【文章內(nèi)容簡介】 類方 法，即以宏觀分類法為主，再結(jié)合一些斷裂特征。通常分為：制造時產(chǎn)生的原始缺陷 破壞、腐蝕沖刷破壞、疲勞破壞、材料損傷和其他形式破壞。 21 無損檢測技術(shù)的發(fā)展階段 第一階段稱為無損探傷 (NDI)。其主要作用就是在不損傷材料和設(shè)備產(chǎn)品的前提 下，檢出內(nèi)、外部缺陷，以滿足設(shè)備工程設(shè)計的強度要求，這是無損檢測技術(shù)發(fā)展的 初級階段，其主要特征是以質(zhì)量控制為中心。質(zhì)量控制原則是利用無損檢測對設(shè)備產(chǎn) 品的制造安裝質(zhì)量進行控制的一種安全評定原則。通常認(rèn)為超聲檢測的質(zhì)量控制參數(shù) 為：①回波波幅的高度；②缺陷的長度③單位長度、單位面積或單位體積上的缺陷個 數(shù)。射線檢測的質(zhì)量控制參數(shù)為：①缺陷長度；②缺陷性質(zhì)；③單位長度上的缺陷個 數(shù)；④單位面積上缺陷個數(shù)。因為其可靠性取決于控制門檻值有充分的安全裕度，所 以在真實缺陷與評定等級之間允許有一定的偏差。目前國際上基本上以質(zhì)量控制為核 心內(nèi)容。 第二階段稱為無損檢測 (NDT)。對于工業(yè)發(fā)達(dá)國家來說，該階段始于上個世紀(jì) 70 年代，其任務(wù)不僅是檢測設(shè)備產(chǎn)品的內(nèi)外部缺陷，而且測定材料和焊縫的組織結(jié)構(gòu)， 如晶粒度、石墨形態(tài)、金相組織、硬度和殘余應(yīng)力水平；同時還測定各種過工藝參數(shù) 諸如溫度、壓力、粘度和密度等。這時的無損檢測技術(shù)表現(xiàn)為系統(tǒng)性質(zhì)量控制概念， 遠(yuǎn)比第一階段具有更為豐富的內(nèi)涵。 第三階段稱為無損評價 (NDE)。由于設(shè)計水平的不斷提高，斷裂力學(xué)等學(xué)科技術(shù) 的發(fā)展和推廣，以及極限設(shè)計壽命思想的進步和實用化，因此要求無損檢測技術(shù)不僅 能檢出危險缺陷，而且要對缺陷進行定性，并測定其自身高度 (通常指壁厚方向的尺 寸 )，以便采用斷裂力學(xué)對帶缺陷設(shè)備的安全性和使用壽命進行評價。無損評價的核 心是合于使用原則，是確保沒有危害性缺陷從而保證設(shè)備產(chǎn)品安全運行一種安全評定 原則，其主要檢測參數(shù)為缺陷自身高度、缺陷性質(zhì)、缺陷位置以及缺陷密集程度等。 22 壓力管道 無損檢測可靠性 通常壓力容器的破壞主要取決于三個基本要素：應(yīng)力水平（設(shè)計、制造不 合理），材料性能和缺陷危害程度。壓力容器無損檢測是在應(yīng)力分析和材料 性能評價的前提下，確定原材料 (鋼板、復(fù)合鋼板、鍛件、鋼管等 )、焊縫和 熱影響區(qū)中是否存在缺陷、缺陷當(dāng)量、缺陷性質(zhì)和危害程度，以保證壓力容 器安全運行的一種手段。從這個意義說，壓力容器無損檢測可靠性也就是壓 力容器安全可靠性的一個關(guān)鍵性組成部分。 過去人們常以 “ 能檢出的最小缺陷尺寸 ” 來衡量檢出缺陷的能力，并以此 作為評價無損檢測可靠性的重要參數(shù)。這實際上是一種誤解，因為該數(shù)據(jù)既 無法保證凡是大于該尺寸的缺陷一定能被檢出來，也不能保證檢測出的就一 定是缺陷，同時也無法反映出缺陷的準(zhǔn)確當(dāng)量和檢測誤差。就本質(zhì)而言，無 損檢測可靠性有兩個含義：一是指不漏掉危險性缺陷的幾率，即缺陷的檢出 率；二是指檢出結(jié)果的真實性，即對缺陷定性定量結(jié)果的可信賴性。 無損檢測技術(shù)涉及到多方面的因素，如檢測人員的技術(shù)水平、經(jīng)驗和心理 狀況；檢測儀器設(shè)備的水平和完好程度；各種檢測方法的特點和檢測方案的 適用性；工件的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點和材料特性；制造工藝和缺陷本身的特點等 等。