是通过严格工艺纪律进行保证的，国外工

114、业先实际在很大程度上是通过严格工艺纪律进行保证的，国外工业先进国家也基本采用这种形式，因此目前国家质检总局推行的对压进国家也基本采用这种形式，因此目前国家质检总局推行的对压力管道强制性监督检验制度具有比较重要的现实意义（多年来竣力管道强制性监督检验制度具有比较重要的现实意义（多年来竣工资料和定期检验情况明显不符）。工资料和定期检验情况明显不符）。 此外，对于厚壁压力管道可以此外，对于厚壁压力管道可以Co60Co60源进行检测，但效果不源进行检测，但效果不佳。采用康普顿散射成象技术：该技术类似于脉冲反射超声成佳。采用康普顿散射成象技术：该技术类似于脉冲反射超声成象，将射线源与胶片置于同一侧，适于

115、检测厚壁封闭压力管道，象，将射线源与胶片置于同一侧，适于检测厚壁封闭压力管道，影象质量高，防护简便影象质量高，防护简便 但需指出的是射线检测无法或很难进行缺陷定量（缺陷自但需指出的是射线检测无法或很难进行缺陷定量（缺陷自身高度测定）。身高度测定）。 37压力管道压力管道超声检测超声检测技术（特点技术（特点） 超声波检测主要用于探测试件内部缺陷，它的应用十分广泛。所谓超声波是指超声波检测主要用于探测试件内部缺陷，它的应用十分广泛。所谓超声波是指超过人耳听觉，频率大于超过人耳听觉，频率大于20 kHz20 kHz的声波。用于检测的超声波，频率为的声波。用于检测的超声波，频率为0.40.425 MH

116、z25 MHz，其中用得最多的是其中用得最多的是1 15 MHz5 MHz。超声波探伤方法很多，通常有穿透法、脉冲反射法、串。超声波探伤方法很多，通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。但目前用得最多的是脉冲反射法。超声信号显示方面，目前用得最多而且较列法等。但目前用得最多的是脉冲反射法。超声信号显示方面，目前用得最多而且较为成熟的是为成熟的是A A型显示。其主要特点如下：型显示。其主要特点如下： 面积型缺陷检出率较高，而体积型缺陷的检出率较低从理论上说，反射超声面积型缺陷检出率较高，而体积型缺陷的检出率较低从理论上说，反射超声波的缺陷面积越大，回波越高，越容易检出。波的缺陷面积越大，回波越高，越

117、容易检出。 . .适合检测厚度较大的工件，不适合检测较薄的工件。超声波对钢有足够的穿适合检测厚度较大的工件，不适合检测较薄的工件。超声波对钢有足够的穿透能力，检测直径达几米的锻件，厚度达上百毫米的焊缝并不太困难。另外，对厚度透能力，检测直径达几米的锻件，厚度达上百毫米的焊缝并不太困难。另外，对厚度大的工件检测，表面回波与缺陷波容易区分。但对较薄的工件，例如厚度小于大的工件检测，表面回波与缺陷波容易区分。但对较薄的工件，例如厚度小于8 mm8 mm的的焊缝和焊缝和6 mm6 mm的板材，进行超声波检测检测则存在困难。薄焊缝检测困难是因为上下表的板材，进行超声波检测检测则存在困难。薄焊缝检测困难是

118、因为上下表面形状回波容易与缺陷波混淆，难以识别；薄板材检测困难除了表面回波容易与缺陷面形状回波容易与缺陷波混淆，难以识别；薄板材检测困难除了表面回波容易与缺陷波混淆的问题外，还因为超声波探伤存在盲区以及脉冲宽度影响纵向分辨率。波混淆的问题外，还因为超声波探伤存在盲区以及脉冲宽度影响纵向分辨率。 应用范围广，可用于各种试件应用范围广，可用于各种试件 超声波探伤应用范围包括对接焊缝、角焊缝、超声波探伤应用范围包括对接焊缝、角焊缝、T T形焊缝、板材、管材、棒材、锻形焊缝、板材、管材、棒材、锻件，以及复合材料等。但与对接焊缝检测相比，角焊缝、件，以及复合材料等。但与对接焊缝检测相比，角焊缝、T T形

119、焊缝检测工艺相对不成形焊缝检测工艺相对不成熟，有关标准也不够完善。熟，有关标准也不够完善。 检测成本低、速度快，仪器体积小重量轻，现场使用较方便。正常情况下，检测成本低、速度快，仪器体积小重量轻，现场使用较方便。正常情况下，1 1名检测人员名检测人员1 1天能检测数十米焊缝，检测结果当场就能得到。天能检测数十米焊缝，检测结果当场就能得到。 38压力管道压力管道超声检测超声检测技术（特点技术（特点） 无法得到缺陷直观图像。定性困难。定量精度不高。超声波探伤是通过观察脉无法得到缺陷直观图像。定性困难。定量精度不高。超声波探伤是通过观察脉冲回波来获得缺陷信息的。缺陷位置根据回波位置来确定，对小缺陷（

120、一般冲回波来获得缺陷信息的。缺陷位置根据回波位置来确定，对小缺陷（一般10 mm10 mm以以下）可直接用波高测量大小，所的结果称为当量尺寸；对大缺陷，需要移动探头进行下）可直接用波高测量大小，所的结果称为当量尺寸；对大缺陷，需要移动探头进行测量，所的结果称指示长度或指示面积。由于无法得到缺陷图像，缺陷的形状、表面测量，所的结果称指示长度或指示面积。由于无法得到缺陷图像，缺陷的形状、表面状态等特征也很难获得，因此判定缺陷性质是困难的。在定量方面，所谓缺陷当量尺状态等特征也很难获得，因此判定缺陷性质是困难的。在定量方面，所谓缺陷当量尺寸、指示长度或指示面积与实际缺陷尺寸都有误差，因为波高变化受很

121、多因素影响。寸、指示长度或指示面积与实际缺陷尺寸都有误差，因为波高变化受很多因素影响。超声波对缺陷定量的尺寸与实际缺陷尺寸误差儿毫米甚至更大，一般认为是正常的。超声波对缺陷定量的尺寸与实际缺陷尺寸误差儿毫米甚至更大，一般认为是正常的。 . .检测结果无直接见证记录。由于不能像射线照相那样留下直接见证记录，超声检测结果无直接见证记录。由于不能像射线照相那样留下直接见证记录，超声波检测结果的真实性、直观性、全面性和可追踪性都比不上射线照相。波检测结果的真实性、直观性、全面性和可追踪性都比不上射线照相。 . .材质、晶粒度对探伤有影响。晶粒粗大的材料，例如铸钢、奥氏体不锈钢焊材质、晶粒度对探伤有影响

122、。晶粒粗大的材料，例如铸钢、奥氏体不锈钢焊缝，未经正火处理的电渣焊焊缝等，一般认为不宜用超声波进行探伤。这是因为粗大缝，未经正火处理的电渣焊焊缝等，一般认为不宜用超声波进行探伤。这是因为粗大晶粒的晶界会反射声波，在屏幕上出现大量晶粒的晶界会反射声波，在屏幕上出现大量“草状回波草状回波”，容易与缺陷波混淆，因而，容易与缺陷波混淆，因而影影响检测可靠性。响检测可靠性。 . .工件不规则的外形和一些结构会影响检测。例如，台、槽、孔较多的锻件，不工件不规则的外形和一些结构会影响检测。例如，台、槽、孔较多的锻件，不等厚削薄的焊缝，管板与筒体的对接焊缝，直边较短的封头与简体连接的环焊缝，高等厚削薄的焊缝，

123、管板与筒体的对接焊缝，直边较短的封头与简体连接的环焊缝，高颈法兰与管子对接焊缝等，会使检测变得困难。可通过增加扫查面，或采用两种角度颈法兰与管子对接焊缝等，会使检测变得困难。可通过增加扫查面，或采用两种角度探头，或把焊缝磨平后检测等方法来解决。不等厚削薄的焊缝或类似结构可通过改变探头，或把焊缝磨平后检测等方法来解决。不等厚削薄的焊缝或类似结构可通过改变扫查面，或采用计算法选择合适角度探头和对缺陷定位等方法来解决。扫查面，或采用计算法选择合适角度探头和对缺陷定位等方法来解决。 . .不平或粗糙的表面会影响耦合和扫查。从而影响检测精度和可靠性不平或粗糙的表面会影响耦合和扫查。从而影响检测精度和可靠

124、性39压力管道管件超声检测技术压力管道管件超声检测技术 钢管的检测主要针对纵向缺陷钢管的检测主要针对纵向缺陷，钢管的检测可选用液浸法或接触法检钢管的检测可选用液浸法或接触法检测。钢管纵向缺陷检测试块的尺寸、测。钢管纵向缺陷检测试块的尺寸、V V形槽和位置应符合下图的规定。形槽和位置应符合下图的规定。 横向缺陷的检测由合同双方协商解决。钢管横向缺陷检测试块的尺寸、横向缺陷的检测由合同双方协商解决。钢管横向缺陷检测试块的尺寸、V V形槽和位置应符合下图的规定。形槽和位置应符合下图的规定。 压力管道管件也可采用涡流检测压力管道管件也可采用涡流检测40压力管道压力管道对接环焊缝超声检测对接环焊缝超声检

125、测技术技术 小直径薄壁管对接环焊缝因其曲率大、半径小、壁厚薄和变形杂波多等特点，导小直径薄壁管对接环焊缝因其曲率大、半径小、壁厚薄和变形杂波多等特点，导致超声波检测存在声波散射严重和检测灵敏度低等情况，给小直径薄壁管超声检测带致超声波检测存在声波散射严重和检测灵敏度低等情况，给小直径薄壁管超声检测带来很大困难。按国内目前的几个主要标准对钢制压力管道环焊缝超声检测的管道厚度来很大困难。按国内目前的几个主要标准对钢制压力管道环焊缝超声检测的管道厚度和管道曲率是有明确限制的。和管道曲率是有明确限制的。JB4730JB4730和和GB11345GB11345钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤钢焊缝手工超声

126、波探伤方法和探伤结果分级结果分级标准均要求壁厚标准均要求壁厚8mm8mm，管径，管径159mm159mm。我所和锅检中心、哈尔滨锅炉厂等。我所和锅检中心、哈尔滨锅炉厂等单位自单位自“七七五五”攻关以来，一直从事薄壁小径管焊缝超声波检测技术的研究，针对攻关以来，一直从事薄壁小径管焊缝超声波检测技术的研究，针对在用在用压力管线开展了压力管线开展了“在用工业承压管道对接焊缝超声波检测技术的研究在用工业承压管道对接焊缝超声波检测技术的研究”，开发与研制，开发与研制了了适用于薄壁小径管焊缝超声波检测专用探头、对比试块及缺陷检测方法。本节内容主适用于薄壁小径管焊缝超声波检测专用探头、对比试块及缺陷检测方法

127、。本节内容主要依据合肥通用所、锅检中心和哈尔滨锅炉厂对小口径薄壁管超声检测的试验研究成要依据合肥通用所、锅检中心和哈尔滨锅炉厂对小口径薄壁管超声检测的试验研究成果，并参照果，并参照DL/T5048DL/T5048电力建设施工及验收技术规范电力建设施工及验收技术规范 实行管道焊接接头超声检验实行管道焊接接头超声检验篇）篇）的有关规定和一些制造厂企业标准制订的。的有关规定和一些制造厂企业标准制订的。 JBJBT4730T4730承压设备无损检测承压设备无损检测规定适用于壁厚大于或等于规定适用于壁厚大于或等于4mm4mm，外径为，外径为32mm32mm159mm159mm或壁厚为或壁厚为4mm4mm

128、6 mm6 mm，外径大于或等于，外径大于或等于159mm159mm的承压设备管子和压力管道环向对的承压设备管子和压力管道环向对接焊接接头超声检测缺陷定性定量内容。试块型号为接焊接接头超声检测缺陷定性定量内容。试块型号为GS-1GS-1、GS-2GS-2、 GS-3GS-3、GS-4GS-4；推；推荐采用线聚焦斜探头和双晶斜探头，主要用于在用压力管道单面焊未焊透缺陷的检荐采用线聚焦斜探头和双晶斜探头，主要用于在用压力管道单面焊未焊透缺陷的检测，解决在用压力管道的安全使用问题。同时也可用于长输和电力管道的制造安装的测，解决在用压力管道的安全使用问题。同时也可用于长输和电力管道的制造安装的超声检测

129、。（中石油超声检测。（中石油SY4065 SY4065 石油天然气钢制管道对接焊缝超声波探伤及质量分石油天然气钢制管道对接焊缝超声波探伤及质量分级级、电力部门的、电力部门的DL/T820 DL/T820 管道焊接接头超声波检验技术规程管道焊接接头超声波检验技术规程）41压力管道压力管道对接环焊缝超声检测对接环焊缝超声检测技术技术42压力管道超声检测（检测技术级别）压力管道超声检测（检测技术级别）增加焊缝超声检测等级分类的内容。将焊缝的检测级别分为增加焊缝超声检测等级分类的内容。将焊缝的检测级别分为A A、B B、C C三个级别；根据压力容器产品的重要程度进行选用，原则上三个级别；根据压力容器产

130、品的重要程度进行选用，原则上A A级检测适用于级检测适用于锅炉、压力容器及压力管道有关的支承件和结构件焊缝检测，锅炉、压力容器及压力管道有关的支承件和结构件焊缝检测，B B级检测适用级检测适用于一般锅炉、压力容器及压力管道对接焊缝检测，于一般锅炉、压力容器及压力管道对接焊缝检测，C C级检测适用于重要锅级检测适用于重要锅炉、压力容器及压力管道对接焊缝检测。主要区别有以下几个方面：炉、压力容器及压力管道对接焊缝检测。主要区别有以下几个方面： （1 1）适用的厚度范围，）适用的厚度范围，A A级适用于母材厚度级适用于母材厚度8mm8mm46mm46mm，B B级和级和C C级适用级适用于母材厚度于

131、母材厚度8mm8mm400mm400mm。 （2 2）使用的探头数量，）使用的探头数量，A A级用级用1 1种种K K值探头，值探头，B B级用级用1 1种或种或2 2种种K K值探头值探头C C级用级用2 2种种K K值探头。值探头。 （3 3）检测面，）检测面，A A级为单面单侧，级为单面单侧，B B级、级、C C级为单面双侧或双面双侧。级为单面双侧或双面双侧。 （4 4）对横向缺陷的检测，）对横向缺陷的检测，A A级一般不需检测横向缺陷，级一般不需检测横向缺陷，B B级、级、C C级应检测级应检测横向缺陷。横向缺陷。 （5 5）对焊接接头余高的要求，）对焊接接头余高的要求，A A级、级、

132、B B级不要求将焊接接头的余高磨平，级不要求将焊接接头的余高磨平，而而C C级要求磨平。级要求磨平。 （6 6）对扫查区母材的检测，）对扫查区母材的检测，C C级要求用直探头对斜探头扫查经过的母材级要求用直探头对斜探头扫查经过的母材区域进行检测。区域进行检测。A A级和级和B B级则不需要。级则不需要。43压力管道超声检测（不锈钢堆焊层）压力管道超声检测（不锈钢堆焊层） 直至直至9494年为止，国、内外都没有专门的压力容器和管道不锈钢堆焊层超声年为止，国、内外都没有专门的压力容器和管道不锈钢堆焊层超声检测标准。之所以包括这部分内容，主要是考虑到近年一些重要设备的国产检测标准。之所以包括这部分内

133、容，主要是考虑到近年一些重要设备的国产化和进出口贸易的需要。这部分内容主要是根据化和进出口贸易的需要。这部分内容主要是根据ASME-VASME-V、日本一些公司的企、日本一些公司的企业标准和国内在锻焊结构及板焊结构的热壁加氢反应器国产化工作的一些试业标准和国内在锻焊结构及板焊结构的热壁加氢反应器国产化工作的一些试验数据和检测经验来制定这一部分内容的。压力管道不锈钢堆焊层超声检测验数据和检测经验来制定这一部分内容的。压力管道不锈钢堆焊层超声检测主要有以下几个特点：主要有以下几个特点： 、堆焊层一般采用、堆焊层一般采用309309和和347347超低碳奥氏体不锈钢（超低碳奥氏体不锈钢（347347

134、主要是堆焊层，主要是堆焊层，309309是过渡层），基板可采用筒形锻件或钢管，材质通常为是过渡层），基板可采用筒形锻件或钢管，材质通常为2.25Cr-1Mo2.25Cr-1Mo钢，制钢，制造采用带极堆焊。由于防腐耐磨需要、堆焊面不加工，增加探头耦合困难。造采用带极堆焊。由于防腐耐磨需要、堆焊面不加工，增加探头耦合困难。 、超声检测对象主要为堆焊层内缺陷、堆焊层层下再热裂纹和堆焊层与、超声检测对象主要为堆焊层内缺陷、堆焊层层下再热裂纹和堆焊层与基板间未贴合。基板间未贴合。 、由于不锈钢堆焊层的使用状况千差万别，既有用于高温、高压和含有、由于不锈钢堆焊层的使用状况千差万别，既有用于高温、高压和含有

135、氢介质的场合，也有仅用于只有防腐要求的低压管道上。所以相关的检验项氢介质的场合，也有仅用于只有防腐要求的低压管道上。所以相关的检验项目不是固定的，而是可以根据设计及使用要求，灵活掌握，可以全部采用，目不是固定的，而是可以根据设计及使用要求，灵活掌握，可以全部采用，也可以只采用一项或两项。也可以只采用一项或两项。 、超声检测所采用的探头为双晶直探头、双晶斜探头、单直探头和纵波、超声检测所采用的探头为双晶直探头、双晶斜探头、单直探头和纵波斜探头。探头的选择应根据检验项目来确定。斜探头。探头的选择应根据检验项目来确定。44奥氏体钢焊缝压力管道超声检测奥氏体钢焊缝压力管道超声检测 奥氏体钢焊缝由于其各

136、向异性，晶粒粗大、组织不均匀等特点，造成探奥氏体钢焊缝由于其各向异性，晶粒粗大、组织不均匀等特点，造成探头超声声场的一些基本特性和声场规律发生变化，如主声束发生畸变，声波头超声声场的一些基本特性和声场规律发生变化，如主声束发生畸变，声波不再以直线传播，不再以直线传播，6dB6dB、10dB10dB等缺陷定量方法不再适用等，给奥氏体钢焊缝的等缺陷定量方法不再适用等，给奥氏体钢焊缝的超声检测带来很大困难。由于问题很复杂，因此超声检测带来很大困难。由于问题很复杂，因此JB/T4730JB/T4730标准没有将奥氏体标准没有将奥氏体钢焊缝的超声检测列入标准正文。国外许多单位和个人对此也持同样看法。钢焊

