在不損壞不(bu)銹鋼焊管產品表面形狀和保持焊接產品完整性的前提下,檢測焊接接頭外觀和內部缺陷的方法稱為焊縫非破壞性檢驗。其檢查方法有下列幾種:
一、焊(han)件外觀檢(jian)查
它包括不(bu)銹鋼焊(han)(han)管的(de)(de)外形尺寸和(he)焊(han)(han)接接頭(tou)質(zhi)量的(de)(de)檢(jian)查(cha)。不(bu)銹鋼焊(han)(han)管外形尺寸檢(jian)查(cha)要(yao)借助于量具、樣板測量焊(han)(han)件焊(han)(han)后的(de)(de)真(zhen)實尺寸。若超(chao)過設計圖樣規定(ding)的(de)(de)要(yao)求,要(yao)進(jin)行(xing)矯(jiao)正、整(zheng)形。焊(han)(han)接接頭(tou)外觀(guan)檢(jian)查(cha),不(bu)允(yun)許焊(han)(han)縫存(cun)在裂紋、未焊(han)(han)透和(he)焊(han)(han)瘤等缺陷;其(qi)他焊(han)(han)接缺陷如(ru)咬邊(bian)、表面氣孔、焊(han)(han)縫成形要(yao)控制(zhi)在允(yun)許范圍內(nei)。對(dui)于不(bu)允(yun)許存(cun)在的(de)(de)和(he)超(chao)標的(de)(de)焊(han)(han)接缺陷,一定(ding)要(yao)按(an)有關(guan)工藝文件進(jin)行(xing)修補。
二、焊(han)縫的無損檢測(ce)
1. 滲透檢測(PT)
此方法(fa)(fa)分熒(ying)光(guang)檢(jian)測和著(zhu)色(se)(se)檢(jian)測兩(liang)種。分別利用帶(dai)有熒(ying)光(guang)染料(熒(ying)光(guang)法(fa)(fa))或紅色(se)(se)染料(著(zhu)色(se)(se)法(fa)(fa))滲透(tou)劑的(de)滲透(tou)作用,來(lai)顯示焊接接頭表面(mian)微小(xiao)缺陷的(de)無損檢(jian)測法(fa)(fa)。焊接構件表面(mian)檢(jian)查常用著(zhu)色(se)(se)檢(jian)測,檢(jian)測時要求被測表面(mian)平整光(guang)潔。焊縫(feng)滲透(tou)評定標準(zhun)見《焊縫(feng)滲透(tou)檢(jian)測》GB/T 6062-2007。
2. 磁粉檢測(MT)
利用(yong)在強磁(ci)(ci)場(chang)中,鐵磁(ci)(ci)材料(liao)表層缺陷(xian)(xian)產生的(de)漏磁(ci)(ci)場(chang)吸(xi)附磁(ci)(ci)粉的(de)現(xian)象而進行的(de)無(wu)(wu)損檢測(ce)方法(fa)。在有缺陷(xian)(xian)處,由(you)于漏磁(ci)(ci)的(de)作用(yong)會(hui)集中吸(xi)附撒上的(de)鐵粉。可(ke)根據吸(xi)附鐵粉的(de)形狀、厚度和多少(shao),來判斷焊接缺陷(xian)(xian)的(de)位置和大小(xiao)。該方法(fa)不適用(yong)無(wu)(wu)磁(ci)(ci)性的(de)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼。
3. 射線檢測(RT)
采用X射線(xian)(xian)或(huo)y射線(xian)(xian)照(zhao)射焊接(jie)接(jie)頭檢查其內部缺陷的一(yi)種無損(sun)檢測方法。它能準確地顯(xian)示出焊縫中(zhong)焊接(jie)缺陷的種類、形狀、大(da)小、位置和分布情況。評定標準按(an)《鋼(gang)熔化焊對接(jie)接(jie)頭射線(xian)(xian)照(zhao)相和質量(liang)分級》(GB/T 3323-2005)進行。該檢測方法長期(qi)操(cao)作(zuo),對操(cao)作(zuo)者身體(ti)健康(kang)有一(yi)定的不良影響,因此必須(xu)在符合射線(xian)(xian)安全(quan)標準條件(jian)下(xia)進行。
4. 超聲波檢測(UT)
借助于(yu)超聲波(bo)檢測(ce)(ce)儀來檢測(ce)(ce)焊縫內部缺陷的(de)一種無(wu)損檢測(ce)(ce)方法(fa)。此方法(fa)適用于(yu)檢測(ce)(ce)中、厚板。檢測(ce)(ce)周期短、成本(ben)低、設(she)備簡單,對(dui)操作者身體無(wu)害,評(ping)定標準按《鋼(gang)焊縫手工超聲波(bo)探傷(shang)方法(fa)和探傷(shang)結果分級》(GB/T 11345-1989)進(jin)行。