也就是說同一缺陷在重復(fù)檢驗時，如果影響因素不同，檢測結(jié)果將并不 總是一個固定的參數(shù)，而可能變化很大。這種不確定因素是無損檢測的固有 特征，對無損檢測的可靠性具有很大的影響。 23 壓力管道無損檢測 概述 無損檢測是指在不損壞試件的前提下，以物理或化 學(xué)方法為手段，借助先進的技術(shù)和設(shè)備器材，對試件的 內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)，性質(zhì)，狀態(tài)進行檢查和測試的方 法。是指對材料或工件實施一種不損害或不影響其未來 使用性能或用途的檢測手段。 常用的無損檢測方法有射線檢測（簡稱 RT）、超聲 波檢測（簡稱 UT）、磁粉檢測（簡稱 MT）和滲透檢測 （簡稱 PT），稱為四大常規(guī)檢測方法。這四種方法是承 壓類特種設(shè)備制造質(zhì)量檢測和在用檢測最常用的無損檢 測方法。其中 RT 和 UT主要用于探測試件內(nèi)部缺陷， MT 和 PT主要用于探測試件表面缺陷。其他用于承壓類特種 設(shè)備的無損檢測方法有渦流檢測（簡稱 ET）、聲發(fā)射檢 測（簡稱 AE）等。 24 壓力管道 射線檢測 技術(shù)（特點 ） 射線的種類很多，其中易于穿透物質(zhì)的有 X射線、 γ 射線、中子射線三 種。這三種射線都被用于無損檢測，其中 X射線和 γ 射線常應(yīng)用于承壓設(shè)備焊 縫和其他工業(yè)產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)材料的缺陷檢測，而中子射線僅用于一些特殊場 合。射線檢測是工業(yè)無損檢測的一個重要專業(yè)門類。最主要的應(yīng)用是探測試 件內(nèi)部的宏觀幾何缺陷（探傷）。 壓力管道射線檢測特點 ① .檢測結(jié)果有直接記錄 —— 底片。由于底片上記錄的信息十分豐富，且 可以長期保存，從而使射線照相法成為各種無損檢測方法中記錄最真實、最 直觀、最全面、可追蹤性最好的檢測方法。 ②可以獲得缺陷的投影圖像，缺陷定性定量準(zhǔn)確各種無損檢測方法中， 射線照相對缺陷定性是最準(zhǔn)的。在定量方面，對體積型缺陷（氣孔、夾渣 類）的長度、寬度尺寸的確定也很準(zhǔn)，其誤差大致在零點幾毫米 。 ③體積型缺陷檢出率很高。而面積型缺陷檢出率受到多種因素影響。體 積型缺陷是指氣孔、夾渣類缺陷。射線照相大致可以檢出直徑在試件厚度 1% 以上的體積型缺陷。面積型缺陷是指裂紋、未熔合類缺陷，其檢出率的影響 因素包括缺陷形態(tài)尺寸、透照厚度、透照角度、透照幾何條件、源和膠片種 類、像質(zhì)計靈敏度等，所以一般來說裂紋檢出率較低。 25 壓力管道 射線檢測 技術(shù)（特點 ） ④ .適宜檢測較薄的工件而不適宜較厚的工件。檢測厚工件需要高能量的射線探 傷設(shè)備。 300 kV便攜式 X射線機透照厚度一般小于 40 mm， 420 kV移動式 X射線機和 Irl92γ 射線機透照厚度均小于 100 mm，對厚度大于 100 rain的工件照相需使用加速 器或 C060，因此是比較困難的。此外，板厚增大，射線照相絕對靈敏度是下降的，也 就是說對厚工件采用射線照相，小尺寸缺陷以及一些面積型缺陷漏檢的可能性增大。 ⑤適宜檢測對接焊縫。檢測角焊縫效果較差，不適宜檢測板材、棒材、鍛件。用 射線檢測角焊縫時，透照布置比較困難，且攝得底片的黑度變化大，成像質(zhì)量不夠 好；板材、鍛件中的大部分缺陷通常與射線束垂直，因此射線照相無法檢出。 ⑥ .有些試件結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場條件不適合射線照相。