137、缝的超声检测列入标准正文。国外许多单位和个人对此也持同样看法。 但是目前国内对奥氏体钢焊接接头进行超声检测的呼声比较高（这主要指但是目前国内对奥氏体钢焊接接头进行超声检测的呼声比较高（这主要指的是对在用承压设备奥体钢焊接接头的缺陷检测，以及对的是对在用承压设备奥体钢焊接接头的缺陷检测，以及对9Ni9Ni、5Ni5Ni钢等奥氏钢等奥氏体焊接接头射线检测过程中的超声补充检测），因此本标准增加附录体焊接接头射线检测过程中的超声补充检测），因此本标准增加附录N N 奥氏奥氏体不锈钢对接焊接接头超声波检测（资料性附录），供使用单位制定合理的体不锈钢对接焊接接头超声波检测（资料性附录），供使用单位制定合理

138、的检测方案，如采用：检测方案，如采用：纵波检测；纵波检测；低频检测；低频检测；采用宽频带窄脉冲探头、采用宽频带窄脉冲探头、提高信噪比；提高信噪比；采用聚焦探头进行检测；采用聚焦探头进行检测；采用多种频率法检测，以达到较采用多种频率法检测，以达到较好的检测效果。好的检测效果。 45压力管道超声检测（测厚）压力管道超声检测（测厚） 1、JB/4730-2005JB/4730-2005标准删去超声测厚内容。对于一般情况可采用标准删去超声测厚内容。对于一般情况可采用JB4730-94JB4730-94标准。标准。 2 2、在用压力管道堆焊部位和复合板厚度的测定、在用压力管道堆焊部位和复合板厚度的测定

139、堆焊部位和复合板厚度测定通常采用超声探伤仪，利用单直或双晶直探头进行：堆焊部位和复合板厚度测定通常采用超声探伤仪，利用单直或双晶直探头进行： 、测定时扫描基线应以钢的纵波声速为基准调整，根据工件的厚度可采取（、测定时扫描基线应以钢的纵波声速为基准调整，根据工件的厚度可采取（1 1：1 1或或1:21:2）的比例。）的比例。 、测试灵敏度应根据需要确定，但至少应保证堆焊层和复合板的界面回波能达、测试灵敏度应根据需要确定，但至少应保证堆焊层和复合板的界面回波能达到荧光屏满刻度的到荧光屏满刻度的40%40%。测定时应注意使噪声回波高度不超过荧光屏满刻度的。测定时应注意使噪声回波高度不超过荧光屏满刻度

140、的20%20%。 、通常应从基板侧进行测定，测定应以回波的前沿为准。若荧光屏扫描基线上、通常应从基板侧进行测定，测定应以回波的前沿为准。若荧光屏扫描基线上基板界面回波的前沿到始脉冲的距离为基板界面回波的前沿到始脉冲的距离为A A，堆焊部位或复合板底波前沿到始脉冲的距，堆焊部位或复合板底波前沿到始脉冲的距离为离为A AB B。当采用扫描基线深度。当采用扫描基线深度1 1：1 1调整时，则相应的堆焊层和复合板厚度如下所示调整时，则相应的堆焊层和复合板厚度如下所示（如扫描基线深度不是按（如扫描基线深度不是按1 1：1 1调节，有关厚度值则应乘上一定的倍数）：调节，有关厚度值则应乘上一定的倍数）： 基

141、板的厚度为：基板的厚度为：A A； 堆焊层或复合板的厚度为：堆焊层或复合板的厚度为：B BCLCL奥氏体不锈钢堆焊层材料奥氏体不锈钢堆焊层材料/CL/CL碳钢。碳钢。 其中其中CLCL奥氏体不锈钢堆焊层材料奥氏体不锈钢堆焊层材料堆焊层材料的纵波声速；堆焊层材料的纵波声速； CL CL碳钢碳钢基板材料的纵波声速。基板材料的纵波声速。 3 3、高温压力管道测厚、高温压力管道测厚 应考虑高温时声速和管子壁厚变化对测定结果的影响。应考虑高温时声速和管子壁厚变化对测定结果的影响。46压力管道常规无损检测技术压力管道常规无损检测技术 3 3、小口径管座角焊缝的无损检测（大庆兰化球罐接管角焊缝）、小口径管座

142、角焊缝的无损检测（大庆兰化球罐接管角焊缝） 接管角焊缝是压力管道最基本的结构形式，由于具有特殊的几何形状以接管角焊缝是压力管道最基本的结构形式，由于具有特殊的几何形状以及结构的剧烈变化，同时又是高应变区和破坏的高发区。该部位焊接工况恶及结构的剧烈变化，同时又是高应变区和破坏的高发区。该部位焊接工况恶劣容易产生缺陷，无损检测难度比较大，历来是无损检测的重要难题。多年劣容易产生缺陷，无损检测难度比较大，历来是无损检测的重要难题。多年来我所对下述问题进行了大量的试验研究：来我所对下述问题进行了大量的试验研究： 、接管角焊缝区域超声检测的可检性和缺陷定性定量问题；、接管角焊缝区域超声检测的可检性和缺陷

143、定性定量问题； 、接管角焊缝区域缺陷特征与超声波信号的关系；、接管角焊缝区域缺陷特征与超声波信号的关系； 、接管角焊缝区近表面缺陷直流磁粉探伤的灵敏度和检测深度问题；、接管角焊缝区近表面缺陷直流磁粉探伤的灵敏度和检测深度问题； 、接管角焊缝区域射线检测的有效性。根据多年的试验研究，、接管角焊缝区域射线检测的有效性。根据多年的试验研究，JBJBT4730T4730承压设备无损检测承压设备无损检测标准中明确规定了小口径管座角焊缝的超声检测标准中明确规定了小口径管座角焊缝的超声检测内容，在行业上第一次规定了超声检测验收的门槛值。内容，在行业上第一次规定了超声检测验收的门槛值。 考虑到小口径管座角焊缝

144、射线检测还存在一些不确定因素，因此在考虑到小口径管座角焊缝射线检测还存在一些不确定因素，因此在JBJBT4730T4730标准中没有涉及小口径管座角焊缝射线检测内容。标准中没有涉及小口径管座角焊缝射线检测内容。47压力管道磁粉检测技术（特点）压力管道磁粉检测技术（特点） 铁磁性材料被磁化后，其内部产生很强的磁感应强度，磁力线密度增大几百倍到铁磁性材料被磁化后，其内部产生很强的磁感应强度，磁力线密度增大几百倍到几千倍。如果材料中存在不连续性（包括缺陷造成的不连续性和结构、形状、材质等几千倍。如果材料中存在不连续性（包括缺陷造成的不连续性和结构、形状、材质等原因造成的不连续性），磁力线便会发生畸变

145、，部分磁力线有可能逸出材料表面，从原因造成的不连续性），磁力线便会发生畸变，部分磁力线有可能逸出材料表面，从空间穿过，形成漏磁场。漏磁场的局部磁极能够吸引铁磁物质。如果这时在工件上撒空间穿过，形成漏磁场。漏磁场的局部磁极能够吸引铁磁物质。如果这时在工件上撒上磁粉，漏磁场就会使磁粉，形成与缺陷形状相近的磁粉堆积，从而显示缺陷。当裂上磁粉，漏磁场就会使磁粉，形成与缺陷形状相近的磁粉堆积，从而显示缺陷。当裂纹方向平行于磁力线的传播方向时，磁力线不会受到影响，缺陷也不可能被检出。纹方向平行于磁力线的传播方向时，磁力线不会受到影响，缺陷也不可能被检出。 影响漏磁场主要有以下几个因素影响漏磁场主要有以下几

146、个因素 a a 外加磁场强度越大，形成的漏磁场强度也越大。外加磁场强度越大，形成的漏磁场强度也越大。 b b 在一定外加磁场强度下，材料的磁导率越高，工件越易被磁化，材料在一定外加磁场强度下，材料的磁导率越高，工件越易被磁化，材料的磁感应强度越大，漏磁场强度也越大。的磁感应强度越大，漏磁场强度也越大。 c c 当缺陷的延伸方向与磁力线的方向成当缺陷的延伸方向与磁力线的方向成9090时，由于缺陷阻挡磁力线穿过的面积时，由于缺陷阻挡磁力线穿过的面积最大，形成漏磁场强度也最大。随着缺陷的方向与磁力线的方向逐渐减小（或增大）最大，形成漏磁场强度也最大。随着缺陷的方向与磁力线的方向逐渐减小（或增大）漏磁

147、场强度明显下降；因此通常需要在两个（方向互相垂直）或多个方向进行磁化。漏磁场强度明显下降；因此通常需要在两个（方向互相垂直）或多个方向进行磁化。 d d 随着缺陷的埋藏深度增加，溢出工件表面的磁力线迅速减少。缺陷的埋藏深度随着缺陷的埋藏深度增加，溢出工件表面的磁力线迅速减少。缺陷的埋藏深度越大，漏磁场就越小。因此，磁粉探伤只能检测出铁磁材料制成的工件表面或近表面越大，漏磁场就越小。因此，磁粉探伤只能检测出铁磁材料制成的工件表面或近表面的裂纹及其他缺陷。的裂纹及其他缺陷。图148压力管道磁粉检测技术（压力管道磁粉检测技术（工艺要点工艺要点） 1 1、磁化方法。常用的磁化方法如图、磁化方法。常用的

148、磁化方法如图1 1所示，可分为线圈法、磁轭法、轴向所示，可分为线圈法、磁轭法、轴向通电法、触头法、中心导体法和旋转磁场磁化法。通电法、触头法、中心导体法和旋转磁场磁化法。 图图1 1 线圈法、磁轭法、轴向通电法、触头法、中心导体法线圈法、磁轭法、轴向通电法、触头法、中心导体法 图图2 A2 A型灵敏度试片型灵敏度试片 旋转磁场磁化法旋转磁场磁化法 2 2、磁粉探伤的一般程序。探伤操作包括以下几个步骤：预处理、磁化和、磁粉探伤的一般程序。探伤操作包括以下几个步骤：预处理、磁化和施加磁粉、观察、记录以及后处理（包括退磁）等。施加磁粉、观察、记录以及后处理（包括退磁）等。 3 3、灵敏度试片用于检查

149、磁粉探伤设备、磁粉、磁悬液的综合性能。灵敏、灵敏度试片用于检查磁粉探伤设备、磁粉、磁悬液的综合性能。灵敏度试片通常是由一侧刻有一定深度的直线和圆形细槽的薄铁片制成，如图度试片通常是由一侧刻有一定深度的直线和圆形细槽的薄铁片制成，如图2 2所所示示. .使用时，将试片刻有人工槽的一侧与被检工件表面贴紧，使用时，将试片刻有人工槽的一侧与被检工件表面贴紧， 49压力管道磁粉检测技术压力管道磁粉检测技术 交流电磁场具有趋肤效应，对表面缺陷有较高的灵敏度。此外由于交流电方交流电磁场具有趋肤效应，对表面缺陷有较高的灵敏度。此外由于交流电方向不断的变化，使得交流电磁场方向也不断变化，这种方向变化可搅动磁粉，

150、有助于向不断的变化，使得交流电磁场方向也不断变化，这种方向变化可搅动磁粉，有助于磁粉迁移，从而提高灵敏度。通常压力管道表面及近表面缺陷的危害程度较内部缺陷磁粉迁移，从而提高灵敏度。通常压力管道表面及近表面缺陷的危害程度较内部缺陷要大。如果表面和近表面缺陷的检出率高，对于压力管道的安全则比较有利，所以对要大。如果表面和近表面缺陷的检出率高，对于压力管道的安全则比较有利，所以对压力管道环焊缝进行磁粉检测时以采用交流电磁轭为好。压力管道环焊缝进行磁粉检测时以采用交流电磁轭为好。 而对薄壁压力管道（壁厚小于而对薄壁压力管道（壁厚小于3.5mm3.5mm）来说，由于超声检测无法进行检测）来说，由于超声检

151、测无法进行检测, ,而采用而采用直流电磁轭由于其磁场深入工件表面较深，有助于发现较深层的缺陷，可以弥补内部直流电磁轭由于其磁场深入工件表面较深，有助于发现较深层的缺陷，可以弥补内部缺陷的检测真空，因此这种方法较交流电磁轭为好。由于在同样的磁通量情况下，磁缺陷的检测真空，因此这种方法较交流电磁轭为好。由于在同样的磁通量情况下，磁场深度大，磁力线可穿过面积也大，所以单位磁感应强度就低，当工件壁厚比较大时场深度大，磁力线可穿过面积也大，所以单位磁感应强度就低，当工件壁厚比较大时有可能检测灵敏度不够。有资料表明，直流电磁轭在大于有可能检测灵敏度不够。有资料表明，直流电磁轭在大于6mm6mm的钢板上进行

152、磁粉检测的钢板上进行磁粉检测时，尽管电磁轭的提升力满足标准要求（时，尽管电磁轭的提升力满足标准要求（177N177N），但用），但用A A型灵敏度试片测试，表面型灵敏度试片测试，表面磁场强度往往达不到要求。因此直流电磁轭的厚度检测上限应该在磁场强度往往达不到要求。因此直流电磁轭的厚度检测上限应该在6mm6mm左右。左右。 国内外表面检测目前对可见光照度的要求一般应至少达到国内外表面检测目前对可见光照度的要求一般应至少达到1000lx1000lx。考虑到可。考虑到可见光照度对于磁粉和渗透检测的效果影响很大，因此明确规定非荧光磁粉或渗透检测见光照度对于磁粉和渗透检测的效果影响很大，因此明确规定非荧

153、光磁粉或渗透检测时，缺陷磁痕的评定应在可见光下进行，工件被检面处可见光照度应时，缺陷磁痕的评定应在可见光下进行，工件被检面处可见光照度应1000lx1000lx，这时，这时其检测灵敏度主要与磁粉的粒度有关；当现场检测条件无法满足时，可见光照度至少其检测灵敏度主要与磁粉的粒度有关；当现场检测条件无法满足时，可见光照度至少为为500lx500lx以上。对高强度钢以及对裂纹敏感的铁磁性材料，或是长期工作在腐蚀介质以上。对高强度钢以及对裂纹敏感的铁磁性材料，或是长期工作在腐蚀介质环境下，有可能发生应力腐蚀裂纹的场合的压力管道，如果现场可见光照度比较低，环境下，有可能发生应力腐蚀裂纹的场合的压力管道，如

154、果现场可见光照度比较低，可采用荧光亮度来弥补可见光照度的不足，以提高检测灵敏度。荧光磁粉检测时，所可采用荧光亮度来弥补可见光照度的不足，以提高检测灵敏度。荧光磁粉检测时，所用黑光灯在工件表面辐照度大于或等用黑光灯在工件表面辐照度大于或等10001000W/cmW/cm2 2，其波长应在，其波长应在320320400nm400nm范围内，范围内，磁痕显示的评定应在暗室或暗处进行，暗室或暗处可见光照度应不大于磁痕显示的评定应在暗室或暗处进行，暗室或暗处可见光照度应不大于20lx20lx。50压力管道渗透检测技术（特点）压力管道渗透检测技术（特点） 渗透检测的原理是：零件表面被施涂含有荧光染料或着色

155、染料的渗透液后，在毛细管作用渗透检测的原理是：零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后，在毛细管作用 下，经过一定时间，渗透液能够渗进表面开口的缺陷中；经去除零件表面多余的渗透液后，再在下，经过一定时间，渗透液能够渗进表面开口的缺陷中；经去除零件表面多余的渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，在毛细管作用下显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，在紫外线光或白光下零件表面施涂显像剂，在毛细管作用下显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，在紫外线光或白光下使缺陷处的渗透液痕迹被显示，从而探测出缺陷形貌及分布状态。渗透检测特点可概括如下：使缺陷处的渗透液痕迹被显示，从而探测出缺陷形貌及分布状态。渗透检测特点可概

156、括如下： a. a.渗透探伤可以用于除了疏松多孔性材料外任何种类的材料。渗透探伤可以用于除了疏松多孔性材料外任何种类的材料。 b. b.形状复杂的部件也可用渗透探伤，并一次操作就可大致做到全面检测。工件几何形状对形状复杂的部件也可用渗透探伤，并一次操作就可大致做到全面检测。工件几何形状对 磁粉探伤影响较大，但对渗透探伤的影响很小。对因结构、形状、尺寸不利于实施磁化的工件，磁粉探伤影响较大，但对渗透探伤的影响很小。对因结构、形状、尺寸不利于实施磁化的工件，可考虑用渗透探伤代替磁粉探伤。可考虑用渗透探伤代替磁粉探伤。 c. c.同时存在几个方向的缺陷，用一次探伤操作就可完成检测。为保证缺陷不漏检，

157、磁粉探同时存在几个方向的缺陷，用一次探伤操作就可完成检测。为保证缺陷不漏检，磁粉探伤需要进行至少两个方向的磁化检测，而渗透探伤只需一次探伤操作。伤需要进行至少两个方向的磁化检测，而渗透探伤只需一次探伤操作。 d. d.不需要大型的设备，可不用水、电。对无水源、电源、或高空作业的现场，使用携带式不需要大型的设备，可不用水、电。对无水源、电源、或高空作业的现场，使用携带式喷罐着色渗透探伤剂十分方便。喷罐着色渗透探伤剂十分方便。 e. e.试件表面粗糙度影响大，探伤结果往往容易受操作人员水平的影响。工件表面粗糙度值试件表面粗糙度影响大，探伤结果往往容易受操作人员水平的影响。工件表面粗糙度值高会导致本

158、底很高，影响缺陷识别，就会造成漏检。高会导致本底很高，影响缺陷识别，就会造成漏检。 f. f.可以检出表面开口的缺陷，但对埋藏缺陷或闭合型的表面缺陷无法检出。可以检出表面开口的缺陷，但对埋藏缺陷或闭合型的表面缺陷无法检出。 g. g.检测工序多，速度慢。渗透检测至少包括以下步骤：预清洗、渗透、去除、显像、观检测工序多，速度慢。渗透检测至少包括以下步骤：预清洗、渗透、去除、显像、观察。即使很小的工件，完成全部工序也要察。即使很小的工件，完成全部工序也要202030 min30 min。 h. h.检测灵敏度比磁粉探伤低。从实际应用的效果评价，渗透探伤的灵敏度比磁粉探伤要低检测灵敏度比磁粉探伤低。

159、从实际应用的效果评价，渗透探伤的灵敏度比磁粉探伤要低很多，可检出缺陷尺寸大约要大很多，可检出缺陷尺寸大约要大3 35 5倍。即便如此，与射线照相或超声波检测相比，渗透探伤倍。即便如此，与射线照相或超声波检测相比，渗透探伤的灵敏度还是很高的，至少要高一个数量级。的灵敏度还是很高的，至少要高一个数量级。 i. i.材料较贵、成本较高。最常用携带式喷罐渗透探伤剂，每套可探测焊缝长度约十多米。材料较贵、成本较高。最常用携带式喷罐渗透探伤剂，每套可探测焊缝长度约十多米。 j. j.渗透检测所用的检测剂大多易燃有毒，必须采取有效措施保证安全。渗透检测所用的检测剂大多易燃有毒，必须采取有效措施保证安全。51

