劉占鑫，劉健，陳志廣

（大慶石油化工總廠特種設(shè)備檢測中心，黑龍江 大慶 163714）

化工機(jī)械設(shè)備外表面的探傷方法選擇

劉占鑫，劉健，陳志廣

（大慶石油化工總廠特種設(shè)備檢測中心，黑龍江 大慶 163714）

隨著我國科技的進(jìn)步，對化工機(jī)械設(shè)備方面的要求也越來越高。安全問題成為各大企業(yè)首要關(guān)心的問題，要按照化工機(jī)械設(shè)備的施工和設(shè)計方案正確的選擇探傷方法。

化工機(jī)械設(shè)備；探傷方法；安全

本文從化工機(jī)械設(shè)備外表面的無損探傷技術(shù)中所包含的射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷及滲透探傷四個主要方法進(jìn)行闡述。并從化工機(jī)械設(shè)備探傷的檢驗技術(shù)、化工機(jī)械設(shè)備探傷檢驗的標(biāo)準(zhǔn)和化工機(jī)械設(shè)備探傷檢驗檢測的范圍出發(fā)，探討化工機(jī)械設(shè)備的外表面的探傷方法選擇的重要性。

1 化工機(jī)械設(shè)備的外表面探傷

每個企業(yè)在進(jìn)行安全生產(chǎn)的時候首要堅持的原則就是安全第一，只有保證了安全，企業(yè)的生產(chǎn)才能得到保障。為了實現(xiàn)這一重要原則，企業(yè)的化工機(jī)械設(shè)備都應(yīng)該要嚴(yán)格遵守施工的規(guī)定和設(shè)計的要求進(jìn)行安全探傷，實現(xiàn)裝置生產(chǎn)操作的安全性。

1.1 化工機(jī)械設(shè)備探傷的檢驗技術(shù)

現(xiàn)在一般采用的探傷實驗技術(shù)主要包括：射線探傷、超聲波探傷和磁粉探傷及滲透探傷。其中射線探傷是日常生活中最為常見的，下面就簡單分析一下這四個常規(guī)檢測方法。

（1）射線探傷。也叫射線照相法（RT）：是指用X射線或γ射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無損檢測方法，該方法是最基本的，應(yīng)用最廣泛的一種非破壞性檢驗方法。原理：射線能穿透肉眼無法穿透的物質(zhì)使膠片感光，當(dāng)X射線或r射線照射膠片時，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產(chǎn)生潛影，由于不同密度的物質(zhì)對射線的吸收系數(shù)不同，照射到膠片各處的射線強(qiáng)度也就會產(chǎn)生差異，便可根據(jù)暗室處理后的底片各處黑度差來判別缺陷。總的來說，RT的定性更準(zhǔn)確，有可供長期保存的直觀圖像，總體成本相對較高，而且射線對人體有害，檢驗速度會較慢。（2）超聲波探傷。超聲波探傷是利用材料及其缺陷的聲學(xué)性能差異對超聲波傳播波形反射情況和穿透時間的能量變化來檢驗材料內(nèi)部缺陷的無損檢測方法。適用于金屬、非金屬和復(fù)合材料等多種試件的無損檢測；可對較大厚度范圍內(nèi)的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測。但其對具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的試件進(jìn)行超聲檢測有困難；并且缺陷的位置、取向和形狀以及材質(zhì)和晶粒度都對檢測結(jié)果有一定影響，檢測結(jié)果也無直接見證記錄。（3）磁粉探傷。磁粉探傷適用于檢測鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小、間隙極窄（如可檢測出長0.1mm、寬為微米級的裂紋）目視難以看出的不連續(xù)性；也可對原材料、半成品、成品工件和在役的零部件檢測，還可對板材、型材、管材、棒材、焊接件、鑄鋼件及鍛鋼件進(jìn)行檢測，可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點、折疊、冷隔和疏松等缺陷。但磁粉檢測不能檢測奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，也不能檢測銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材料。對于表面淺的劃傷、埋藏較深的孔洞和與工件表面夾角小于20°的分層和折疊難以發(fā)現(xiàn)。（4）滲透探傷。滲透檢測可檢測各種材料，金屬、非金屬材料；磁性、非磁性材料；焊接、鍛造、軋制等加工方式；具有較高的靈敏度（可發(fā)現(xiàn)0.1μm寬缺陷），同時顯示直觀、操作方便、檢測費用低。但它只能檢出表面開口的缺陷，不適于檢查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件；只能檢出缺陷的表面分布，難以確定缺陷的實際深度，因而很難對缺陷做出定量評價，檢出結(jié)果受操作者的影響也較大。