5. 渦流檢(jian)測(ET)
渦(wo)流檢測是以電(dian)磁感應(ying)(ying)原理為基礎,當鋼(gang)(gang)(gang)管(指碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)、合金鋼(gang)(gang)(gang)和不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang))通過交流電(dian)的(de)繞(rao)組(zu)時,鋼(gang)(gang)(gang)管表面或(huo)近(jin)表面出現集膚效應(ying)(ying),使其有(you)缺(que)陷部(bu)位(wei)的(de)渦(wo)流發生變化,導致繞(rao)組(zu)的(de)阻(zu)抗(kang)或(huo)近(jin)感應(ying)(ying)電(dian)壓產生變化,從而得(de)到關于缺(que)陷的(de)信(xin)號。從信(xin)號的(de)幅值及相位(wei)等(deng)(deng)可(ke)以對(dui)(dui)缺(que)陷進(jin)行(xing)判別(bie),能(neng)有(you)效地識別(bie)鋼(gang)(gang)(gang)管內(nei)外表面的(de)不(bu)連續性(xing)缺(que)陷,如裂紋(wen)、未焊(han)透(tou)、夾(jia)渣、氣(qi)孔(kong)、點(dian)腐蝕(shi)等(deng)(deng),對(dui)(dui)開放性(xing)線(xian)性(xing)缺(que)陷最(zui)為敏感。
幾種(zhong)無損檢(jian)測方(fang)法的(de)特(te)點(dian)及應用范圍見表7-2和表7-3。
三、焊(han)縫的(de)致密性試驗
對于(yu)容(rong)器(qi)(qi)或不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)管(guan)(guan)管(guan)(guan)路(lu),當(dang)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的內外部(bu)焊(han)(han)縫合格(ge)、焊(han)(han)接(jie)(jie)試板各項性能試驗合格(ge)且熱(re)處理(li)完畢(bi)后,才能按設計圖樣(yang)技(ji)術(shu)要(yao)求進行耐壓試驗和氣密試驗,這是焊(han)(han)接(jie)(jie)容(rong)器(qi)(qi)或管(guan)(guan)路(lu)制造過程(cheng)中最后一道工序。根據設計圖樣(yang)規(gui)定有(you)下列幾種焊(han)(han)縫致密性試驗適用(yong)于(yu)不銹(xiu)鋼(gang)或異種金屬焊(han)(han)接(jie)(jie)的鍋爐、壓力容(rong)器(qi)(qi)、管(guan)(guan)路(lu)、儲(chu)(chu)油罐(guan)、儲(chu)(chu)酸(suan)罐(guan)和密封(feng)容(rong)器(qi)(qi)等(deng)產品。
1. 焊縫(feng)的水壓(ya)試驗
屬于耐壓試驗,用于考核焊接接頭的強度。通常試驗壓力為工作壓力的1.25~1.50倍,水溫不低于5℃。為了防止水中氯離子對奧氏體不銹鋼產生應力腐蝕而導致容器破裂,在水壓過程中要嚴格控制水中氯離子的體積分數不得超過25×10-6。
2. 焊縫(feng)的氣壓試驗
主要(yao)作(zuo)(zuo)為(wei)密封性(xing)(xing)試(shi)(shi)驗,水壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗合格后才能進行(xing)氣壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗,不允許用它既作(zuo)(zuo)為(wei)密封性(xing)(xing)試(shi)(shi)驗又作(zuo)(zuo)為(wei)耐壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗,或兩(liang)者合二為(wei)一來考核焊縫。因為(wei)氣壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗有一定危險性(xing)(xing),氣壓(ya)(ya)不允許有很高的壓(ya)(ya)力。該試(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)靈(ling)敏度較高,分靜氣壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗、壓(ya)(ya)縮空氣噴射試(shi)(shi)驗和(he)氨氣試(shi)(shi)驗等。