160、压力管道渗透检测技术（工艺要点）压力管道渗透检测技术（工艺要点） 渗透检测工艺要点渗透检测工艺要点 1 1 水洗型渗透检测法的操作程序（见图水洗型渗透检测法的操作程序（见图1 1） 2 2 后乳化型渗透检测法（见图后乳化型渗透检测法（见图11113 3） 3 3 溶剂去除型渗透检测法（见图溶剂去除型渗透检测法（见图11114 4）52压力管道涡流检测技术（特点）压力管道涡流检测技术（特点） 涡流检测的理论基础是电磁感应原理。金属材料在交变磁场作用下产生涡流。根涡流检测的理论基础是电磁感应原理。金属材料在交变磁场作用下产生涡流。根据涡流的大小和分布，可检出铁磁性和非铁磁性材料的缺陷，或分选材料、

161、测量膜层据涡流的大小和分布，可检出铁磁性和非铁磁性材料的缺陷，或分选材料、测量膜层厚度和工件尺寸，以及材料某些物理性能等。厚度和工件尺寸，以及材料某些物理性能等。 . .适用于各种导电材质的试件探伤。包括各种钢、钛、镍、铝、铜及其合金。适用于各种导电材质的试件探伤。包括各种钢、钛、镍、铝、铜及其合金。 . .可以检出表面和近表面缺陷。可以检出表面和近表面缺陷。 探测结果以电信号输出，容易实现自动化检测。探测结果以电信号输出，容易实现自动化检测。 由于采用非接触式检测，所以检测速度很快。由于采用非接触式检测，所以检测速度很快。 对形状复杂的试件很难应用。因此一般只用其检测管材、板材等轧制型材。对

162、形状复杂的试件很难应用。因此一般只用其检测管材、板材等轧制型材。 . .不能显示出缺陷图形，因此无法从显示信号、判断出缺陷性质。不能显示出缺陷图形，因此无法从显示信号、判断出缺陷性质。 . .检测干扰因素较多，容易引起杂乱信号。检测干扰因素较多，容易引起杂乱信号。 . .由于集肤效应，埋藏较深的缺陷无法检出。由于集肤效应，埋藏较深的缺陷无法检出。 不能用于不导电的材料不能用于不导电的材料图图1 1 电磁感应现象电磁感应现象 图图2 2 涡流的产生涡流的产生53压力管道涡流检测技术压力管道涡流检测技术 按试件的形状和检测目的的不同，采用不同形式的线圈。根据形状线圈可以大致按试件的形状和检测目的的

163、不同，采用不同形式的线圈。根据形状线圈可以大致分为穿过式线圈、探头式（放置式）线圈和插入式线圈三种，如图所示。分为穿过式线圈、探头式（放置式）线圈和插入式线圈三种，如图所示。 穿过式线圈用来检测线材、棒材和管材，它的内径使其正好套在圆棒和管子上。穿过式线圈用来检测线材、棒材和管材，它的内径使其正好套在圆棒和管子上。 探头式（放置式）线圈是放在板材、钢锭和棒材等表面之上用的，它尤其适用于探头式（放置式）线圈是放在板材、钢锭和棒材等表面之上用的，它尤其适用于局部检测。通常在线圈中装入磁芯，用来提高检测灵敏度。局部检测。通常在线圈中装入磁芯，用来提高检测灵敏度。 插入式线圈也叫做内部探头，把它放在管

164、子和孔内用来作内壁检测。同探头式线插入式线圈也叫做内部探头，把它放在管子和孔内用来作内壁检测。同探头式线圈一样，在线圈中大多装有磁芯。圈一样，在线圈中大多装有磁芯。 远场涡流检测探头一般为内穿过式，由激励线圈与检测线圈构成，检测线圈与激励远场涡流检测探头一般为内穿过式，由激励线圈与检测线圈构成，检测线圈与激励线圈间距为线圈间距为2倍管内径长度。激励线圈通以低频交流电，检测线圈获取发自激励线圈穿倍管内径长度。激励线圈通以低频交流电，检测线圈获取发自激励线圈穿过管壁后又回到管内壁的涡流信号。过管壁后又回到管内壁的涡流信号。 对比试样用于调节涡流检测仪检测灵敏度、确定验收水平和保证检测结果准确性。对

165、比试样用于调节涡流检测仪检测灵敏度、确定验收水平和保证检测结果准确性。对比试样应与被检对象具有相同或相近规格、牌号、热处理状态、表面状态和电磁性对比试样应与被检对象具有相同或相近规格、牌号、热处理状态、表面状态和电磁性能。在对比试样上加工出规定尺寸和形状的人工缺陷，人工缺陷形状有孔和槽两类，包能。在对比试样上加工出规定尺寸和形状的人工缺陷，人工缺陷形状有孔和槽两类，包括通孔和不通的平底孔，纵向和周向槽等。对比试样应根据相关标准的要求制做。括通孔和不通的平底孔，纵向和周向槽等。对比试样应根据相关标准的要求制做。 电阻焊焊接的钢管和无缝钢管都可以用涡流检测技术进行检测。电阻焊焊接的钢管和无缝钢管都

166、可以用涡流检测技术进行检测。54在用压力管道在用压力管道无损检测技术无损检测技术合肥通用机械研究院合肥通用机械研究院固定式压力容器标委会固定式压力容器标委会袁榕袁榕55在用压力管道无损检测可靠性在用压力管道无损检测可靠性 在用压力管道无损检测技术发展的主要目的就是提高检测能力和检测精在用压力管道无损检测技术发展的主要目的就是提高检测能力和检测精度，拓宽检测范围，以消除无损检测的死角，提高管道无损检测的有效性及度，拓宽检测范围，以消除无损检测的死角，提高管道无损检测的有效性及检测效率，保证在用压力管道的安全。检测效率，保证在用压力管道的安全。 在用压力管道无损检测可靠性的综合评价在用压力管道无损

167、检测可靠性的综合评价 无损检测可靠性有两个含义：一是指不漏掉危险性缺陷的几率，即缺陷无损检测可靠性有两个含义：一是指不漏掉危险性缺陷的几率，即缺陷的检出率；二是指检出结果的真实性，即对缺陷定性定量结果的可信赖性。的检出率；二是指检出结果的真实性，即对缺陷定性定量结果的可信赖性。多年来，人们对此做了大量工作，并且对检测方法和改进措施进行了一系列多年来，人们对此做了大量工作，并且对检测方法和改进措施进行了一系列的研究分析。的研究分析。 在用压力管道无损检测可靠性技术的研究内容主要包括在用压力管道无损检测可靠性技术的研究内容主要包括:、各种检测方、各种检测方法的特点和检测方案的适用性；法的特点和检测

168、方案的适用性；、检测人员的技术水平、经验和心理状、检测人员的技术水平、经验和心理状况；况；、检测仪器设备的水平和完好程度；、检测仪器设备的水平和完好程度；、缺陷测定误差；、缺陷测定误差；、缺陷漏、缺陷漏检几率，产生第一判断错误和第二判断错误的几率，检几率，产生第一判断错误和第二判断错误的几率，、抽查部位的代表性、抽查部位的代表性以及对在用压力管道无损检测结果可信度的影响；以及对在用压力管道无损检测结果可信度的影响；、工件结构设计特点和、工件结构设计特点和材料特性；材料特性；、制造工艺和缺陷本身的特点等等。也就是说同一缺陷在重复、制造工艺和缺陷本身的特点等等。也就是说同一缺陷在重复检测时，如果影

169、响因素不同，检测结果并不总是一个固定的参数，而可能变检测时，如果影响因素不同，检测结果并不总是一个固定的参数，而可能变化很大。这种不确定因素是无损检测的固有特征，对无损检测可靠性有相当化很大。这种不确定因素是无损检测的固有特征，对无损检测可靠性有相当大的影响。实际检测时应根据在用压力管道的重要程度和安全要求来确定合大的影响。实际检测时应根据在用压力管道的重要程度和安全要求来确定合理的检测方案以及合适的风险系数。理的检测方案以及合适的风险系数。图156在用压力管道超声缺陷定性定量技术在用压力管道超声缺陷定性定量技术 尽管国内现行标准规范（如尽管国内现行标准规范（如GB50235GB50235工业

170、金属管道工程施工及验收规范工业金属管道工程施工及验收规范、GB50236GB50236现现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范、SY0401SY0401输油输气管道线路工程施工及验收规输油输气管道线路工程施工及验收规范范等）均要求对焊缝根部未焊透进行有效控制，但实际上这些年来压力管道制造安装质量确实等）均要求对焊缝根部未焊透进行有效控制，但实际上这些年来压力管道制造安装质量确实有些失控，尤其是中低压管道存在的问题更多。据粗略估计目前在用压力管道存在单面焊未焊透有些失控，尤其是中低压管道存在的问题更多。据粗略估计目前在用压力管道存在单面焊未焊透超标的比例不

171、低于超标的比例不低于30%(30%(如宝钢一期氧气管道单面焊未焊透超标的比例要达到如宝钢一期氧气管道单面焊未焊透超标的比例要达到50%50%左右左右) )。如果在。如果在用压力管道全部采用射线检测，并按制造标准门槛值进行控制用压力管道全部采用射线检测，并按制造标准门槛值进行控制( (因为射线检测很难确定缺陷的自因为射线检测很难确定缺陷的自身高度身高度) )，相当于在用压力管道管口有，相当于在用压力管道管口有60%60%以上需进行返修，而这是不可能的，因为使用单位绝以上需进行返修，而这是不可能的，因为使用单位绝不可能同意对使用正常的压力管线进行大规模返修，同时时间上也无可能。因此对在用压力管道不

172、可能同意对使用正常的压力管线进行大规模返修，同时时间上也无可能。因此对在用压力管道采用射线检测无法或很难满足检测的要求，而在实际检测时通常主要采用超声检测方法。采用射线检测无法或很难满足检测的要求，而在实际检测时通常主要采用超声检测方法。 世界许多主要工业国家都制定了在用压力管道的合于使用标准，其评定准则一般都是建立世界许多主要工业国家都制定了在用压力管道的合于使用标准，其评定准则一般都是建立在在CODCOD设计曲线基础之上。如美国石油学会的设计曲线基础之上。如美国石油学会的API1140API1140压力焊接管网及有关附件检测验收标压力焊接管网及有关附件检测验收标准准附录附录A A、美国、美

173、国ASMEASME锅炉压力容器规范第锅炉压力容器规范第卷卷IWB3640IWB3640奥氏体钢管网缺陷验收准则和奥氏体钢管网缺陷验收准则和IWB3650IWB3650铁素体钢管网缺陷验收准则铁素体钢管网缺陷验收准则、英国、英国BS4515BS4515标准附录标准附录H H、BSI-PD6493BSI-PD6493焊接缺陷验收标准若干焊接缺陷验收标准若干方法指南方法指南、以及英国中央电力局、以及英国中央电力局R/H/R6R/H/R6有缺陷结构的完整性评定有缺陷结构的完整性评定。国际焊接学会。国际焊接学会“关于在关于在设计、制造和检测方面应用临界评定方法对焊接产品进行合乎使用的评定设计、制造和检测

174、方面应用临界评定方法对焊接产品进行合乎使用的评定”等。由于承压设备设等。由于承压设备设计水平的不断提高，断裂力学等学科技术的发展和推广，以及极限设计寿命思想的进步和实用计水平的不断提高，断裂力学等学科技术的发展和推广，以及极限设计寿命思想的进步和实用化，直接导致承压设备化，直接导致承压设备“合于使用合于使用”原则的推广使用，从而要求无损检测技术不仅能够检出危险原则的推广使用，从而要求无损检测技术不仅能够检出危险缺缺陷，而且要对缺陷进行定性，并测定其自身高度陷，而且要对缺陷进行定性，并测定其自身高度( (通常指壁厚方向的尺寸通常指壁厚方向的尺寸) )，以便采用断裂力学，以便采用断裂力学对带缺陷承

175、压设备的安全性和使用寿命进行评价。目前国家特种设备安全监察局颁布的对带缺陷承压设备的安全性和使用寿命进行评价。目前国家特种设备安全监察局颁布的在用工在用工业管道定期检测规程业管道定期检测规程、压力容器定期检测规则压力容器定期检测规则也将也将“合于使用合于使用”和断裂力学作为其制定的和断裂力学作为其制定的基基本原则，在用压力管道检测工作中缺陷的性质和自身高度尺寸已成为最重要的检测参数之一。本原则，在用压力管道检测工作中缺陷的性质和自身高度尺寸已成为最重要的检测参数之一。57在用压力管道超声缺陷定性定量技术在用压力管道超声缺陷定性定量技术随着无损检测技术向无损评价阶段的进展和超高压技术的不断发展，

176、断随着无损检测技术向无损评价阶段的进展和超高压技术的不断发展，断裂力学已成为一门越来越重要的学科，无论是压力管道的缺陷评定，还是按裂力学已成为一门越来越重要的学科，无论是压力管道的缺陷评定，还是按照照在用工业管道定期检验规程在用工业管道定期检验规程的要求进行管道安全状况等级评定来说，的要求进行管道安全状况等级评定来说，缺陷的性质和自身高度尺寸当然成为最重要的检验参数，超声检测当之无愧缺陷的性质和自身高度尺寸当然成为最重要的检验参数，超声检测当之无愧的变成发展最快和最受重视的一种检测方法。的变成发展最快和最受重视的一种检测方法。国内新颁布的国内新颁布的JB/T4730JB/T4730标准对压力管

177、道缺陷定性定量超声检测技术进行标准对压力管道缺陷定性定量超声检测技术进行了详细的描述和规定。了详细的描述和规定。超声波缺陷定性历来是困惑无损检测人员的重要难题，目前国外主要采超声波缺陷定性历来是困惑无损检测人员的重要难题，目前国外主要采用回波动态波形来作为定性的一个主要参数。回波动态波形反映了超声波束用回波动态波形来作为定性的一个主要参数。回波动态波形反映了超声波束沿平行或垂直焊缝扫查缺陷时，反射信号高度和信号形状相对应的变化形沿平行或垂直焊缝扫查缺陷时，反射信号高度和信号形状相对应的变化形态。多年来国内外对此进行了大量的试验研究，探讨了点状反射体的回波动态。多年来国内外对此进行了大量的试验研

178、究，探讨了点状反射体的回波动态波形，接近垂直入射时光滑大平面反射体和不规则大反射体的回波动态波态波形，接近垂直入射时光滑大平面反射体和不规则大反射体的回波动态波形，倾斜入射时光滑大平面反射体和不规则大反射体的回波动态波形以及多形，倾斜入射时光滑大平面反射体和不规则大反射体的回波动态波形以及多重缺陷的回波动态波形。也考虑了曲表面对点反射体和平面型反射体对回波重缺陷的回波动态波形。也考虑了曲表面对点反射体和平面型反射体对回波动态特性的影响。同时在实际缺陷定性时也要考虑不同的焊接工艺和材料特动态特性的影响。同时在实际缺陷定性时也要考虑不同的焊接工艺和材料特性对缺陷的影响，以此作为缺陷分类和缺陷定性的

179、重要依据。性对缺陷的影响，以此作为缺陷分类和缺陷定性的重要依据。58在用压力管道超声缺陷定性定量技术在用压力管道超声缺陷定性定量技术 1 1、缺陷类型区分和缺陷定性、缺陷类型区分和缺陷定性 a a 缺陷类型主要分为点状缺陷、线性缺陷、体积状缺陷、平面状缺陷和多重缺陷缺陷类型主要分为点状缺陷、线性缺陷、体积状缺陷、平面状缺陷和多重缺陷等五类。缺陷类型的概念在国内主要是由等五类。缺陷类型的概念在国内主要是由CVDA-84CVDA-84压力容器缺陷评定规范压力容器缺陷评定规范提出，提出，是进行断裂力学计算的基本依据和主要参数。是满足在用承压设备的检测和断裂力学是进行断裂力学计算的基本依据和主要参数。

180、是满足在用承压设备的检测和断裂力学计算的最低要求。缺陷类型识别是通过探头从两个方向扫查（即前后和左右扫查），计算的最低要求。缺陷类型识别是通过探头从两个方向扫查（即前后和左右扫查），观察其回波动态波形来进行的。缺陷类型只用单个探头或单向扫查识别是不太可能观察其回波动态波形来进行的。缺陷类型只用单个探头或单向扫查识别是不太可能的，宜采用一种以上声束方向作多种扫查，以对各种超声信息进行综合评定来识别缺的，宜采用一种以上声束方向作多种扫查，以对各种超声信息进行综合评定来识别缺陷类型。陷类型。 b b 超声波缺陷定性历来是困惑无损检测人员的重要难题，目前国内承压设备的骨超声波缺陷定性历来是困惑无损检测

181、人员的重要难题，目前国内承压设备的骨干标准干标准JB/T4730-2005JB/T4730-2005承压设备无损检测承压设备无损检测主要采用回波动态波形来作为定性的一主要采用回波动态波形来作为定性的一个主要参数。回波动态波形反映了超声波束沿平行或垂直焊缝扫查缺陷时，反射信号个主要参数。回波动态波形反映了超声波束沿平行或垂直焊缝扫查缺陷时，反射信号高度和信号形状相对应的变化形态。多年来国内外对此进行了大量的试验研究，探讨高度和信号形状相对应的变化形态。多年来国内外对此进行了大量的试验研究，探讨了点状反射体的回波动态波形，接近垂直入射时光滑大平面反射体和不规则大反射体了点状反射体的回波动态波形，接

182、近垂直入射时光滑大平面反射体和不规则大反射体的回波动态波形，倾斜入射时光滑大平面反射体和不规则大反射体的回波动态波形以的回波动态波形，倾斜入射时光滑大平面反射体和不规则大反射体的回波动态波形以及多重缺陷的回波动态波形。也考虑了曲表面对点反射体和平面型反射体对回波动态及多重缺陷的回波动态波形。也考虑了曲表面对点反射体和平面型反射体对回波动态特性的影响。特性的影响。 同时在实际缺陷定性时，应进一步测定和参考缺陷平面、深度位置、缺陷高度、同时在实际缺陷定性时，应进一步测定和参考缺陷平面、深度位置、缺陷高度、缺陷各向反射特性、缺陷取向、缺陷波形、动态波形、回波包络线和扫查方法等参缺陷各向反射特性、缺陷

183、取向、缺陷波形、动态波形、回波包络线和扫查方法等参数，同时结合工件结构、坡口形式、材料特性、焊接工艺和焊接方法进行综合判断，数，同时结合工件结构、坡口形式、材料特性、焊接工艺和焊接方法进行综合判断，尽可能定出缺陷的实际性质。尽可能定出缺陷的实际性质。图159在用压力管道超声缺陷定性定量技术在用压力管道超声缺陷定性定量技术 2、 缺陷自身高度测定：根据在用压力管道缺陷自身高度测定：根据在用压力管道“合于使用合于使用”的要求，对危险缺陷定性及对三的要求，对危险缺陷定性及对三维维尺寸定量技术的试验研究，尤其是缺陷自身高度测定结果，直接关系到缺陷断裂力学计算和缺陷尺寸定量技术的试验研究，尤其是缺陷自身