由于是穿透法檢測，因此結(jié)構(gòu)和 現(xiàn)場條件有時會限制檢測的進行。例如，有內(nèi)件的鍋爐或容器，有厚保溫層的鍋爐、 容器或管道，內(nèi)部液態(tài)或固態(tài)介質(zhì)未排空的容器等均無法檢測。采用雙壁單影法透 照，雖然可以不進入容器內(nèi)部，但只適用于直徑較小的管道，對直徑較大的管道，雙 壁單影法透照很難實施。此外如焦距太短，則底片清晰度會很差。 ⑦對缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的確定比較困難。缺陷高度可 通過黑度對比的方法作出判斷，但精確度不高，尤其影像細(xì)小的裂紋類缺陷。 ⑧檢測成本高。與其他無損檢測方法相比，射線照相的材料和人工成本很高。 ⑨ .射線照相檢測速度慢。一般情況下定向 X射線機一次透照長度不超過 300 mm， 拍一張片子需 10 min， γ 射線源的曝光時間一般更長。但特殊場合則另當(dāng)別論， ⑩ .射線對人體有傷害。射線會對人體組織造成多種損傷，因此對工作人員劑量當(dāng) 量規(guī)定了限值。要求在保證完成射線探傷任務(wù)的同時，接受的劑量當(dāng)量不超過限值。 26 壓力管道射線檢測技術(shù) (工藝特點 ) 壓力管道尤其是工業(yè)管道大量采用薄壁小徑管，其施工主要采用氬弧焊打底，手 工焊蓋面的單面焊接。長期以來小徑管對接焊縫主要采用射線透照檢測，但也存在不 少問題：①、由于壓力管道透照截面厚度變化大，寬容度很難保證，透照一次不能實 現(xiàn)焊縫全長的 100%檢測 。② 、若要滿足壓力管道裂紋檢測要求，則底片透照數(shù)量很難 滿足要求；③、同時射線透照大量采用 Ir192射線源和 Ⅲ 型片，底片質(zhì)量和清晰度都 比較差。 JB/T4730《 承壓設(shè)備無損檢測 》 對壓力管道射線檢測作了部分改進： ①、增加了工業(yè)射線膠片系統(tǒng)分類的內(nèi)容，將膠片分為 T T T T4四類。增 加附錄 A（資料性附錄），對膠片系統(tǒng)的特性指標(biāo)提出了要求，對國內(nèi)使用的膠片質(zhì) 量進行有效的控制；對薄壁壓力管道推薦采用 Se75射線源以及 T2或 T1膠片，提高了 射線透照質(zhì)量。 ②、對 100mm＜ Do≤400mm 的環(huán)向?qū)雍附咏宇^（包括曲率相同曲面焊接接頭） , A 級、 AB級允許采用 K≤ 。 降低了 K值要求，減少底片數(shù)量。 ③、小徑管環(huán)向?qū)雍附咏宇^的透照布置。小徑管采用雙壁雙影透照布 置，當(dāng)同時滿足下列兩條件時應(yīng)采用傾斜透照方式橢圓成像： T（壁厚） ≤ 8mm； g（焊縫寬度） ≤ Do /4橢圓成像 時，應(yīng)控制影像的開口寬度（上下焊縫 投影最大間距）在 1倍焊縫寬度左右。不滿足上述條件或橢圓成像有困難時可采用垂 直透照方式重疊成像。 ④、小徑管可選用通用線型像質(zhì)計或附錄 F（規(guī)范性附錄）規(guī)定的專用（等徑金屬 絲）像質(zhì)計，金屬絲應(yīng)橫跨焊縫放置。像質(zhì)計應(yīng)置于源側(cè)，當(dāng)無法放置時，可將像質(zhì) 計置于膠片側(cè)。 27 壓力管道射線檢測技術(shù) (工藝特點 ) ⑤、小徑管環(huán)向?qū)咏宇^的透照次數(shù)小徑管環(huán)向?qū)雍附咏宇^ 100%檢測的透照次 數(shù)：采用傾斜透照橢圓成像時，當(dāng) T/ Do≤ 時 ,相隔 90176。 透照 2次。當(dāng) T/ Do ＞ ,相隔 120176。 或 60176。 透照 3次。垂直透照重疊成像時，一般應(yīng)相隔 120176。 或 60176。 透照 3次。由于結(jié)構(gòu)原因不能進行多次透照時，可采用橢圓成像或重疊成像方式透照 一次。