3. 焊(han)縫(feng)的煤油試(shi)驗
適用于不受壓力(li)的(de)容器(qi)和管(guan)路的(de)焊縫密封性檢(jian)查。試驗方法是(shi)在焊縫處(chu)涂(tu)(tu)刷(shua)較稠的(de)石灰水溶液,晾(liang)干(gan)后在焊縫的(de)背(bei)面涂(tu)(tu)上煤(mei)油(you),大(da)約(yue)5min后觀(guan)察(cha)白色石灰水上有(you)無煤(mei)油(you)滲(shen)漏(lou)而產生的(de)黑色斑痕。
4. 氦質譜檢(jian)漏
氦質譜檢漏借助于氦質譜檢漏儀進行。該儀器是只對示漏氣體氦氣進行分析并專門用來檢漏的儀器。它是目前國際上公認為最靈敏、用得較為廣泛的一種致密性檢測的檢漏儀器。被檢零部件(或焊件)可在局部真空狀態下進行檢測,靈敏度高達10-6~10-11Pa·L/s(1Pa·L/s=10-3Pa·m3/s),且能準確快速定點定量判斷漏點,是一種無毒、無污染、一次性非破壞性的檢漏方法。隨著科學技術的發展,它在真空技術、低溫技術、航天與航空技術、核工業以及電子通信、醫療、食品工業和家用電器等領域中的應用越來越廣泛。它主要檢測材質、元件和焊接構件等的細小、無規則的穿透性缺陷。
氦質譜(pu)檢漏儀(yi)主(zhu)要(yao)由真空(kong)系(xi)統、質譜(pu)室(shi)和電氣(qi)部分組成(cheng)。質譜(pu)室(shi)是(shi)該儀(yi)器的心臟部門,它(ta)由離子(zi)源、分析器和收(shou)集(ji)器組成(cheng),把它(ta)們(men)放在一(yi)個可以抽真空(kong)的外殼中(zhong)。離子(zi)源是(shi)一(yi)種電子(zi)元器件,它(ta)將氣(qi)體(ti)電離,形(xing)成(cheng)一(yi)束具有一(yi)定能(neng)量(liang)的離子(zi),通過分析器使不同
質量的離(li)子按不同軌跡運動而將(jiang)它們彼(bi)此(ci)分(fen)開,且僅使氦(hai)離(li)子通過(guo)其(qi)出(chu)口(kou)縫隙(xi)經過(guo)收集器(qi)。將(jiang)所(suo)輸人的微(wei)弱離(li)子流通過(guo)運算放(fang)大器(qi)轉換成輸出(chu)電壓和電流以(yi)便測量。真空系統要為質譜室提供工作所(suo)需要的真空條件。電氣部分(fen)除了主機供電部件和主機控制部件外,還(huan)包(bao)括離(li)子源電源、發射(she)電流穩定電路、離(li)子流放(fang)大器(qi)和音(yin)響報警器(qi)等裝置。圖(tu)7-3為氦(hai)質譜檢漏示(shi)意圖(tu)。
質譜室中要有一種示漏氣體,通過它確定被檢零部件的漏點位置和漏孔大小。選用氦氣作為示漏氣體,因為它具有下列特性:氦氣是一種無色無味無毒不會自燃的氣體,能保持系統內穩定性;所有氣體中,氦氣比較輕(除氫氣外),具有較高的擴散速度,因此具有最高的靈敏度;同時氦氣在大氣中含量很低,大氣中氦的濃度(體積分數)僅為5×10-4%,遠遠低于示漏氣體的濃度,絕不會由于系統中殘留的空氣而影響檢測。所以選用氦氣作為示漏氣體容易檢測,可靠性好且較為經濟。使用氦氣壓力為0.1~0.3MPa。
檢(jian)漏(lou)(lou)(lou)技術就是發(fa)現漏(lou)(lou)(lou)源。大(da)多(duo)數漏(lou)(lou)(lou)源又(you)存在于組(zu)裝(zhuang)各(ge)種(zhong)零件間的(de)連接(jie)不(bu)密封處,利用氦質(zhi)譜(pu)檢(jian)漏(lou)(lou)(lou)儀特別容易(yi)發(fa)現焊接(jie)結(jie)構中焊縫缺(que)陷造成的(de)漏(lou)(lou)(lou)源。有些細(xi)小不(bu)規則穿(chuan)透性(xing)焊接(jie)缺(que)陷,經過耐(nai)壓試(shi)驗和氣壓試(shi)驗未能發(fa)現,例(li)如,經過5.0MPa耐(nai)壓試(shi)驗認為(wei)合格(ge)的(de)焊接(jie)件,通過氨(an)質(zhi)譜(pu)檢(jian)漏(lou)(lou)(lou)儀能檢(jian)測(ce)到焊接(jie)穿(chuan)透性(xing)裂紋(wen)。又(you)例(li)如,經過多(duo)次彎曲路徑長度(du)比壁橫斷面長度(du)大(da)得多(duo)的(de)線性(xing)缺(que)陷,如同一條長而(er)不(bu)規則的(de)蚯(qiu)蚓洞也能檢(jian)漏(lou)(lou)(lou)出來。