184、高度测定结果，直接关系到缺陷断裂力学计算和缺陷安全评定结果的可信度。因此多年来国内外对超声检测的缺陷定性定量和缺陷自身高度测定的精安全评定结果的可信度。因此多年来国内外对超声检测的缺陷定性定量和缺陷自身高度测定的精度及局限性进行了大量的试验研究，取得不少技术进展，同时也不断在实践中予以检测论证和提度及局限性进行了大量的试验研究，取得不少技术进展，同时也不断在实践中予以检测论证和提高。目前高。目前JB/T4730JB/T4730标准主要采用三种方法进行缺陷自身高度测定：标准主要采用三种方法进行缺陷自身高度测定： a a 端部最大回波法：当缺陷的端部回波的幅度达到最大时（也即缺陷端部回波峰值开始降

185、端部最大回波法：当缺陷的端部回波的幅度达到最大时（也即缺陷端部回波峰值开始降落前瞬时的幅度位置），该回波称为缺陷端点最大反射波。利用端部最大回波法测定缺陷自身高落前瞬时的幅度位置），该回波称为缺陷端点最大反射波。利用端部最大回波法测定缺陷自身高度在国内、外进行过大量的工作，日本人岸上守孝昭和度在国内、外进行过大量的工作，日本人岸上守孝昭和6060年一月在年一月在非破坏检查非破坏检查上发表过上发表过用端部回波法测定钢焊缝缺陷高度的指南用端部回波法测定钢焊缝缺陷高度的指南对采用端部最大回波法测定缺陷自身高度进行详尽对采用端部最大回波法测定缺陷自身高度进行详尽的介绍，这种方法在一段时间内曾风靡一时，

186、但存在有时端点回波找不到的问题。的介绍，这种方法在一段时间内曾风靡一时，但存在有时端点回波找不到的问题。 b b 端点衍射波法：超声波在传播过程中，如波阵面通过缺陷，会绕缺陷边缘弯曲，并呈圆端点衍射波法：超声波在传播过程中，如波阵面通过缺陷，会绕缺陷边缘弯曲，并呈圆心展衍，这种现象称之为衍射。利用端点衍射法测定缺陷自身高度应该说是一种比较准确的测定心展衍，这种现象称之为衍射。利用端点衍射法测定缺陷自身高度应该说是一种比较准确的测定方法，其关键在于识别端点回波及端点的衍射回波。多年来合肥通用机械研究所和国家质量监督方法，其关键在于识别端点回波及端点的衍射回波。多年来合肥通用机械研究所和国家质量监

187、督检测检疫总局锅检中心对采用手动单探头端点衍射法测定缺陷自身高度做了大量的工作，但现场检测检疫总局锅检中心对采用手动单探头端点衍射法测定缺陷自身高度做了大量的工作，但现场实际运用时也存在两个问题，一是有时端点回波找不到，二是如果在缺陷端部附近有小缺陷，则实际运用时也存在两个问题，一是有时端点回波找不到，二是如果在缺陷端部附近有小缺陷，则端点衍射回波也不容易分清，给单探头端点衍射法的推广应用造成很大困难。目前国内开始采用端点衍射回波也不容易分清，给单探头端点衍射法的推广应用造成很大困难。目前国内开始采用TOFDTOFD衍射时差法超声检测技术来进行缺陷自身高度的测定，衍射时差法超声检测技术来进行缺

188、陷自身高度的测定， c 6dB c 6dB法：利用法：利用6dB6dB法测定缺陷指示长度和指示宽度（即缺陷的平面指示面积）应该说是一法测定缺陷指示长度和指示宽度（即缺陷的平面指示面积）应该说是一种比较成熟和通俗的测定方法，多年前国内已将其正式列入标准规范。至于利用种比较成熟和通俗的测定方法，多年前国内已将其正式列入标准规范。至于利用6dB6dB法测定缺陷法测定缺陷自身高度也已经做了大量的试验研究和现场测定工作，尽管这种方法精度不够高，但使用方便、自身高度也已经做了大量的试验研究和现场测定工作，尽管这种方法精度不够高，但使用方便、适用性比较强。尤其是合肥通用机械研究院利用这种方法已对上万台压力容

189、器和几千公里的管线适用性比较强。尤其是合肥通用机械研究院利用这种方法已对上万台压力容器和几千公里的管线进行过安全评定和缺陷自身高度测定，至今没有发生过一例事故，从这个意义上考虑，应该说利进行过安全评定和缺陷自身高度测定，至今没有发生过一例事故，从这个意义上考虑，应该说利用用6dB6dB法测定缺陷自身高度是一种安全的检测方法。法测定缺陷自身高度是一种安全的检测方法。图160在用压力管道高温在线检测在用压力管道高温在线检测 石化企业中典型炼油过程的主要工艺温度范围在石化企业中典型炼油过程的主要工艺温度范围在200200550550之间，但在催化裂化和焦化的部分工序中，也有达到之间，但在催化裂化和焦

190、化的部分工序中，也有达到700700800800；典型化肥（合成氨、尿素）生产过程的工艺温度范围在；典型化肥（合成氨、尿素）生产过程的工艺温度范围在200200300300之间；乙烯裂解的主要工艺温度范围在之间；乙烯裂解的主要工艺温度范围在700700800800之之间；甲醇合成的主要工艺温度范围在间；甲醇合成的主要工艺温度范围在240240270270之间；环氧乙烷之间；环氧乙烷直接氧化法的主要工艺温度范围在直接氧化法的主要工艺温度范围在260260；苯酚合成的主要工艺；苯酚合成的主要工艺温度范围在温度范围在110110200200之间；合成纤维（涤纶）装置的主要工艺之间；合成纤维（涤纶）装

191、置的主要工艺温度范围在温度范围在115115300300之间；顺丁橡胶装置的主要工艺温度范围之间；顺丁橡胶装置的主要工艺温度范围在在230230左右。左右。 由于高温工艺过程比较普遍，有些高温工艺管线又停不下由于高温工艺过程比较普遍，有些高温工艺管线又停不下来，无法按期进行定期检验，因此高温压力管道在线检测技术，来，无法按期进行定期检验，因此高温压力管道在线检测技术，是一项具有极其重要意义的工作。是一项具有极其重要意义的工作。 61在用压力管道高温在线检测在用压力管道高温在线检测 1 1、高温测厚：定期对压力管道典型部位进行在线定点测厚，是检测管、高温测厚：定期对压力管道典型部位进行在线定点测

192、厚，是检测管道周期性腐蚀减薄情况和腐蚀速率的一种主要检测方式。道周期性腐蚀减薄情况和腐蚀速率的一种主要检测方式。 压力管道高温测厚对日益增加的高硫、高酸值原油加工装置长周期安全压力管道高温测厚对日益增加的高硫、高酸值原油加工装置长周期安全运行意义重大，能在高温下直接测量管线最小厚度，具有装置不停车、简运行意义重大，能在高温下直接测量管线最小厚度，具有装置不停车、简单、直接等优点。一般对高温腐蚀部位的监测，最重要的就是随时掌握管线单、直接等优点。一般对高温腐蚀部位的监测，最重要的就是随时掌握管线薄弱部位的最小厚度，防止管线腐蚀减薄厉害，发生泄漏，引发事故的发薄弱部位的最小厚度，防止管线腐蚀减薄厉

193、害，发生泄漏，引发事故的发生。所以易腐蚀高温管线最小厚度的不停车高温直接监测，是生产实际最可生。所以易腐蚀高温管线最小厚度的不停车高温直接监测，是生产实际最可靠的腐蚀控制手段。靠的腐蚀控制手段。 一般高温测厚可采用市售的超声探伤仪（配置高温探头）或高温测厚一般高温测厚可采用市售的超声探伤仪（配置高温探头）或高温测厚仪。使用高温测厚仪进行测厚时应考虑高温时声速和管子壁厚变化对测定结仪。使用高温测厚仪进行测厚时应考虑高温时声速和管子壁厚变化对测定结果的影响，高温测定的数据需要经过数据转换模型计算或试块比较，才可以果的影响，高温测定的数据需要经过数据转换模型计算或试块比较，才可以作为压力管道腐蚀速率

194、、安全评估和剩余壁厚计算的依据。从而最大限度地作为压力管道腐蚀速率、安全评估和剩余壁厚计算的依据。从而最大限度地消除温度对测厚的影响，提高测量的准确性。国内目前高温测厚的范围可以消除温度对测厚的影响，提高测量的准确性。国内目前高温测厚的范围可以达到达到400400左右。左右。62在用压力管道高温在线检测在用压力管道高温在线检测2 2、高温磁粉检测：化工压力管道的构造一般来说比较复杂，而且不规、高温磁粉检测：化工压力管道的构造一般来说比较复杂，而且不规则，因此许多部位无法用其它无损检测方法进行检测，只能采用表面检测。则，因此许多部位无法用其它无损检测方法进行检测，只能采用表面检测。、通常使用磁粉

195、检测大都是湿磁粉检测，使用温度一般不超、通常使用磁粉检测大都是湿磁粉检测，使用温度一般不超5050。高。高温下压力管道的磁粉检测主要采用干磁粉检测，实际使用温度取决于铁素体温下压力管道的磁粉检测主要采用干磁粉检测，实际使用温度取决于铁素体钢的居里点，目前根据钢的居里点，目前根据ASMEASME规范的要求，压力管道干磁粉检测温度一般控制规范的要求，压力管道干磁粉检测温度一般控制在在315315。、由于表面检测只能检出表面缺陷，有些壁厚、由于表面检测只能检出表面缺陷，有些壁厚4mm4mm的薄壁管道超声检的薄壁管道超声检测不了，在这种情况下如果表面检测的深度能更大些，那就可以从某种程度测不了，在这种

196、情况下如果表面检测的深度能更大些，那就可以从某种程度上对超声和射线检测局限性进行弥补，因此国内许多单位都在进行直流和脉上对超声和射线检测局限性进行弥补，因此国内许多单位都在进行直流和脉动电流磁粉探伤机的试验研究，减少趋肤效应影响，尽可能地提高检测效动电流磁粉探伤机的试验研究，减少趋肤效应影响，尽可能地提高检测效果。对于直流磁粉检测检测的管道壁厚一般在果。对于直流磁粉检测检测的管道壁厚一般在6mm6mm左右左右3 3、在线高温涡流检测、在线高温涡流检测 利用涡流探伤仪对在线管道、焊缝和附件的表面缺陷进行在线高温涡流利用涡流探伤仪对在线管道、焊缝和附件的表面缺陷进行在线高温涡流检测，检测时可在涡流

197、探头和高温管壁之间填放绝热材料，隔绝温度对涡流检测，检测时可在涡流探头和高温管壁之间填放绝热材料，隔绝温度对涡流探头的干扰和影响。使用温度一般不超过探头的干扰和影响。使用温度一般不超过300300。63在用压力管道高温在线检测在用压力管道高温在线检测 4 4、 在线高温超声检测在线高温超声检测 早期国外主要研究热钢板、高温锻件的超声波检测，开发早期国外主要研究热钢板、高温锻件的超声波检测，开发了用水冷却的超声波探头，电磁声探头。其后开始研究高温焊缝了用水冷却的超声波探头，电磁声探头。其后开始研究高温焊缝缺陷检测技术。目前德国、美国已有商用横波高温探头、高温耦缺陷检测技术。目前德国、美国已有商用

198、横波高温探头、高温耦合剂出售。合剂出售。 压力管道焊缝的超探一般使用横波。检测时由于温度比较压力管道焊缝的超探一般使用横波。检测时由于温度比较高，声波幅度衰减显著变大和传播速度降低，导致探头声场发生高，声波幅度衰减显著变大和传播速度降低，导致探头声场发生变化，因此高温超声探头的调试（零点、折射角、距离波幅曲线变化，因此高温超声探头的调试（零点、折射角、距离波幅曲线和检测灵敏度）通常采用高温试块进行，这样可以规避高温环境和检测灵敏度）通常采用高温试块进行，这样可以规避高温环境因素的影响。因素的影响。 利用高温超声探头可以在运行状态下，对运行中的设备进利用高温超声探头可以在运行状态下，对运行中的设

199、备进行抽查，及时发现新生缺陷，确定这些缺陷是否危及设备安全，行抽查，及时发现新生缺陷，确定这些缺陷是否危及设备安全，帮助管理部门确定检修计划；此外在已经发现缺陷的场合，该技帮助管理部门确定检修计划；此外在已经发现缺陷的场合，该技术可以定期监控缺陷的扩展，随时采取果断措施停车检修或更换术可以定期监控缺陷的扩展，随时采取果断措施停车检修或更换设备。国内目前可以检测设备。国内目前可以检测400400高温的在用承压设备。高温的在用承压设备。64带保温层在用压力管道无损检测技术带保温层在用压力管道无损检测技术长期以来，我国压力管道存在的问题十分严重，由于带保温层压力管道长期以来，我国压力管道存在的问题十

200、分严重，由于带保温层压力管道一般使用在高温或低温状况，且更换保温层价格昂贵，因此常规的定期检验一般使用在高温或低温状况，且更换保温层价格昂贵，因此常规的定期检验和耐压试验往往很难或无法按期进行。同时由于带保温层压力管道承受着一和耐压试验往往很难或无法按期进行。同时由于带保温层压力管道承受着一定压力，介质有毒、易燃、易爆、腐蚀，一旦发生泄漏往往并发为火灾或中定压力，介质有毒、易燃、易爆、腐蚀，一旦发生泄漏往往并发为火灾或中毒，导致灾难性事故，使企业生产和人民的生命财产蒙受巨大损失。对于这毒，导致灾难性事故，使企业生产和人民的生命财产蒙受巨大损失。对于这种情况需要解决的主要问题是：种情况需要解决的

201、主要问题是：、不扒除保温层，探讨检测带保温层压力、不扒除保温层，探讨检测带保温层压力管道局部减薄、泄漏和裂纹的的可行性；管道局部减薄、泄漏和裂纹的的可行性；、检测的精度和主要影响因素。、检测的精度和主要影响因素。 1 1、射线实时成象技术：采用射线穿透带保温层压力管道，利用图象增强、射线实时成象技术：采用射线穿透带保温层压力管道，利用图象增强器将工件射线影象转化成可见光图象，通过控制系统输送到荧光屏上显示，器将工件射线影象转化成可见光图象，通过控制系统输送到荧光屏上显示，主要用于检测带保温层压力管道焊接接头和母材缺陷腐蚀以及壁厚减薄。主要用于检测带保温层压力管道焊接接头和母材缺陷腐蚀以及壁厚减

202、薄。 2 2、导波检测技术、导波检测技术: :近年来长距离导波检测技术取得长足发展，沿管壁传近年来长距离导波检测技术取得长足发展，沿管壁传播的超声导波可以检测出管壁的腐蚀坑、腐蚀减薄、裂纹等缺陷。播的超声导波可以检测出管壁的腐蚀坑、腐蚀减薄、裂纹等缺陷。 3 3、红外热成象检测技术：红外热成象技术就是利用红外探测器接收压力、红外热成象检测技术：红外热成象技术就是利用红外探测器接收压力管道泄漏时辐射到物体表面的热能，经处理在显示屏产生可见的热象图。主管道泄漏时辐射到物体表面的热能，经处理在显示屏产生可见的热象图。主要用于检测压力管道的内衬、外保温层和压力管道的泄漏情况。通常使用的要用于检测压力管

203、道的内衬、外保温层和压力管道的泄漏情况。通常使用的型号有型号有TVS2000TVS2000和和TVS7300TVS7300系列热像仪等。系列热像仪等。 4 4、存在不足之处（可靠性），使用磨合和考核。通常只能作为一种辅助、存在不足之处（可靠性），使用磨合和考核。通常只能作为一种辅助手段。（常规检测和风险评估）。手段。（常规检测和风险评估）。65在用压力管道测厚检测技术在用压力管道测厚检测技术 在用压力管道的腐蚀冲刷是压力管道管件的一个典型特点。在介质腐蚀、温度、在用压力管道的腐蚀冲刷是压力管道管件的一个典型特点。在介质腐蚀、温度、压力的影响下，流动介质存在气、油、水、固相（固体颗粒）等多项流体

204、，由于管线压力的影响下，流动介质存在气、油、水、固相（固体颗粒）等多项流体，由于管线的走向和分布比较复杂，因此在管线的上下弯头、三通、的走向和分布比较复杂，因此在管线的上下弯头、三通、T T型接头、大小头、阀门、型接头、大小头、阀门、直管的入口或出口段部位将产生明显的局部冲刷减薄。参见图直管的入口或出口段部位将产生明显的局部冲刷减薄。参见图1 1。 冲刷减薄主要发生在流体直接冲刷的部位、局部高流速和湍流部位（由污染物和冲刷减薄主要发生在流体直接冲刷的部位、局部高流速和湍流部位（由污染物和堵塞引发的偏流和湍流，由设计不当引起的偏流）；在流速极低的部位和滞留部位，堵塞引发的偏流和湍流，由设计不当引

205、起的偏流）；在流速极低的部位和滞留部位，在堆积物下面产生高浓度的腐蚀介质也可能引发局部腐蚀减薄。通常流体中腐蚀物浓在堆积物下面产生高浓度的腐蚀介质也可能引发局部腐蚀减薄。通常流体中腐蚀物浓度高，冲刷腐蚀加快；流体流速高，冲刷腐蚀加快；温度高，冲刷腐蚀加快；流体中度高，冲刷腐蚀加快；流体流速高，冲刷腐蚀加快；温度高，冲刷腐蚀加快；流体中含有不纯物（如氧或不溶性固体夹杂物），冲刷腐蚀加快。压力管道在用检测时，应含有不纯物（如氧或不溶性固体夹杂物），冲刷腐蚀加快。压力管道在用检测时，应加强对可能产生明显局部冲刷减薄的部位的测厚工作。加强对可能产生明显局部冲刷减薄的部位的测厚工作。图166在用压力管道

206、在用压力管道管座角焊缝超声检测管座角焊缝超声检测技术技术 管座角焊缝是压力管道最基本的结构形式，由于具有特殊的几何形状以管座角焊缝是压力管道最基本的结构形式，由于具有特殊的几何形状以及结构的剧烈变化，应力应变水平较高，同时焊接工况恶劣容易产生缺陷，及结构的剧烈变化，应力应变水平较高，同时焊接工况恶劣容易产生缺陷，无损检测难度比较大，制造时通常只进行表面无损检测，因此压力管道管座无损检测难度比较大，制造时通常只进行表面无损检测，因此压力管道管座角焊缝是在用压力管道最薄弱的环节。大量设备的破坏事故和试验研究表角焊缝是在用压力管道最薄弱的环节。大量设备的破坏事故和试验研究表明，压力管道的腐蚀失效和疲

207、劳断裂破坏经常发生在管座角焊缝部位。明，压力管道的腐蚀失效和疲劳断裂破坏经常发生在管座角焊缝部位。 压力管道管座角焊缝的超声检测由于检测区域受到很大限制，定性、定压力管道管座角焊缝的超声检测由于检测区域受到很大限制，定性、定量相当困难，历来是无损检测的重要难题之一，接管高应变区（角焊缝）的量相当困难，历来是无损检测的重要难题之一，接管高应变区（角焊缝）的无损检测问题已引起国内外学者和工程界的高度重视。由于多年来制造安装无损检测问题已引起国内外学者和工程界的高度重视。由于多年来制造安装时对管座角焊缝一般都不进行内部缺陷检测，对其损伤情况很难做出准确的时对管座角焊缝一般都不进行内部缺陷检测，对其损