鑒于透照一次不能實現(xiàn)焊縫全長的 100%檢測，此時應(yīng)采取有效措施擴大缺陷可 檢出范圍，并保證底片評定范圍內(nèi)黑度和靈敏度滿足要求。 ⑥、底片評定范圍內(nèi)的黑度 D應(yīng)符合下列規(guī)定 :A 級： ≤ D≤ ； AB級 ≤ D≤ ； B 級： ≤ D≤ 。用 X射線透照小徑管或其他截面厚度變化大的工 件時， AB級最低黑度允許降至 ； B級最低黑度可降至 。 ⑦、 小徑管可選用通用線型像質(zhì)計或附錄 F（規(guī)范性附錄）規(guī)定的專用（等徑金 屬絲）像質(zhì)計，金屬絲應(yīng)橫跨焊縫放置。像質(zhì)計應(yīng)置于源側(cè)，當(dāng)無法放置在源側(cè)時， 可將像質(zhì)計置于膠片側(cè)。 ⑧、對截面厚度變化大的壓力管道，在保證靈敏度要求的前提下，允許采用較高 的Ｘ射線管電壓。但有一定壓力范圍的限制。 ⑨、不加墊板單面焊的未焊透缺陷和根部內(nèi)凹和根部咬邊分級評定。管外徑 Do＞ 100mm管子未焊透和根部內(nèi)凹和根部咬邊深度可采用對比試塊（ Ⅱ 型）進行測定。管 外徑 Do≤100mm 小徑管上述深度可采用小徑管專用對比試塊 (ⅠA 或 ⅠB 型 )進行測定 , 28 壓力管道射線檢測（表面要求） 射線檢測前，焊接接頭的表面應(yīng)經(jīng)外觀檢測并合格。表面的不規(guī)則狀態(tài) 在底片上的影像不得掩蓋或干擾缺陷影像，否則應(yīng)對表面作適當(dāng)修整。其主 要理由如下 ① 、 焊縫的表面缺陷 （ 如咬邊 、 凹坑 、 溝槽等 ） 將直接反映在底片上 ， 往往掩蓋了焊縫內(nèi)的缺陷 ， 使之漏檢；或是形成偽缺陷 ， 給缺陷的評定 、 分 級和返修帶來很大困難 。 如曾在某廠就發(fā)現(xiàn)過好幾起類似的現(xiàn)象 ， 當(dāng)時在底 片上某丁字縫發(fā)現(xiàn)一條黑色影象 ， 很象裂紋 ， 經(jīng)兩次返修后缺陷仍然存在 ， 經(jīng)實地檢查 ， 發(fā)現(xiàn)原來是丁字口上一道很細(xì)的溝槽 。 我們認(rèn)為若在射線檢測 前先進行較細(xì)致的外觀檢查 ， 這類情況的產(chǎn)生就會大大減少 。 ② 、 焊縫余高對焊縫缺陷的檢出有一定的影響 ， 余高越高 ， 對底片的寬 容度要求愈高 ， 缺陷檢出則比較困難 ， 因此 ， 焊縫余高應(yīng)盡可能減小 ， 并控 制在一定的尺寸范圍內(nèi) 。 綜上所述 ， 焊縫表面質(zhì)量與底片的有效性 、 可靠性及缺陷檢出靈敏度有 很大關(guān)系 ， 必須給予高度的重視 。 29 壓力管道射線檢測（裂紋檢測） 任何無損檢測方法都十分重視裂紋的檢出率 ， 射線檢測也不例外 。 為 保證裂紋的檢出效果 ， 通常在射線照相檢測標(biāo)準(zhǔn)中都作出了一些技術(shù)方面的直接或間接的規(guī)定 ， 目前世界各國標(biāo)準(zhǔn)對此可以概括為三種類型： ① 、 直接對裂紋檢驗角進行規(guī)定：美國軍標(biāo)規(guī)定檢驗裂紋 ， 只有當(dāng)工件處于射線束 10176。 圓錐角之內(nèi)區(qū)域才是有效的 。 即意味著為保證裂紋檢出 ， 照射角應(yīng)不大于 10176。 。 ②、規(guī)定透照厚度比 K值進行間接控制： JB/T4730標(biāo)準(zhǔn)和德國標(biāo)準(zhǔn)等沒有直接規(guī)定裂紋檢驗。但由于規(guī)定了 K值，實際上也就規(guī)定了有效透照區(qū)，間接控制允許的射線照射角。 ③、直接規(guī)定有效透照區(qū)長度進行間接控制： JIS標(biāo)準(zhǔn)主要采用這種方式，標(biāo)準(zhǔn)直接規(guī)定有效透照區(qū)長度 L3與焦距 L1之間的關(guān)系，間接控制了射線檢驗角，從而保證裂紋檢出。 上述三種類型實際上是以不同方式限