有些被檢(jian)產品(pin)可(ke)以在不損害使用和不影響(xiang)其壽命的(de)原則下允(yun)許存(cun)在小的(de)漏孔,見(jian)表7-4。企圖使產品(pin)檢(jian)測(ce)到(dao)處于(yu)“無漏”或“零(ling)漏率(lv)”狀態,必(bi)然會造成(cheng)很大(da)的(de)浪費,是(shi)完全沒(mei)有必(bi)要的(de)。有時(shi)設(she)計圖樣提出的(de)漏率(lv)要小于(yu)實際產品(pin)使用時(shi)的(de)漏率(lv),其目的(de)是(shi)確保(bao)產品(pin)在規(gui)定工(gong)作時(shi)間(jian)內能穩定、可(ke)靠(kao)地(di)工(gong)作,但會消耗大(da)量的(de)人力和物力,增加制造成(cheng)本(ben)。
檢(jian)漏(lou)(lou)(lou)方(fang)法有噴(pen)吹法、氦罩法、充壓法、吸槍法、探漏(lou)(lou)(lou)盒(he)法和背壓法。當示(shi)漏(lou)(lou)(lou)氣體(ti)氦氣在(zai)(zai)(zai)質(zhi)譜(pu)室超過預先(xian)設定的標(biao)定值時(shi),它會及時(shi)發出聲響報警,測(ce)出漏(lou)(lou)(lou)點的位置并能(neng)計算出漏(lou)(lou)(lou)率量(liang),對于大型低溫容器的真空(kong)檢(jian)漏(lou)(lou)(lou),用(yong)單一(yi)(yi)檢(jian)漏(lou)(lou)(lou)方(fang)法有一(yi)(yi)定困難。這是因為標(biao)準漏(lou)(lou)(lou)孔(在(zai)(zai)(zai)給(gei)定條件(jian)下能(neng)夠(gou)提供恒定氣體(ti)流量(liang)的,并經過標(biao)準校準過的一(yi)(yi)種元件(jian)。般(ban)是在(zai)(zai)(zai)20℃時(shi)對一(yi)(yi)個大氣壓的空(kong)氣的漏(lou)(lou)(lou)量(liang)值)連接處與(yu)質(zhi)譜(pu)室的距離(li)較遠,因此在(zai)(zai)(zai)儀器上的反應時(shi)間也相應增長,不易(yi)準確(que)判斷反應時(shi)間,就(jiu)很難找到漏(lou)(lou)(lou)點的準確(que)位置。可以通過探漏(lou)(lou)(lou)盒(he)法進行分段(duan)預檢(jian),分段(duan)檢(jian)漏(lou)(lou)(lou)率要小于總體(ti)的漏(lou)(lou)(lou)率。編者所在(zai)(zai)(zai)單位曾成(cheng)功地(di)用(yong)此方(fang)法對裝有液氮、液氧和液氫等(deng)大型容器進行了檢(jian)漏(lou)(lou)(lou)測(ce)試(shi),其檢(jian)漏(lou)(lou)(lou)系(xi)統如圖7-4所示(shi)。
在不銹鋼焊管焊縫(feng)致(zhi)密性(xing)檢測過程(cheng)中(zhong)若發現泄漏現象,必須(xu)按有關工藝文件修復,直至(zhi)達到(dao)產(chan)品(pin)圖樣技術(shu)要求。
在不銹鋼焊(han)管焊(han)縫致密性(xing)檢(jian)測過(guo)(guo)程中或(huo)修復(fu)過(guo)(guo)程中以及(ji)包裝過(guo)(guo)程中,發現與介質接觸表面有鈍(dun)化膜被損傷時(shi),應及(ji)時(shi)采取(qu)局部鈍(dun)化處理的措施。
不銹(xiu)鋼(gang)焊管成品檢驗過(guo)程(cheng)(cheng)各工序(xu)所(suo)有質量情況應填入產(chan)品制造工序(xu)過(guo)程(cheng)(cheng)卡(ka),材(cai)料(包(bao)括鋼(gang)材(cai)、焊接(jie)材(cai)料)、零部件、裝配焊接(jie)、表面處理、熱(re)處理等(deng)產(chan)品制造工序(xu)過(guo)程(cheng)(cheng)卡(ka)及產(chan)品生產(chan)過(guo)程(cheng)(cheng)中所(suo)有檢驗跟蹤文件一并匯總(zong)(zong),建立(li)控(kong)制該產(chan)品在制造過(guo)程(cheng)(cheng)中質量匯總(zong)(zong)冊進行歸檔。