208、伤情况很难做出准确的判断，因此开展对压力容器与管道角焊缝缺陷检测技术的试验研究，对于保判断，因此开展对压力容器与管道角焊缝缺陷检测技术的试验研究，对于保障其安全长周期运行和人民的生命财产具有极其深远的经济和社会意义。目障其安全长周期运行和人民的生命财产具有极其深远的经济和社会意义。目前前JB/T4730JB/T4730标准已对在用压力管道管座角焊缝的超声检测进行详尽的规定，标准已对在用压力管道管座角焊缝的超声检测进行详尽的规定，因此如何对制造安装时没有进行内部缺陷检测的压力管道管座角焊缝进行超因此如何对制造安装时没有进行内部缺陷检测的压力管道管座角焊缝进行超声检测，以保证在用压力管道管座角焊缝

209、的安全是至关重要的。声检测，以保证在用压力管道管座角焊缝的安全是至关重要的。67在用压力管道在用压力管道直流电磁轭检测直流电磁轭检测技术技术由于压力管道相对分散，许多区域用电困难或根本无法供由于压力管道相对分散，许多区域用电困难或根本无法供电，直流电磁轭可以利用充电方式满足现场在用压力管道磁粉检电，直流电磁轭可以利用充电方式满足现场在用压力管道磁粉检测工作的要求。但应注意直流电磁轭虽然其磁场深入工件表面较测工作的要求。但应注意直流电磁轭虽然其磁场深入工件表面较深，有助于发现压力管道较深层的缺陷，但应考虑到在同样的磁深，有助于发现压力管道较深层的缺陷，但应考虑到在同样的磁通量情况下，磁场深度大，

210、即磁力线可穿过面积也大，所以单位通量情况下，磁场深度大，即磁力线可穿过面积也大，所以单位面积上的磁感应强度就低，从而降低了表面检测灵敏度。面积上的磁感应强度就低，从而降低了表面检测灵敏度。 而交流电磁场由于具有集肤效应，而且交流电方向不断的而交流电磁场由于具有集肤效应，而且交流电方向不断的变化，使得交流电磁轭的磁场方向也不断变化，这种方向变化可变化，使得交流电磁轭的磁场方向也不断变化，这种方向变化可搅动磁粉，有助于磁粉的迁移，从而提高表面检测灵敏度。搅动磁粉，有助于磁粉的迁移，从而提高表面检测灵敏度。 有资料表明，直流电磁轭在大于有资料表明，直流电磁轭在大于6mm6mm的钢板上进行磁粉检测的钢

211、板上进行磁粉检测时，尽管电磁轭的提升力满足标准要求（时，尽管电磁轭的提升力满足标准要求（177N177N），但用），但用A A型灵型灵敏度试片测试，表面磁场强度往往达不到要求。因此敏度试片测试，表面磁场强度往往达不到要求。因此ASME-VASME-V规定规定直流电磁轭检测时，管子壁厚一般不超过直流电磁轭检测时，管子壁厚一般不超过6mm6mm。国内在现场使用。国内在现场使用直流电磁轭检测时，也应充分考虑这个因素。直流电磁轭检测时，也应充分考虑这个因素。68在用有色金属压力管道的涡流检测在用有色金属压力管道的涡流检测目前国内有关工业行业（包括石化、制冷、军工等）存在大目前国内有关工业行业（包括石化

212、、制冷、军工等）存在大量外壁无法接近或无法检测的在用非铁磁性管道，这类管子的安量外壁无法接近或无法检测的在用非铁磁性管道，这类管子的安全使用无疑给无损检测技术带来很大的挑战。全使用无疑给无损检测技术带来很大的挑战。 JB/T4730JB/T4730标准参照标准参照ASMEASME第第篇和篇和ASTME2096ASTME2096的要求对此做出的要求对此做出相应的规定，规定采用内穿过式探头与涡流探伤仪组合检测在用相应的规定，规定采用内穿过式探头与涡流探伤仪组合检测在用非铁磁性管。要求涡流探伤仪组合应具备检出裂纹、腐蚀坑和重非铁磁性管。要求涡流探伤仪组合应具备检出裂纹、腐蚀坑和重皮等缺陷的能力，以及

213、测量分辨管子壁厚均匀减薄的能力。标准皮等缺陷的能力，以及测量分辨管子壁厚均匀减薄的能力。标准采用的采用的型对比试样用于检出在用压力管道壁厚均匀减薄和长条型对比试样用于检出在用压力管道壁厚均匀减薄和长条形缺陷的能力。该试样包括形缺陷的能力。该试样包括1 1个个360360的周向切槽；的周向切槽；1 1个纵向切个纵向切槽，槽宽为槽，槽宽为0.2mm0.2mm，长度为，长度为3mm3mm5mm5mm，深度为壁厚的，深度为壁厚的20%20%；1 1个纵个纵向切槽。槽宽为向切槽。槽宽为0.2mm0.2mm，长度为，长度为200mm200mm，深度为壁厚的，深度为壁厚的20%20%30%30%。涡流检测所

214、采用的对比试样，是从模拟缺陷的角度来考虑的，但涡流检测所采用的对比试样，是从模拟缺陷的角度来考虑的，但与在用压力管道检测中实际缺陷的对应程度、检测的可靠性和有与在用压力管道检测中实际缺陷的对应程度、检测的可靠性和有效性还需要在实践中得到考核和确认。效性还需要在实践中得到考核和确认。69在用长输管道和埋地管网无损检测技术在用长输管道和埋地管网无损检测技术1 1、地下管线埋设情况检测、地下管线埋设情况检测地下管线埋设情况探测一般采用金属探管仪，探管仪由发射和接收两部地下管线埋设情况探测一般采用金属探管仪，探管仪由发射和接收两部分组成，主要应用磁感及传导技术原理。分组成，主要应用磁感及传导技术原理。

215、探测方法有以下三种：探测方法有以下三种：、感应法、感应法 将发射机平行置于目标管线的上方，或者直接放在目标管网的露出点上，将发射机平行置于目标管线的上方，或者直接放在目标管网的露出点上，用接收机进行追踪探测。这种探测方法快捷、简便，是最常用的一种方法。用接收机进行追踪探测。这种探测方法快捷、简便，是最常用的一种方法。、夹钳法、夹钳法 将夹钳套在目标管网上，使发射机的信号直接施加在目标管网上。这项探将夹钳套在目标管网上，使发射机的信号直接施加在目标管网上。这项探测技术具有良好的信号选择性，在有相邻管网干扰时其效果尤为明显。测技术具有良好的信号选择性，在有相邻管网干扰时其效果尤为明显。、直接解除法

216、、直接解除法a a单端连接一将发射机的输出端与目标管线相连，另一端接到接地极单端连接一将发射机的输出端与目标管线相连，另一端接到接地极上；上；b b双端连接一将发射机的输入和输出端分别与目标管线的两个相距较远双端连接一将发射机的输入和输出端分别与目标管线的两个相距较远的露头相连接。这种探测方法具有很强的抗干扰能力，是探测深度较大，埋的露头相连接。这种探测方法具有很强的抗干扰能力，是探测深度较大，埋地条件复杂管线的最有效的方法。地条件复杂管线的最有效的方法。埋地燃气管网在实际探测过程中，应根据具体情况采用不同的探测方埋地燃气管网在实际探测过程中，应根据具体情况采用不同的探测方法。尤其是对于管线复

217、杂的地段，更应采用多种方法反复探测，以保证定位法。尤其是对于管线复杂的地段，更应采用多种方法反复探测，以保证定位准确。准确。70在用长输管道和埋地管网无损检测技术在用长输管道和埋地管网无损检测技术 2 2、防腐涂层检测技术、防腐涂层检测技术 埋地钢制管线的外腐蚀保护一般由绝缘层和阴极保护组成的防护系统来承担。为埋地钢制管线的外腐蚀保护一般由绝缘层和阴极保护组成的防护系统来承担。为了防止埋地管线防腐层损坏造成严重事故，采用和发展防腐涂层检测技术是非常重要了防止埋地管线防腐层损坏造成严重事故，采用和发展防腐涂层检测技术是非常重要的。管网防腐层破损点检测主要采用埋地管网防腐层缺陷电压梯度测试技术（的

218、。管网防腐层破损点检测主要采用埋地管网防腐层缺陷电压梯度测试技术（DCVGDCVG）和埋地管网防腐层缺陷电流测试技术。和埋地管网防腐层缺陷电流测试技术。电压梯度测试技术基本原理：当一个交流信号加在金属管网上时，在防护层破损电压梯度测试技术基本原理：当一个交流信号加在金属管网上时，在防护层破损点便会有电流泄漏入土壤中，这样在管网破损裸露点和土壤之间就会形成电位差，且点便会有电流泄漏入土壤中，这样在管网破损裸露点和土壤之间就会形成电位差，且在接近破损点的部位电位差最大，用仪器在埋设管网在地面上检测到这种电位异常，在接近破损点的部位电位差最大，用仪器在埋设管网在地面上检测到这种电位异常，即可发现破损

219、点。人体电容法实质上就是用人体作为检漏仪的感应元件。即可发现破损点。人体电容法实质上就是用人体作为检漏仪的感应元件。电流法的基本原理是：由发射机向管网发射某一频率的信号电流，电流流经管网电流法的基本原理是：由发射机向管网发射某一频率的信号电流，电流流经管网时，在管网周围产生一相应磁场；当管网防护层完好时，随着管网的延伸，电流较平时，在管网周围产生一相应磁场；当管网防护层完好时，随着管网的延伸，电流较平稳，无电流流失现象或流失较少，其在管网周围产生的磁场比较稳定，当管网防护层稳，无电流流失现象或流失较少，其在管网周围产生的磁场比较稳定，当管网防护层破损或老化时，在破损处就会有电流流失现象，随着管

220、网的延伸，其在管网周围磁场破损或老化时，在破损处就会有电流流失现象，随着管网的延伸，其在管网周围磁场的强度就会减弱。检测人员在管网上方用地面专用接收机对管网周围的磁场信号进行的强度就会减弱。检测人员在管网上方用地面专用接收机对管网周围的磁场信号进行接收，经计算机处理后，得到该管网防护层的评价结果并可输出图形文件。接收，经计算机处理后，得到该管网防护层的评价结果并可输出图形文件。目前常用的防腐涂层检测技术有：目前常用的防腐涂层检测技术有：PEARSONPEARSON检测方法、标准管检测方法、标准管/ /地电位检测、电流地电位检测、电流衰减检测、防腐层绝缘电阻变频衰减检测、防腐层绝缘电阻变频选频检

221、测法、直流电位梯度检测法（选频检测法、直流电位梯度检测法（DCVGDCVG）、密间）、密间距电位检测法（距电位检测法（CIPSCIPS）。此外目前还采用）。此外目前还采用DCVGDCVG和和CIPSCIPS综合检测技术，电化学暂态检测综合检测技术，电化学暂态检测技术等一些新技术。防腐层检测、防腐层绝缘性能检测和防腐层实际状况检测（包括技术等一些新技术。防腐层检测、防腐层绝缘性能检测和防腐层实际状况检测（包括开挖）应符合开挖）应符合Q/SY93-2004 Q/SY93-2004 天然气管道检测规程天然气管道检测规程的相关规定的相关规定。71在用长输管道和埋地管网无损检测技术在用长输管道和埋地管网

222、无损检测技术 3 3、长输管道和埋地管网阴极保护检测技术。为了延长埋地钢质管道使、长输管道和埋地管网阴极保护检测技术。为了延长埋地钢质管道使用寿命、保证安全运行，一般都采取外覆盖层加阴极保护的联合保护方式。用寿命、保证安全运行，一般都采取外覆盖层加阴极保护的联合保护方式。应根据应根据Q/SY93-04Q/SY93-04天然气管道检测规程天然气管道检测规程要求，进行阴极保护参数检测：要求，进行阴极保护参数检测： 阴极保护参数检测前，应分析管道阴极保护的原始运行参数，确定管阴极保护参数检测前，应分析管道阴极保护的原始运行参数，确定管道的保护度、保护率和运行率。道的保护度、保护率和运行率。 管地电位

223、检测，应包括管道自然电位、牺牲阳极开路电位、管道保护管地电位检测，应包括管道自然电位、牺牲阳极开路电位、管道保护电位等参数的检测，管道保护电位应符合电位等参数的检测，管道保护电位应符合SY/T0023SY/T0023的规定。外加电流阴极保的规定。外加电流阴极保护和牺牲阳极保护评价指标应符合护和牺牲阳极保护评价指标应符合SY/T0023SY/T0023的规定。的规定。 牺牲阳极应检测输出电流，检测方法应符合牺牲阳极应检测输出电流，检测方法应符合SY/T0023SY/T0023的规定。的规定。 管道保护电位异常的管段可测试管内电流，测试方法应符合管道保护电位异常的管段可测试管内电流，测试方法应符合

224、SY/T0023SY/T0023的规定。的规定。 同时应该进行阴极保护系统有效性检测和干扰腐蚀检测：同时应该进行阴极保护系统有效性检测和干扰腐蚀检测： 阴极保护系统有效性检测；采用断电法测试管道的极化电位，按阴极保护系统有效性检测；采用断电法测试管道的极化电位，按SY/T0007SY/T0007规定的阴极保护准则，评价管道阴极保护系统的有效性。对未能达规定的阴极保护准则，评价管道阴极保护系统的有效性。对未能达到有效阴极保护的管段，应采用到有效阴极保护的管段，应采用CIPSCIPS加密电位测试。加密电位测试。 干扰腐蚀检测：存在交、直流电干扰地段的管道应进行干扰腐蚀检干扰腐蚀检测：存在交、直流电

225、干扰地段的管道应进行干扰腐蚀检测。其判断规则应符合测。其判断规则应符合SY/T0007SY/T0007规定。规定。 72在用长输管道和埋地管网无损检测技术在用长输管道和埋地管网无损检测技术 4、腐蚀环境检测腐蚀环境检测 腐蚀环境检测包括：管道沿线周围环境变化（主要是电缆接腐蚀环境检测包括：管道沿线周围环境变化（主要是电缆接地点、构筑物等的变化）的调查、土壤电阻率的测定、杂散电流地点、构筑物等的变化）的调查、土壤电阻率的测定、杂散电流的测定。特殊环境也可对土壤取样进行检测，并按的测定。特殊环境也可对土壤取样进行检测，并按SY/T0007SY/T0007划分划分腐蚀等级。腐蚀等级。 5 5、管道本

226、体腐蚀检测、管道本体腐蚀检测 管道本体腐蚀检测包括：管道腐蚀率检测和管道本体腐蚀状管道本体腐蚀检测包括：管道腐蚀率检测和管道本体腐蚀状况检测。况检测。 关于管道腐蚀率检测，其核心技术是根据高灵敏极化电阻关于管道腐蚀率检测，其核心技术是根据高灵敏极化电阻探头和大量的腐蚀数据，推算出工况条件下的腐蚀速率。探头和大量的腐蚀数据，推算出工况条件下的腐蚀速率。 管道本体腐蚀状况检测，主要有适用于管内爬行的漏磁通管道本体腐蚀状况检测，主要有适用于管内爬行的漏磁通检测法和超声波检测法。局部开挖主要采用测厚仪、超声测厚和检测法和超声波检测法。局部开挖主要采用测厚仪、超声测厚和超声导波检测方法。超声导波检测方法

227、。73在用长输管道和埋地管网无损检测技术在用长输管道和埋地管网无损检测技术 5 5、泄漏检测技术、泄漏检测技术 埋地管道泄漏监测主要是对燃气管道从不漏到突然发生泄漏这样一个新生过程的埋地管道泄漏监测主要是对燃气管道从不漏到突然发生泄漏这样一个新生过程的监测，由于埋地管网处于隐蔽状态，一旦泄漏，煤气或天然气等将沿地下土层孔隙扩监测，由于埋地管网处于隐蔽状态，一旦泄漏，煤气或天然气等将沿地下土层孔隙扩散，使查漏工作十分困难一般采用固定的装置实时监测，一旦发生泄漏立即报警，使散，使查漏工作十分困难一般采用固定的装置实时监测，一旦发生泄漏立即报警，使有关人员能够进行及时处理。目前较为成熟的技术是压差法

228、和声幅射原理为基础的检有关人员能够进行及时处理。目前较为成熟的技术是压差法和声幅射原理为基础的检测方法。测方法。 在敷设燃气管线的地面上定位钻孔凭嗅觉或检漏仪进行检查，发现漏气时加在敷设燃气管线的地面上定位钻孔凭嗅觉或检漏仪进行检查，发现漏气时加密钻孔，根据煤气浓度确定漏气点，然后破土施工。密钻孔，根据煤气浓度确定漏气点，然后破土施工。 地下管网漏气时，燃气往往会从土层的孔隙渗透至各类地下管线的井、室地下管网漏气时，燃气往往会从土层的孔隙渗透至各类地下管线的井、室内，查漏时可将检查管插入各类井、室内，凭嗅觉或检漏仪检测有无漏气。内，查漏时可将检查管插入各类井、室内，凭嗅觉或检漏仪检测有无漏气。

229、 利用凝水缸的积水量判断燃气的漏失利用凝水缸的积水量判断燃气的漏失 声波检测法：当管道发生泄漏时，在漏点处会产生噪声，通过设置好的传感声波检测法：当管道发生泄漏时，在漏点处会产生噪声，通过设置好的传感器接受声波，从而探测泄漏，并进行定位。器接受声波，从而探测泄漏，并进行定位。 负压波检测法，在管道两侧设置压力传感器检测由泄漏部位产生的负压波，负压波检测法，在管道两侧设置压力传感器检测由泄漏部位产生的负压波，依此探测泄漏，并进行定位。依此探测泄漏，并进行定位。 泄漏声相关检测技术：将两传感器置于被检压力管道的两端，使泄漏产生的泄漏声相关检测技术：将两传感器置于被检压力管道的两端，使泄漏产生的声信

230、号经两传感器送给主机放大，根据声速和传感器的间距可以确定泄漏点的位置。声信号经两传感器送给主机放大，根据声速和传感器的间距可以确定泄漏点的位置。该类仪器中，法国该类仪器中，法国MetravipMetravip公司的公司的DF-500DF-500和和DF-5000DF-5000等型号的仪器，以其检测距离等型号的仪器，以其检测距离长、灵敏度高和定位准确具有较大的影响。长、灵敏度高和定位准确具有较大的影响。 除以上方法外，可根据泄漏造成影响来判断泄漏情况：如流体压力、流量的变化除以上方法外，可根据泄漏造成影响来判断泄漏情况：如流体压力、流量的变化来确定泄漏是否发生及泄漏位置。这类方法有压力来确定泄漏

231、是否发生及泄漏位置。这类方法有压力/ /流量突变法、质量流量突变法、质量/ /体积平衡法、体积平衡法、压力点分析法等等。此外还有声发射检漏、漏磁信号成象检测技术等。压力点分析法等等。此外还有声发射检漏、漏磁信号成象检测技术等。74在用长输管道和埋地管网无损检测技术在用长输管道和埋地管网无损检测技术6 6、长输管道内壁腐蚀检测（超声探测系统，磁粉探测系统）：在一些工业发达、长输管道内壁腐蚀检测（超声探测系统，磁粉探测系统）：在一些工业发达国家，管道内检测主要采用智能管道爬行器进行在线监测，大致可分为以下几种：国家，管道内检测主要采用智能管道爬行器进行在线监测，大致可分为以下几种： 1 1、测径仪

232、、测径仪: :其目的是检测并确定管道内几何异常部位，通常可以测定凹坑、椭圆其目的是检测并确定管道内几何异常部位，通常可以测定凹坑、椭圆度和影响有效内径的几何异常现象度和影响有效内径的几何异常现象 2 2、腐蚀检测、腐蚀检测 、磁通管道检测系统、磁通管道检测系统: :该系统主要利用泄露磁通传感器对管壁施加比较强的磁该系统主要利用泄露磁通传感器对管壁施加比较强的磁场，利用局部金属损耗引起的磁场扰动所形成的漏磁场检测钢管的金属损耗。随着信场，利用局部金属损耗引起的磁场扰动所形成的漏磁场检测钢管的金属损耗。随着信号技术的发展，目前磁通管道检测系统的轴向检测距离可达号技术的发展，目前磁通管道检测系统的轴

233、向检测距离可达150KM150KM，运行距离达，运行距离达300KM300KM，检测壁厚可达，检测壁厚可达30mm30mm。 、超声管道检测系统、超声管道检测系统: :主要利用超声技术将短脉冲之间渡越时间转换为管道的主要利用超声技术将短脉冲之间渡越时间转换为管道的壁厚，适用中等壁厚和厚壁管道的检测。目前可以用壁厚，适用中等壁厚和厚壁管道的检测。目前可以用1212只探头测量输送管道的椭园度只探头测量输送管道的椭园度和壁厚，检测距离达和壁厚，检测距离达10KM10KM。 、场图象方法管道检测系统：通常当电流馈入管道时会显示唯一的场图像，、场图象方法管道检测系统：通常当电流馈入管道时会显示唯一的场图

234、像，所产生的电场指纹表征了结构局部几何形状，主要用于检测管道腐蚀、凹坑、裂缝和所产生的电场指纹表征了结构局部几何形状，主要用于检测管道腐蚀、凹坑、裂缝和侵蚀，目前这种技术可以检测出侵蚀，目前这种技术可以检测出1-2mm1-2mm大小的凹坑。大小的凹坑。 、电视管道检测系统；一种带自动推进的轴向电视摄象机检测系统，利用摄象、电视管道检测系统；一种带自动推进的轴向电视摄象机检测系统，利用摄象技术对管道和内壁中的流体进行检测，成像清晰，记录效果好，适用于多种生产管道技术对管道和内壁中的流体进行检测，成像清晰，记录效果好，适用于多种生产管道与排污管的检测。与排污管的检测。75在用长输管道和埋地管网安全

235、性评价在用长输管道和埋地管网安全性评价 1 1、管线安全性评价的目的、管线安全性评价的目的 管线的安全性受到管线方案设计时的各种不完善性的影响，也受到制造、安装施工产生的各管线的安全性受到管线方案设计时的各种不完善性的影响，也受到制造、安装施工产生的各种不同类型危害性缺陷的威胁，以及使用过程中产生的腐蚀、裂纹的危害。随着管线使用时期的种不同类型危害性缺陷的威胁，以及使用过程中产生的腐蚀、裂纹的危害。随着管线使用时期的增长，管线在不同时间跨度内完整性破坏程度不同，产生管线损坏原因也不同。因此要对引起管增长，管线在不同时间跨度内完整性破坏程度不同，产生管线损坏原因也不同。因此要对引起管线结构完整性

236、损坏并导致管线失效的各种基本因素进行分析线结构完整性损坏并导致管线失效的各种基本因素进行分析, , 对长输管线的安全性进行评价对长输管线的安全性进行评价. . 2 2、管线安全性评价的内容、管线安全性评价的内容 一般来说，管线安全性评价包括三个方面的内容一般来说，管线安全性评价包括三个方面的内容: : 、管道线路的可靠性分析，主要根据国内、外油气长输管线的成功经验和事故教训、管道线路的可靠性分析，主要根据国内、外油气长输管线的成功经验和事故教训( (尤其尤其是工况、材质、地貌相似的长输管线是工况、材质、地貌相似的长输管线) )，以及国内、外的一些试验研究成果，分析整条或某段线，以及国内、外的一

237、些试验研究成果，分析整条或某段线路系统的事故模式和发生原因，研究整条或某段线路系统事故率的变化规律和对管线运输的影路系统的事故模式和发生原因，研究整条或某段线路系统事故率的变化规律和对管线运输的影响，提出改善和提高管线安全性的一些具体和有效的措施。响，提出改善和提高管线安全性的一些具体和有效的措施。 、管线风险分析，根据油、气长输管线的操作记录、使用条件的变化情况以及应力应变水、管线风险分析，根据油、气长输管线的操作记录、使用条件的变化情况以及应力应变水平的有限元计算结果对管路系统的各个部位进行风险排序，将风险排序的结果作为确定管道是否平的有限元计算结果对管路系统的各个部位进行风险排序，将风险

238、排序的结果作为确定管道是否进行检测、检测的优先次序、检测的预算控制的决策依据，使长输管线的运行更加科学和安全。进行检测、检测的优先次序、检测的预算控制的决策依据，使长输管线的运行更加科学和安全。 、管线缺陷评价，通过管道线路的可靠性分析和管道风险分析，对长输管线关键部位和典、管线缺陷评价，通过管道线路的可靠性分析和管道风险分析，对长输管线关键部位和典型部位进行开挖综合检测和材质分析，对发现的超标缺陷进行强度和断裂力学计算，对材料的劣型部位进行开挖综合检测和材质分析，对发现的超标缺陷进行强度和断裂力学计算，对材料的劣化程度进行估评，以确定管道在运行状况下的安全度。最终确定在用管道安全运行的参数，

239、以及化程度进行估评，以确定管道在运行状况下的安全度。最终确定在用管道安全运行的参数，以及对管道的残余寿命进行评价和预测。世界各主要工业国家都制定了在用压力管道的合于使用标准对管道的残余寿命进行评价和预测。世界各主要工业国家都制定了在用压力管道的合于使用标准如美国石油学会的如美国石油学会的API1140API1140压力焊接管道及有关附件检验验收标准压力焊接管道及有关附件检验验收标准、英国标准学会的、英国标准学会的BSI-BSI-PD6493PD6493焊接缺陷验收标准若干方法指南焊接缺陷验收标准若干方法指南、美国、美国ASMEASME锅炉压力容器规范第锅炉压力容器规范第卷卷IWB3640IWB

240、3640奥氏奥氏体钢管道缺陷验收准则和体钢管道缺陷验收准则和IWB3650IWB3650铁素体钢管道缺陷验收准则铁素体钢管道缺陷验收准则以及英国中央电力局以及英国中央电力局R/H/R6R/H/R6有缺陷结构的完整性评定有缺陷结构的完整性评定。我国目前仍没有一个专门针对在用压力管道的。我国目前仍没有一个专门针对在用压力管道的“合于使用合于使用”标准。标准。76长输管道和埋地管网风险评价技术长输管道和埋地管网风险评价技术 长输管道和城镇埋地燃气管网和单一的锅炉、压力容器不一样，无法长输管道和城镇埋地燃气管网和单一的锅炉、压力容器不一样，无法进行较全面的定期检验。而且由于其主要埋设在地下，甚至在道路

241、下或穿进行较全面的定期检验。而且由于其主要埋设在地下，甚至在道路下或穿过道路，检验时轻易不能开挖。而且管网运行期间由于腐蚀穿孔、自然灾过道路，检验时轻易不能开挖。而且管网运行期间由于腐蚀穿孔、自然灾害、误操作、第三方破坏或管网设计施工遗留的缺陷和损伤等任何一种因害、误操作、第三方破坏或管网设计施工遗留的缺陷和损伤等任何一种因素都可能引发严重的燃气管网事故素都可能引发严重的燃气管网事故, ,造成人员伤亡和大量的财产损失。因此造成人员伤亡和大量的财产损失。因此无法象对锅炉、压力容器一样进行必要的检验项目后进行安全状况定级，无法象对锅炉、压力容器一样进行必要的检验项目后进行安全状况定级，并确定下一个

242、检验周期。并确定下一个检验周期。2020世纪世纪7070年代，由于二战期间兴建的油气管网已进入老龄期，各种事年代，由于二战期间兴建的油气管网已进入老龄期，各种事故频繁发生，造成巨大的经济损失和人员伤亡。美国首先开始借鉴社会经故频繁发生，造成巨大的经济损失和人员伤亡。美国首先开始借鉴社会经济和其它工业领域的风险评价技术来评价油气管线的风险性，以期最大限济和其它工业领域的风险评价技术来评价油气管线的风险性，以期最大限度的减少油气管网的事故发生率和尽可能延长重要管线和管网的使用寿命。度的减少油气管网的事故发生率和尽可能延长重要管线和管网的使用寿命。由于风险评价技术考虑了可能诱发管网故障的各种风险因素

243、制订了控制措由于风险评价技术考虑了可能诱发管网故障的各种风险因素制订了控制措施，进而合理分配有限的管网维修保养费用，变管网的盲目被动维护为有施，进而合理分配有限的管网维修保养费用，变管网的盲目被动维护为有针对性的积极防护。针对性的积极防护。经过多年来对压力容器装置（经过多年来对压力容器装置（RBIRBI）和转动设备）和转动设备(RCM)(RCM)进行的风险评进行的风险评估，目前国内如合肥通用机械研究院、锅检中心等单位已经逐步建立起各估，目前国内如合肥通用机械研究院、锅检中心等单位已经逐步建立起各种风险评价体系和各种有效无损检测方法。为长输管道和城镇埋地燃气管种风险评价体系和各种有效无损检测方法

244、。为长输管道和城镇埋地燃气管网的风险评估和安全性评价奠定了可靠的基础。网的风险评估和安全性评价奠定了可靠的基础。风险评价技术主要包括定性、半定量和定量分析三大类。风险评价技术主要包括定性、半定量和定量分析三大类。 77压力管道无损压力管道无损检测新技术检测新技术合肥通用机械研究院合肥通用机械研究院固定式压力容器标委会固定式压力容器标委会袁榕袁榕78无损检测新技术无损检测新技术-TOFD-TOFD衍射时差法超声检测衍射时差法超声检测 TOFDTOFD衍射时差法超声检测技术是利用缺陷端点的衍射波信号进行检测和测定缺陷尺寸的一种衍射时差法超声检测技术是利用缺陷端点的衍射波信号进行检测和测定缺陷尺寸的

245、一种超声检测方法，通常采用一发一收模式的双探头结构。超声检测方法，通常采用一发一收模式的双探头结构。TOFDTOFD衍射时差法超声检测技术最初是被衍射时差法超声检测技术最初是被开发用作缺陷自身高度的测定工具。开发用作缺陷自身高度的测定工具。1919世纪世纪8080年代在英国进行了大量的缺陷检测试验（年代在英国进行了大量的缺陷检测试验（DDTDDT）以）以评价核反应堆压力容器和其它主要部件安全性。以及评价核反应堆压力容器和其它主要部件安全性。以及1919世纪世纪7070年代后期开始进行的长达年代后期开始进行的长达3030年的年的国际国际PISCPISC（钢制部件检测计划）试验，（钢制部件检测计划

246、）试验，PISCPISC试验的目标在于确定试验的目标在于确定ASMEASME锅炉压力容器规范锅炉压力容器规范中中超声检测的能力和传统脉冲回波幅度检测方法的可靠性和精确性。这些试验表明，超声检测的能力和传统脉冲回波幅度检测方法的可靠性和精确性。这些试验表明，TOFDTOFD衍射时衍射时差法超声检测技术与其他不同检测方法相比较是最可靠和最精确的方法。差法超声检测技术与其他不同检测方法相比较是最可靠和最精确的方法。 由于其高的缺陷检出率和检测精度，目前作为一种独立的检测方法在整个欧洲得到越来由于其高的缺陷检出率和检测精度，目前作为一种独立的检测方法在整个欧洲得到越来越多的认可，美国则在越多的认可，美

247、国则在ASMEASME规范第规范第分篇动力锅炉部分、第分篇动力锅炉部分、第分篇压力容器常规设计部分和分分篇压力容器常规设计部分和分析设计部分均以案例析设计部分均以案例22352235的形式，对的形式，对TOFDTOFD衍射时差法超声检测技术代替射线检测的方法和验收衍射时差法超声检测技术代替射线检测的方法和验收条件作出了建议和描述。条件作出了建议和描述。 20072007年国家质量监督检测检疫总局以国质检特函（年国家质量监督检测检疫总局以国质检特函（20072007）402402号文号文关于进一步完善锅炉压力容器压力管道安全监察工作的通知关于进一步完善锅炉压力容器压力管道安全监察工作的通知规定：

248、对现场制造安装壁厚规定：对现场制造安装壁厚60mm60mm以上的压力容器，可以采用以上的压力容器，可以采用TOFDTOFD检测方法替代射线检测。检测方法替代射线检测。402402号文为国内号文为国内TOFDTOFD衍射时差法超衍射时差法超声检测技术的现场使用提供了有效的法规依据和空间。目前国内声检测技术的现场使用提供了有效的法规依据和空间。目前国内TOFDTOFD衍射时差法超声检测技术衍射时差法超声检测技术取得长足的发展，全国无损检测人员考委会在国内已组织多次取得长足的发展，全国无损检测人员考委会在国内已组织多次TOFDTOFD检测人员培训考核，目前已检测人员培训考核，目前已经有经有10010

249、0多人取得二级资格证。多人取得二级资格证。JB/T4730.3-2005JB/T4730.3-2005标准的标准的TOFDTOFD衍射时差法超声检测部分正在编制衍射时差法超声检测部分正在编制之中，合肥通用所压力容器检测站、中国特种设备检测研究院、一重、二重、江苏中特等单位都之中，合肥通用所压力容器检测站、中国特种设备检测研究院、一重、二重、江苏中特等单位都已制定已制定TOFDTOFD企业标准，并经全国锅容标委会审核通过和按照标准化法进行备案。已经在国内开展企业标准，并经全国锅容标委会审核通过和按照标准化法进行备案。已经在国内开展一系列一系列TOFDTOFD衍射时差法超声检测技术的试验研究工作，

250、进行大量的现场检测工作（包括现场安装衍射时差法超声检测技术的试验研究工作，进行大量的现场检测工作（包括现场安装制造检测和在用检测工作），并取得许多卓有成效的结果。制造检测和在用检测工作），并取得许多卓有成效的结果。 79对对TOFDTOFD衍射时差法超声检测的几点探讨衍射时差法超声检测的几点探讨 1 1、横向缺陷检测问题。非平行扫查一般作为初始和主要的扫查方式，用于缺陷的、横向缺陷检测问题。非平行扫查一般作为初始和主要的扫查方式，用于缺陷的快速探测和缺陷长度测量，可测量缺陷深度和自身高度。但非平行扫查无法确定缺陷快速探测和缺陷长度测量，可测量缺陷深度和自身高度。但非平行扫查无法确定缺陷距焊缝中

251、心线的偏移量距焊缝中心线的偏移量 。因此根据现场实际情况有时会增加偏置非平行扫查，但非。因此根据现场实际情况有时会增加偏置非平行扫查，但非平行扫查无法检出横向裂纹和横向缺陷。平行扫查作为非平行扫查的一种补充形式，平行扫查无法检出横向裂纹和横向缺陷。平行扫查作为非平行扫查的一种补充形式，可对已发现的缺陷提高定位、定性和缺陷高度测量的准确性，但平行扫查也无法检出可对已发现的缺陷提高定位、定性和缺陷高度测量的准确性，但平行扫查也无法检出横向裂纹和横向缺陷。对于横向裂纹和横向缺陷只有当扫查装置的双探头结构一前一横向裂纹和横向缺陷。对于横向裂纹和横向缺陷只有当扫查装置的双探头结构一前一后缓慢沿着焊缝（焊

252、缝余高磨平）进行扫查才能取得较好效果。后缓慢沿着焊缝（焊缝余高磨平）进行扫查才能取得较好效果。 2 2、试块人工缺陷反射体。由于规则的体积状缺陷相对来说衍射波比较不明显，、试块人工缺陷反射体。由于规则的体积状缺陷相对来说衍射波比较不明显，实际检测时对这类缺陷接收到的主要是缺陷的反射波部分。对比试块实际检测时对这类缺陷接收到的主要是缺陷的反射波部分。对比试块A A的长横孔主要的长横孔主要是模拟相应尺寸比较规则的体积状缺陷。检测前能利用对比试块是模拟相应尺寸比较规则的体积状缺陷。检测前能利用对比试块A A对规则体积状缺陷对规则体积状缺陷的实际检出能力进行一次系统的评价应该说是非常必要的；通常来说垂

253、直或与检测表的实际检出能力进行一次系统的评价应该说是非常必要的；通常来说垂直或与检测表面成一定角度的面状缺陷（人工面状缺陷宽度应尽量做得比较薄），其端点衍射波通面成一定角度的面状缺陷（人工面状缺陷宽度应尽量做得比较薄），其端点衍射波通常比较强和比较明显，检出率相应也比较高。但在进行灵敏度校核时，如能利用对比常比较强和比较明显，检出率相应也比较高。但在进行灵敏度校核时，如能利用对比试块试块B B对面状缺陷的实际检出能力进行一次系统的评价，应该说是有百利而无一害。对面状缺陷的实际检出能力进行一次系统的评价，应该说是有百利而无一害。通过对比试块通过对比试块A A和和B B的综合灵敏度校核，应该说的综

254、合灵敏度校核，应该说TOFDTOFD衍射波检测系统对工件任意部位体衍射波检测系统对工件任意部位体积状缺陷和面状缺陷的检测灵敏度完全可以满足积状缺陷和面状缺陷的检测灵敏度完全可以满足ASMECODE CASE 2235ASMECODE CASE 2235的综合要求。的综合要求。80对对TOFDTOFD衍射时差法超声检测的几点探讨衍射时差法超声检测的几点探讨 3 3、缺陷定性问题。、缺陷定性问题。ASMEASME锅炉压力容器规范锅炉压力容器规范CODE CASE 2235CODE CASE 2235没有对缺陷性质没有对缺陷性质提出要求，同时提出要求，同时TOFDTOFD检测技术也不能准确判断缺陷性

255、质，因此国内相关规范一般不明检测技术也不能准确判断缺陷性质，因此国内相关规范一般不明确提及缺陷定性的问题，但考虑到确提及缺陷定性的问题，但考虑到TOFDTOFD检测人员技术水平的差异和实际情况，通常规检测人员技术水平的差异和实际情况，通常规定定“如检测人员可判断焊接接头内部存在危害性缺陷时，应评为不合格如检测人员可判断焊接接头内部存在危害性缺陷时，应评为不合格”。 4 4、关于验收门槛值。、关于验收门槛值。ASMEASME锅炉压力容器规范锅炉压力容器规范CODE CASE 2235CODE CASE 2235给出的缺陷验给出的缺陷验收数据，实际是一组锅炉压力容器用钢在通常使用条件下安全使用的缺

256、陷长度和自身收数据，实际是一组锅炉压力容器用钢在通常使用条件下安全使用的缺陷长度和自身高度的临界参数，应该说是一组相对比较保守的断裂力学底线数据，国内的的验收规高度的临界参数，应该说是一组相对比较保守的断裂力学底线数据，国内的的验收规范实际上是在范实际上是在ASMEASME锅炉压力容器规范锅炉压力容器规范CODE CASE 2235CODE CASE 2235提出的合于使用门槛值前，提出的合于使用门槛值前，增加了一条具有充分安全裕度的质量控制门槛。增加了一条具有充分安全裕度的质量控制门槛。 对不同母材厚度焊接接头允许缺陷自身高度的规定，和对不同母材厚度焊接接头允许缺陷自身高度的规定，和ASME

257、ASME锅炉压力容器规锅炉压力容器规范范CODE CASE 2235CODE CASE 2235允许缺陷自身高度的临界数值相比，应该说具有差不多允许缺陷自身高度的临界数值相比，应该说具有差不多4 4倍的数倍的数值裕量值裕量( (对于母材厚度比较薄的焊接接头来说，数值裕量要相应小一些对于母材厚度比较薄的焊接接头来说，数值裕量要相应小一些) )，从这个意义，从这个意义上说这样的质量控制门槛值当然是保守和安全的。上说这样的质量控制门槛值当然是保守和安全的。 5 5、由于、由于TOFDTOFD衍射波检测技术本身的技术局限性（如上、下盲区等），通常规定衍射波检测技术本身的技术局限性（如上、下盲区等），通

258、常规定进行进行TOFDTOFD衍射波检测以代替射线检测的压力容器，不能取消常规超声和表面检测的检衍射波检测以代替射线检测的压力容器，不能取消常规超声和表面检测的检测内容和要求。测内容和要求。 81TOFTTOFT衍射波检测技术基本知识衍射波检测技术基本知识发射探头发射探头接收探头接收探头侧向波侧向波 上端点衍射波上端点衍射波下端点衍射波下端点衍射波内壁反射信号内壁反射信号2S向各个方向传播向各个方向传播能量低能量低取决于入射角取决于入射角82D扫扫上表面上表面内壁内壁A扫扫LWBWTOFDTOFD检测技术的基本知识检测技术的基本知识83无损检测新技术无损检测新技术- -超声相控振检测技术超声相

259、控振检测技术 超声相控振检测技术是利用电子方式控制相控阵探头合成的声束来实现超声相控振检测技术是利用电子方式控制相控阵探头合成的声束来实现超声波发射、接收的检测方法。通常使用不同形状的多阵元换能器来产生和超声波发射、接收的检测方法。通常使用不同形状的多阵元换能器来产生和接收超声波波束，通过控制换能器阵列中各阵元发射接收超声波波束，通过控制换能器阵列中各阵元发射( (或接收或接收) )脉冲的时间延脉冲的时间延迟，改变声波到达迟，改变声波到达( (或来自或来自) )物体内某点时的相位关系，实现聚焦点和声束方物体内某点时的相位关系，实现聚焦点和声束方向的变化，然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来

260、实现图像成像。与向的变化，然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来实现图像成像。与传统超声检测相比，由于声束角度可控和可动态聚焦，超声相控阵技术具有传统超声检测相比，由于声束角度可控和可动态聚焦，超声相控阵技术具有可检测复杂结构件和盲区位置缺陷和较高的检测频率等特点，可实现高速、可检测复杂结构件和盲区位置缺陷和较高的检测频率等特点，可实现高速、全方位和多角度检测对于一些规则的被检测对象，如管形焊缝、和管材全方位和多角度检测对于一些规则的被检测对象，如管形焊缝、和管材等，超声相控阵技术可提高检测效率、简化设计、降低技术成本。等，超声相控阵技术可提高检测效率、简化设计、降低技术成本。 超声相控阵技

261、术的应用始于上世纪超声相控阵技术的应用始于上世纪6060年代，是借鉴相控阵雷达技术的原年代，是借鉴相控阵雷达技术的原理发展起来的。超声相控阵技术目前已逐步应用于石油天然气管道环焊缝的理发展起来的。超声相控阵技术目前已逐步应用于石油天然气管道环焊缝的检测等。如检测等。如R/DTECHSIEMENSR/DTECHSIEMENS、M2MM2M、IMA2SONICIMA2SONIC和和HARFANGHARFANG等公司已研制和生等公司已研制和生产超声相控阵检测系统，国内在这方面也取得长足进步。目前美国在产超声相控阵检测系统，国内在这方面也取得长足进步。目前美国在ASMEASME规规范第范第分篇动力锅炉

262、部分、第分篇动力锅炉部分、第分篇压力容器常规设计部分和分析设计部分分篇压力容器常规设计部分和分析设计部分以案例以案例22352235的形式，对超声相控阵技术代替射线检测的方法和验收条件作出的形式，对超声相控阵技术代替射线检测的方法和验收条件作出了建议和描述。了建议和描述。84无损检测新技术无损检测新技术- -超声导波检测技术超声导波检测技术 超声导波检测技术超声导波检测技术(Ultrasonic Guided wave)(Ultrasonic Guided wave)与传统检测方法相比具有突出的优与传统检测方法相比具有突出的优点。对于导波技术的研究最早见于点。对于导波技术的研究最早见于2020

263、世纪初对平板中兰姆波的研究，而对压力管道缺世纪初对平板中兰姆波的研究，而对压力管道缺陷导波技术应用研究始于上世纪陷导波技术应用研究始于上世纪9090年代。超声导波的频率范围为年代。超声导波的频率范围为5 560 kHz60 kHz，传播速，传播速度为度为3260 M3260 Ms s，其检测是采用机械或气体施加到探头背面使探头与管道表面接触，其检测是采用机械或气体施加到探头背面使探头与管道表面接触，达到超声波良好耦合的。管道环向的超声波探头均匀的间隔排列，使得声波以管道轴达到超声波良好耦合的。管道环向的超声波探头均匀的间隔排列，使得声波以管道轴芯为对称传播。因为环向声波沿着管道传播，整个管壁被

264、声波的运动激励，声场遍及芯为对称传播。因为环向声波沿着管道传播，整个管壁被声波的运动激励，声场遍及整个壁厚，因此整个壁厚都可以被检测到，这就意味着既可以检测管道的内部缺陷也整个壁厚，因此整个壁厚都可以被检测到，这就意味着既可以检测管道的内部缺陷也可以检测管道的表面缺陷。此外超声导波与传统超声波检测的最大区别为，超声导波可以检测管道的表面缺陷。此外超声导波与传统超声波检测的最大区别为，超声导波可在一个测试点对一条长输管道材质进行可在一个测试点对一条长输管道材质进行100 100 检测，而传统超声波只能对一个测试点检测，而传统超声波只能对一个测试点进行检测。因此研究超声导波在管道中的激励、接收、应

265、用与缺陷定位等问题。将对进行检测。因此研究超声导波在管道中的激励、接收、应用与缺陷定位等问题。将对导波技术在工程中成熟应用具有重要意义。导波技术在工程中成熟应用具有重要意义。 (1) (1) 超声导波技术作为无损检测领域内的新兴技术有着其显著的特点和优势，主超声导波技术作为无损检测领域内的新兴技术有着其显著的特点和优势，主要表现为检测距离长、操作简单、灵敏度高等。要表现为检测距离长、操作简单、灵敏度高等。 (2) (2) 应用目前的超声导波技术和检测装置进行在役管道的腐蚀检测和对新建管道应用目前的超声导波技术和检测装置进行在役管道的腐蚀检测和对新建管道进行基线检测都较适合。进行基线检测都较适合

266、。 (3) (3) 应用目前的超声导波技术和检测装置对埋地、穿越、架空管道进行腐蚀检测应用目前的超声导波技术和检测装置对埋地、穿越、架空管道进行腐蚀检测优势非常明显。优势非常明显。 (4) (4) 我国石油化工、天然气输送及电力建设等行业所涉及的各种工业管道、压力我国石油化工、天然气输送及电力建设等行业所涉及的各种工业管道、压力管道经常年使用后所产生的表面腐蚀和壁厚减薄状态，也急需采用超声导波检测之类管道经常年使用后所产生的表面腐蚀和壁厚减薄状态，也急需采用超声导波检测之类的高新技术进行快速高效评价，以确保设备安全使用。的高新技术进行快速高效评价，以确保设备安全使用。85无损检测新技术无损检测

267、新技术- - 声发射检测技术声发射检测技术 声发射检测技术是一种与声发射检测技术是一种与X X射线、超声波等常规检测方法不同的、特殊射线、超声波等常规检测方法不同的、特殊无损检测方法。声发射技术是一种动态无损检测方法，它通过探测受力时材无损检测方法。声发射技术是一种动态无损检测方法，它通过探测受力时材料内部发出的应力波判断承压设备内部损伤程度。声发射检测技术主要用于料内部发出的应力波判断承压设备内部损伤程度。声发射检测技术主要用于在用承压设备装个系统安全性评价。其主要特点如下：在用承压设备装个系统安全性评价。其主要特点如下： 能够检测出活动性缺陷，即承压设备焊缝与母材的裂纹扩展以及断能够检测出

268、活动性缺陷，即承压设备焊缝与母材的裂纹扩展以及断裂。从而为在用压力管道安全性评价提供依据。裂。从而为在用压力管道安全性评价提供依据。 可进行远距离操作，监控承压设备的运行状态和缺陷扩展情况。可进行远距离操作，监控承压设备的运行状态和缺陷扩展情况。 根据接收到声发射检测信号的强弱，划分声发射源综合等级，但通根据接收到声发射检测信号的强弱，划分声发射源综合等级，但通常这些等级并不反映设备的好坏和缺陷的严重度，因此不能作为压力管道制常这些等级并不反映设备的好坏和缺陷的严重度，因此不能作为压力管道制造安装质量的控制手段和验收依据，也不能根据检测分级直接判定在用压力造安装质量的控制手段和验收依据，也不能

269、根据检测分级直接判定在用压力管道的安全状况等级和检测周期。管道的安全状况等级和检测周期。 声发射仪器设备价格比较高，检测试验过程中干扰因素较多。声发射仪器设备价格比较高，检测试验过程中干扰因素较多。目前国内采用的声发射检测标准为目前国内采用的声发射检测标准为GB/T18182-2000GB/T18182-2000金属压力容器声发射检金属压力容器声发射检测及结果评价方法测及结果评价方法。86无损检测新技术无损检测新技术- -远场涡流检测技术远场涡流检测技术 远场涡流技术最早发表于远场涡流技术最早发表于19511951年美国年美国w.R.Macleanw.R.Maclean的一篇专利报告中，的一篇

270、专利报告中，2020世纪世纪5050年代末年代末6060年年代初，壳牌公司代初，壳牌公司T TR RSchmidtSchmidt教授研制成功了应用于油井套管检测的远场涡流仪。教授研制成功了应用于油井套管检测的远场涡流仪。8O8O年代，有年代，有限元法和计算机数值分析技术的应用进一步推动了远场涡流机理的研究，并应用能量扩散流的概限元法和计算机数值分析技术的应用进一步推动了远场涡流机理的研究，并应用能量扩散流的概念阐明了远场涡流现象的机理念阐明了远场涡流现象的机理 。2020世纪世纪8080年代以后，国内外一些研究机构着手进行远场涡流检年代以后，国内外一些研究机构着手进行远场涡流检测系统的研制，测

271、系统的研制，K KTomita and KTomita and KYasuiYasui等人还撰文介绍了其应用系统。等人还撰文介绍了其应用系统。 近年来，远场涡流技术的应用得到全面深入的研究，许多研究机构正在进行远场涡流检测近年来，远场涡流技术的应用得到全面深入的研究，许多研究机构正在进行远场涡流检测系统的研制工作。远场涡流技术是一种新颖的管道电磁检测技术，能以同样的检测灵敏度检测管系统的研制工作。远场涡流技术是一种新颖的管道电磁检测技术，能以同样的检测灵敏度检测管壁内、外表面的凹坑、裂纹以及壁厚减薄，而不受趋肤深度的限制效应影响。若用检测线圈感应壁内、外表面的凹坑、裂纹以及壁厚减薄，而不受趋肤

272、深度的限制效应影响。若用检测线圈感应电压与激励电流相位差作为检测参数，则管壁厚度与相位差近似成线性关系，而且受提离效应的电压与激励电流相位差作为检测参数，则管壁厚度与相位差近似成线性关系，而且受提离效应的影响很小，与检测铁磁性管的不完全磁饱和涡流法和漏磁法相比，远场涡流检测技术可以提供最影响很小，与检测铁磁性管的不完全磁饱和涡流法和漏磁法相比，远场涡流检测技术可以提供最佳的缺陷尺寸。如石化装置中大量采用的空冷器，由于其管束直径一般只有佳的缺陷尺寸。如石化装置中大量采用的空冷器，由于其管束直径一般只有25mm25mm左右，且带有左右，且带有翅片，采用通常的无损检测方法检测难度很大。可以采用远场涡

273、流检测技术对空冷器的带翅管进翅片，采用通常的无损检测方法检测难度很大。可以采用远场涡流检测技术对空冷器的带翅管进行检测。行检测。 远场涡流检测技术能够了解管道的实际运行状况，计算腐蚀速率，评估管子的使用寿命，远场涡流检测技术能够了解管道的实际运行状况，计算腐蚀速率，评估管子的使用寿命，及时采取措施，保证管道的良好运行。尽管该技术还存在许多缺点，如缺陷的检出率差、对缺陷及时采取措施，保证管道的良好运行。尽管该技术还存在许多缺点，如缺陷的检出率差、对缺陷信号的判断需要定的实际经验、对缺陷类型判断不准、误差大、有杂波干扰等。信号的判断需要定的实际经验、对缺陷类型判断不准、误差大、有杂波干扰等。JB/

274、T4730JB/T4730标准标准试图通过对在用碳钢和低合金钢管束各类缺陷的模拟，来调节检测灵敏度，以检出类似缺陷，满试图通过对在用碳钢和低合金钢管束各类缺陷的模拟，来调节检测灵敏度，以检出类似缺陷，满足承压设备安全长周期运行，但是根据目前的技术条件，要想真正解决问题，似乎还有相当长的足承压设备安全长周期运行，但是根据目前的技术条件，要想真正解决问题，似乎还有相当长的路程要走。但总体而言，远场涡流检测技术路程要走。但总体而言，远场涡流检测技术(Remote field eddy current(Remote field eddy current，RFEC)RFEC)是一种很有发是一种很有发展前

275、途的技术，随着其技术的发展和完善，将会在管道检测中得到更为广泛的运用。并取得许多展前途的技术，随着其技术的发展和完善，将会在管道检测中得到更为广泛的运用。并取得许多卓有成效的结果。卓有成效的结果。 87无损检测新技术无损检测新技术- -漏磁检测方法漏磁检测方法 漏磁检测方法的基本原理是：通过外加强大的磁场对铁磁漏磁检测方法的基本原理是：通过外加强大的磁场对铁磁性材料进行磁化到饱和，当被磁化的铁磁材料存在缺陷时，即在性材料进行磁化到饱和，当被磁化的铁磁材料存在缺陷时，即在材料表面形成漏磁场，检测线圈或霍尔元件检测到漏磁场并将其材料表面形成漏磁场，检测线圈或霍尔元件检测到漏磁场并将其转化为电流或电

276、压的大小，依此反映缺陷的大小和位置。漏磁检转化为电流或电压的大小，依此反映缺陷的大小和位置。漏磁检测法具有速度快、灵敏度高、穿透能力强、不受油水影响、耐高测法具有速度快、灵敏度高、穿透能力强、不受油水影响、耐高温等特点，可以同时检测油气管的内外缺陷。温等特点，可以同时检测油气管的内外缺陷。 国外国外2O世纪世纪7O年代中期开始研制油管在线漏磁检测设备，年代中期开始研制油管在线漏磁检测设备，随后推出多种在线油管漏磁检测设备，生产大型漏磁检测设备比随后推出多种在线油管漏磁检测设备，生产大型漏磁检测设备比较有名的厂家是美国较有名的厂家是美国TUBOSCOPE公司。其设备主要有公司。其设备主要有Ama

277、log漏磁纵向探伤系统及漏磁纵向探伤系统及Sonoscope漏磁横向探伤系统。漏磁横向探伤系统。88无损检测新技术无损检测新技术- -红外热成象技术红外热成象技术 热像图是运用红外热像仪探测物体各部分由表面温度形成的辐射红外能量的分布热像图是运用红外热像仪探测物体各部分由表面温度形成的辐射红外能量的分布图像。是一种直观地显示材料、结构物完整连续性及其结合上存在不连续缺陷的检测图像。是一种直观地显示材料、结构物完整连续性及其结合上存在不连续缺陷的检测技术，它是非接触的无损检测技术，即连续对被测物作上下、左右非接触的连续扫技术，它是非接触的无损检测技术，即连续对被测物作上下、左右非接触的连续扫描。

278、红外成像检测技术的特点：红外线的探测器焦距在理论上为描。红外成像检测技术的特点：红外线的探测器焦距在理论上为20 mill20 mill ，因而适，因而适用于非接触性、广域、视域面积大的无损检测。只要被测物的温度在绝对温度零用于非接触性、广域、视域面积大的无损检测。只要被测物的温度在绝对温度零( (一一273)273)以上，探测器就能响应。红外成像不仅能在白天进行拍摄，而且在黑夜中也可以上，探测器就能响应。红外成像不仅能在白天进行拍摄，而且在黑夜中也可以正常进行探测。红外成像检测技术主要用于检测压力管道的内衬情况、外保温层情以正常进行探测。红外成像检测技术主要用于检测压力管道的内衬情况、外保温

279、层情况和性能评价。况和性能评价。 (1) (1) 试验结果证明，红外热成像检测技术是高温压力管道内部腐蚀和冲蚀缺陷试验结果证明，红外热成像检测技术是高温压力管道内部腐蚀和冲蚀缺陷的可靠方法，该方法检测出的最小缺陷尺寸远小于管道安全运行所允许缺陷的尺寸，的可靠方法，该方法检测出的最小缺陷尺寸远小于管道安全运行所允许缺陷的尺寸，满足管道的检测要求。满足管道的检测要求。 (2) (2) 材料导热率是影响检测灵敏度的关键因素，导热率越低，检测灵敏度越材料导热率是影响检测灵敏度的关键因素，导热率越低，检测灵敏度越高，缺陷显现时间越长。高，缺陷显现时间越长。 (3) (3) 缺陷的几何尺寸是影响红外热成像

280、检测灵敏度的关键因素，缺陷面积越缺陷的几何尺寸是影响红外热成像检测灵敏度的关键因素，缺陷面积越大，可检出的壁厚减薄量的灵敏度越高；面积越小，灵敏度越低。大，可检出的壁厚减薄量的灵敏度越高；面积越小，灵敏度越低。 (4) (4) 材料的厚度也是影响灵敏度的关键因素，材料越厚，缺陷检测灵敏度越材料的厚度也是影响灵敏度的关键因素，材料越厚，缺陷检测灵敏度越低，但缺陷的可观测时间越长。低，但缺陷的可观测时间越长。 (5) (5) 温度激励方式是影响检测灵敏度的关键因素，内部加热法的缺陷检测灵敏温度激励方式是影响检测灵敏度的关键因素，内部加热法的缺陷检测灵敏度高于外部冷却法，制冷气体冷却的灵敏度高于冰冷

281、却的灵敏度。度高于外部冷却法，制冷气体冷却的灵敏度高于冰冷却的灵敏度。89无损检测新技术无损检测新技术- -管道猪检测技术管道猪检测技术 磁通管道检测系统磁通管道检测系统(Magnetic Flux Pigs)(Magnetic Flux Pigs)该系统主该系统主要利用泄露磁通传感器对管壁施加比较强的磁场，利用要利用泄露磁通传感器对管壁施加比较强的磁场，利用局部金属损耗引起的磁场扰动所形成的漏磁场检测钢管局部金属损耗引起的磁场扰动所形成的漏磁场检测钢管的金属损耗。随着信号技术的发展，目前磁通管道检测的金属损耗。随着信号技术的发展，目前磁通管道检测系统的轴向检测距离可达系统的轴向检测距离可达1

282、50KM150KM，运行距离达，运行距离达300KM300KM，检，检测壁厚可达测壁厚可达30mm30mm。 超声管道检测系统超声管道检测系统(Ultrasonic Pigs)(Ultrasonic Pigs)主要利用超主要利用超声技术将短脉冲之间的渡越时间转换为管道的壁厚，适声技术将短脉冲之间的渡越时间转换为管道的壁厚，适用中等壁厚和厚壁管道的检测。目前可以用用中等壁厚和厚壁管道的检测。目前可以用1212只探头测只探头测量输送管道的椭园度和壁厚，检测距离达量输送管道的椭园度和壁厚，检测距离达10KM10KM。90无损检测新技术的应用原则无损检测新技术的应用原则 目前国内有相当一些新的无损检测

283、技术和无损检测设备正在目前国内有相当一些新的无损检测技术和无损检测设备正在试验研究或试运行中，包括导波检测技术、泄漏声相关检测技试验研究或试运行中，包括导波检测技术、泄漏声相关检测技术、康普顿散射成象技术、相共振检测技术、红外成像检测技术、康普顿散射成象技术、相共振检测技术、红外成像检测技术、高温超声检测技术、新的电磁检测技术、声发射检测技术、高温超声检测技术、新的电磁检测技术、声发射检测技术、氢通量检测技术、能谱检测技术、光谱检测技术、研究缺术、氢通量检测技术、能谱检测技术、光谱检测技术、研究缺陷信号特征的仿真技术等，这些新的无损检测技术对于在用承陷信号特征的仿真技术等，这些新的无损检测技术

284、对于在用承压设备检测来说可以提供一些新的状态和工艺参数（包括进行压设备检测来说可以提供一些新的状态和工艺参数（包括进行风险排序等），供检测人员参考以便更好地确定安全状况等级风险排序等），供检测人员参考以便更好地确定安全状况等级和检测周期，因此其应用应该不受任何限制。但这些检测技术和检测周期，因此其应用应该不受任何限制。但这些检测技术往往没有成熟统一的检测方法、没有验收标准、对缺陷检出率往往没有成熟统一的检测方法、没有验收标准、对缺陷检出率和检测精度没有或很少做工作、因此当以这些检测技术的检测和检测精度没有或很少做工作、因此当以这些检测技术的检测结果为主要参数或完全脱离常规无损检测单独判定压力容

285、器的结果为主要参数或完全脱离常规无损检测单独判定压力容器的安全状况等级和检测周期时，检测人员（通常指压力容器检测安全状况等级和检测周期时，检测人员（通常指压力容器检测师）应弄清楚检测结果和检测数据的具体含义和局限性，做到师）应弄清楚检测结果和检测数据的具体含义和局限性，做到心里有数，以免在确定压力容器安全状况等级和检测周期时，心里有数，以免在确定压力容器安全状况等级和检测周期时，造成不应有的误差和灾难性事故。造成不应有的误差和灾难性事故。91氨制冷压力管道（冷库）全面检验氨制冷压力管道（冷库）全面检验一、一、冷库是我国食品行业的重要支柱产品。通常冷库使用温度在冷库是我国食品行业的重要支柱产品。

286、通常冷库使用温度在冷库是我国食品行业的重要支柱产品。通常冷库使用温度在冷库是我国食品行业的重要支柱产品。通常冷库使用温度在-45-120-45-120-45-120-45-120左左左左右，制冷压力管道管径在右，制冷压力管道管径在右，制冷压力管道管径在右，制冷压力管道管径在325mm325mm325mm325mm以下，壁厚在以下，壁厚在以下，壁厚在以下，壁厚在5 5 5 57mm7mm7mm7mm，设计符合，设计符合，设计符合，设计符合GB50316GB50316GB50316GB50316工业金属管工业金属管工业金属管工业金属管道设计规范道设计规范道设计规范道设计规范标准的要求。由于氨制冷压

287、力管道处于低温低应力工况，一般按常温管标准的要求。由于氨制冷压力管道处于低温低应力工况，一般按常温管标准的要求。由于氨制冷压力管道处于低温低应力工况，一般按常温管标准的要求。由于氨制冷压力管道处于低温低应力工况，一般按常温管道进行设计。其系统原理如图所示。由压缩机产生的道进行设计。其系统原理如图所示。由压缩机产生的道进行设计。其系统原理如图所示。由压缩机产生的道进行设计。其系统原理如图所示。由压缩机产生的100100100100150150150150左右的氨蒸气通过左右的氨蒸气通过左右的氨蒸气通过左右的氨蒸气通过冷凝器的换热作用，使氨气温度降低到冷凝器的换热作用，使氨气温度降低到冷凝器的换热

288、作用，使氨气温度降低到冷凝器的换热作用，使氨气温度降低到40404040左右，然后通过节流阀的作用变成左右，然后通过节流阀的作用变成左右，然后通过节流阀的作用变成左右，然后通过节流阀的作用变成-45-45-45-45液态氨，再通过蒸发器的作用变为液态氨，再通过蒸发器的作用变为液态氨，再通过蒸发器的作用变为液态氨，再通过蒸发器的作用变为-40-40-40-40左右的气态氨，最后经过压缩机形成冷库管左右的气态氨，最后经过压缩机形成冷库管左右的气态氨，最后经过压缩机形成冷库管左右的气态氨，最后经过压缩机形成冷库管线回路。其中压缩机经冷凝器至节流阀的红色管线主要是常温管线起辅助作用；节流线回路。其中压

289、缩机经冷凝器至节流阀的红色管线主要是常温管线起辅助作用；节流线回路。其中压缩机经冷凝器至节流阀的红色管线主要是常温管线起辅助作用；节流线回路。其中压缩机经冷凝器至节流阀的红色管线主要是常温管线起辅助作用；节流阀至蒸发器的蓝色管线是冷库的主要食品冷藏工作部位，是人员最为集中的区域，也阀至蒸发器的蓝色管线是冷库的主要食品冷藏工作部位，是人员最为集中的区域，也阀至蒸发器的蓝色管线是冷库的主要食品冷藏工作部位，是人员最为集中的区域，也阀至蒸发器的蓝色管线是冷库的主要食品冷藏工作部位，是人员最为集中的区域，也是事故多发部位；蒸发器至压缩机的蓝色管线起到管线的调节作用。由分离器至节流是事故多发部位；蒸发器

290、至压缩机的蓝色管线起到管线的调节作用。由分离器至节流是事故多发部位；蒸发器至压缩机的蓝色管线起到管线的调节作用。由分离器至节流是事故多发部位；蒸发器至压缩机的蓝色管线起到管线的调节作用。由分离器至节流阀后液态氨的黄色管线主要起除霜的作用，保证冷库低温制冷压力管道的正常运行。阀后液态氨的黄色管线主要起除霜的作用，保证冷库低温制冷压力管道的正常运行。阀后液态氨的黄色管线主要起除霜的作用，保证冷库低温制冷压力管道的正常运行。阀后液态氨的黄色管线主要起除霜的作用，保证冷库低温制冷压力管道的正常运行。92氨制冷压力管道（冷库）全面检验氨制冷压力管道（冷库）全面检验二、由于氨制冷压力管道（冷库）本身的特点

291、，因此存在许多隐患和潜在危险：二、由于氨制冷压力管道（冷库）本身的特点，因此存在许多隐患和潜在危险： 、结构复杂，施焊条件恶劣，焊接质量差；、结构复杂，施焊条件恶劣，焊接质量差； 、由节流阀经蒸发器至压缩机进口的低温管道部位需要定期、由节流阀经蒸发器至压缩机进口的低温管道部位需要定期( (一天两次，每次一天两次，每次一个半小时一个半小时) )用热氨蒸汽冲刷以清除氨阻塞，该部位温差变化范围达到用热氨蒸汽冲刷以清除氨阻塞，该部位温差变化范围达到8080100100左左右，存在明显的温差交变载荷。同时由于管内压力升高，而管壁温度仍比较低（右，存在明显的温差交变载荷。同时由于管内压力升高，而管壁温度仍

292、比较低（- -2020以下），此时低温低应力工况已不存在，有可能造成材料脆断。同时该部位冷库以下），此时低温低应力工况已不存在，有可能造成材料脆断。同时该部位冷库工作人员最集中，一旦出事伤亡最为惨重。工作人员最集中，一旦出事伤亡最为惨重。 、氨制冷压力管道（冷库）基本不进行热处理，残余应力水平比较高，在常温、氨制冷压力管道（冷库）基本不进行热处理，残余应力水平比较高，在常温工作段（热氨蒸汽冲刷和停工期间），有可能导致无水液氨应力腐蚀开裂。工作段（热氨蒸汽冲刷和停工期间），有可能导致无水液氨应力腐蚀开裂。三、检验方案三、检验方案 1 1、氨制冷压力管道（冷库）的调研表明管件焊接缺陷占、氨制冷压力

293、管道（冷库）的调研表明管件焊接缺陷占80%80%以上。焊接缺陷主要以上。焊接缺陷主要是指在管道安装焊接过程中产生的缺陷，一般有焊缝几何成形偏差过大、焊缝的表面是指在管道安装焊接过程中产生的缺陷，一般有焊缝几何成形偏差过大、焊缝的表面缺陷、埋藏缺陷等。可按缺陷、埋藏缺陷等。可按在用工业管道定期检验规程在用工业管道定期检验规程的要求采用超声检测对管道的要求采用超声检测对管道焊缝内部原始缺陷进行定性定量检测，并进行安全状况等级评定。焊缝内部原始缺陷进行定性定量检测，并进行安全状况等级评定。 2 2、管道与组成件材质不明（采用硬度测定结合定性光谱分析）：氨制冷压力管、管道与组成件材质不明（采用硬度测定

294、结合定性光谱分析）：氨制冷压力管道一般采用道一般采用10#10#、20#20#钢，在钢，在-35-35低温情况下也有采用低温情况下也有采用16MnR16MnR材料的。但在实际制造安材料的。但在实际制造安装过程中，也确有混进某些高强钢从而导致出现爆管事故的情况。对此应根据装过程中，也确有混进某些高强钢从而导致出现爆管事故的情况。对此应根据GB50316GB50316对材质的有关要求，可采用硬度计测定管道硬度，由对材质的有关要求，可采用硬度计测定管道硬度，由HBHB值换算值换算bb值，近似判值，近似判断管道强度级别，然后根据光谱分析大致确定管道材质（碳钢或奥氏体不锈钢），如断管道强度级别，然后根据

295、光谱分析大致确定管道材质（碳钢或奥氏体不锈钢），如果满足使用要求，可定为果满足使用要求，可定为2 2级或级或3 3级；否则应予以报废。级；否则应予以报废。93氨制冷压力管道（冷库）全面检验氨制冷压力管道（冷库）全面检验 3 3、接地电阻、支吊架和焊接结构等达不到要求：由于氨的特性为乙类可燃，同时相当一部、接地电阻、支吊架和焊接结构等达不到要求：由于氨的特性为乙类可燃，同时相当一部分冷库分布在沿海等台风多发地区，闪电和静电的危害相当大，因此建议对接地电阻和管道法兰分冷库分布在沿海等台风多发地区，闪电和静电的危害相当大，因此建议对接地电阻和管道法兰间电阻不合格者应予以强制性整改。至于支吊架和焊接结

296、构等不合格的氨制冷压力管道，由于其间电阻不合格者应予以强制性整改。至于支吊架和焊接结构等不合格的氨制冷压力管道，由于其低温段存在明显的温差交变载荷和振动，应根据低温段存在明显的温差交变载荷和振动，应根据管检规管检规进行安全评定，经评定确认不影响安进行安全评定，经评定确认不影响安全使用的，可定为全使用的，可定为2 2级，反之则可定为定为级，反之则可定为定为3 3级或级或4 4级。级。 4 4、对于检验周期。、对于检验周期。、20002000年以前投产的冷库，氨制冷压力管道的检验周期建议一般定为年以前投产的冷库，氨制冷压力管道的检验周期建议一般定为2 2年，对于问题比较多的，确认不能保证安全的，该

297、报废的就应予以报废。年，对于问题比较多的，确认不能保证安全的，该报废的就应予以报废。、20002000年以后投产年以后投产的冷库，氨制冷压力管道的检验周期建议一般可以按的冷库，氨制冷压力管道的检验周期建议一般可以按管检规管检规规定的规定的3 36 6年确定。年确定。、对于、对于质量保证体系比较健全和产品质量比较规范的大中型企业，全面检验中也没有发现什么问题的氨质量保证体系比较健全和产品质量比较规范的大中型企业，全面检验中也没有发现什么问题的氨制冷压力管道检验周期也可以按制冷压力管道检验周期也可以按3 36 6年确定。年确定。 5 5、压力试验：同意浙江省质监局特种设备安全监察处和台州市特种设备

298、监督检验中心提出、压力试验：同意浙江省质监局特种设备安全监察处和台州市特种设备监督检验中心提出的利用氨本身作介质进行泄漏性试验（试验压力采用设计压力）代替压力试验的建议。的利用氨本身作介质进行泄漏性试验（试验压力采用设计压力）代替压力试验的建议。 6 6、风险评估：对于、风险评估：对于20002000年以前投产的一些问题比较复杂、更换费用昂贵及生产周期无法保年以前投产的一些问题比较复杂、更换费用昂贵及生产周期无法保证的大型冷库氨制冷压力管道，建议对其进行整套装置系统的风险评估和寿命预测。证的大型冷库氨制冷压力管道，建议对其进行整套装置系统的风险评估和寿命预测。 7 7、无损检测比例：氨制冷压力

299、管道一般应该划为、无损检测比例：氨制冷压力管道一般应该划为GC2GC2管线，管线，管检规管检规规定的射线或超声规定的射线或超声检测的检测比例是检测的检测比例是10%10%，考虑到在用氨制冷压力管线的实际情况，应该说，考虑到在用氨制冷压力管线的实际情况，应该说管检规管检规要求基本上要求基本上是合理的。如果对在用制冷管线采用射线检测，工期和成本确实很难接受，但如果对制冷管线采是合理的。如果对在用制冷管线采用射线检测，工期和成本确实很难接受，但如果对制冷管线采用超声检测的话，这样的检测比例应该说通常都是可以接受的。用超声检测的话，这样的检测比例应该说通常都是可以接受的。管检规管检规对表面检测的检测比

300、对表面检测的检测比例没有强制性规定，从安全的角度考虑建议还是应该针对典型部位进行一定数量的抽检（低温管例没有强制性规定，从安全的角度考虑建议还是应该针对典型部位进行一定数量的抽检（低温管线可以在热氨蒸汽冲刷除霜的过程中进行）。线可以在热氨蒸汽冲刷除霜的过程中进行）。 8 8、加强安全监察和监督管理：建议国家质量安全技术监察管理部门应加强对工业管道设、加强安全监察和监督管理：建议国家质量安全技术监察管理部门应加强对工业管道设计、制造、安装、使用、检验等各个环节的管理与监察，制定和完善有关法规与标准。计、制造、安装、使用、检验等各个环节的管理与监察，制定和完善有关法规与标准。94结束语结束语承压设

301、备安全技术是一项多学科、前沿化、高科技的综合承压设备安全技术是一项多学科、前沿化、高科技的综合承压设备安全技术是一项多学科、前沿化、高科技的综合承压设备安全技术是一项多学科、前沿化、高科技的综合性系统工程，在保证石油、化工、国防、冶金生产的安全运行、性系统工程，在保证石油、化工、国防、冶金生产的安全运行、性系统工程，在保证石油、化工、国防、冶金生产的安全运行、性系统工程，在保证石油、化工、国防、冶金生产的安全运行、节约能源、提高经济效益、保护环境方面起着极其重要的作用。节约能源、提高经济效益、保护环境方面起着极其重要的作用。节约能源、提高经济效益、保护环境方面起着极其重要的作用。节约能源、提高

302、经济效益、保护环境方面起着极其重要的作用。随着科学技术和工业的高速发展，各种承压设备日趋大型化，工随着科学技术和工业的高速发展，各种承压设备日趋大型化，工随着科学技术和工业的高速发展，各种承压设备日趋大型化，工随着科学技术和工业的高速发展，各种承压设备日趋大型化，工作条件更加恶劣，一旦发生事故，后果不堪设想。作条件更加恶劣，一旦发生事故，后果不堪设想。作条件更加恶劣，一旦发生事故，后果不堪设想。作条件更加恶劣，一旦发生事故，后果不堪设想。 我国在压力管道无损检测和安全评估方面已经取得了突破性我国在压力管道无损检测和安全评估方面已经取得了突破性我国在压力管道无损检测和安全评估方面已经取得了突破性

303、我国在压力管道无损检测和安全评估方面已经取得了突破性进展，但也存在不少问题。随着我国正式加入进展，但也存在不少问题。随着我国正式加入进展，但也存在不少问题。随着我国正式加入进展，但也存在不少问题。随着我国正式加入WTOWTOWTOWTO，压力管道工，压力管道工，压力管道工，压力管道工业正面临有史以来最严峻的新挑战和机遇，所有这些压力都将影业正面临有史以来最严峻的新挑战和机遇，所有这些压力都将影业正面临有史以来最严峻的新挑战和机遇，所有这些压力都将影业正面临有史以来最严峻的新挑战和机遇，所有这些压力都将影响压力管道未来的发展前途。为迎接新挑战，中国的压力管道事响压力管道未来的发展前途。为迎接新挑战，中国的压力管道事响压力管道未来的发展前途。为迎接新挑战，中国的压力管道事响压力管道未来的发展前途。为迎接新挑战，中国的压力管道事业不仅要继续以创新精神来提高其运行安全性，而且要以技术进业不仅要继续以创新精神来提高其运行安全性，而且要以技术进业不仅要继续以创新精神来提高其运行安全性，而且要以技术进业不仅要继续以创新精神来提高其运行安全性，而且要以技术进步来作为继续发展的动力。步来作为继续发展的动力。步来作为继续发展的动力。步来作为继续发展的动力。 95谢谢大家谢谢大家