1.2 化工機(jī)械設(shè)備探傷檢驗的標(biāo)準(zhǔn)

不同的檢驗技術(shù)有不同的檢驗標(biāo)準(zhǔn)，檢驗標(biāo)準(zhǔn)的類型主要有以下幾種。

（1）射線探傷檢驗。射線探傷檢驗按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T47013.2-2015和GB3323-87也就是“鋼熔化焊對接頭射線照相和質(zhì)量分級”為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的檢測檢驗。它的優(yōu)點是被檢物不被損壞，方便實用，有利于分析事故；而缺點是嚴(yán)重放射污染，對人體傷害較大，應(yīng)做好安全防護(hù)工作。（2）磁粉探傷檢驗。磁粉探傷檢驗是按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T47013.4-2015，根據(jù)JB3965-85“G鋼制壓力容器磁粉探傷”的規(guī)定進(jìn)行的檢測檢驗。其優(yōu)點主要有，應(yīng)用范圍廣泛、操作便利、反應(yīng)靈敏；其缺點主要是只能用于鐵磁性材料，沒有辦法探測缺陷的深度，檢測結(jié)果也會受到一定的影響。（3）滲透探傷檢驗。滲透探傷檢驗是是按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T4730.5-2005，遵循GB150-89“鋼制壓力容器滲透探傷”的嚴(yán)格要求進(jìn)行的檢驗檢測，因所使用的探傷劑有低毒性，其對人體健康造成了一定的影響，潛在著一定的危害。（4）超聲波探傷檢驗。超聲波探傷檢驗是按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T47013.3-2015和依據(jù)JB-115281“鍋爐和鋼壓力容器對接焊縫超聲波探傷”進(jìn)行的檢測檢驗。其優(yōu)點主要表現(xiàn)在穿透能力特別強(qiáng)、探測深度、靈敏度高以及操作安全；其缺點主要是它對技術(shù)方面要求高，需要有經(jīng)驗的檢驗人員才能準(zhǔn)確掌握辨別缺陷的真?zhèn)巍?/p>

2 TOFD超聲波檢測技術(shù)原理及發(fā)展前景

我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展直接帶動了探傷技術(shù)的創(chuàng)新及發(fā)展，某種程度上，TOFD檢測技術(shù)的應(yīng)用也得到高度重視。

TOFD是time of flight diffraction technique的縮寫，即超聲衍射時差檢測技術(shù)，它是利用超聲波在缺陷端部發(fā)生衍射所產(chǎn)生的衍射波導(dǎo)致的傳播時間差來進(jìn)行缺陷檢測和定量的方法。

從20世紀(jì)90年代，TOFD檢測技術(shù)在國外逐步應(yīng)用于核工業(yè)、石油、化工、電力的承壓設(shè)備和海上采油、鐵路、橋梁等鋼結(jié)構(gòu)的焊接接頭檢測。21世紀(jì)初，我國開始研究和應(yīng)用該技術(shù)。與傳統(tǒng)的超聲檢測方法相比，該方法具有檢出能力強(qiáng)、精度高、檢測方便、成像直觀等優(yōu)點，有勝過常規(guī)波幅法檢測不可多得的長處：可根據(jù)被檢材料的幾何尺寸，充分利用直通波的相位和缺陷端部的時間差信息，來對缺陷進(jìn)行測深定高。而與X射線檢測相比，TOFD的檢測更為直接，并能檢測出X射線容易發(fā)生誤判甚至漏檢的一些缺陷?？梢灶A(yù)見，該項技術(shù)將在國內(nèi)得到快速發(fā)展，并具有良好的應(yīng)用前景。

任何一種檢測技術(shù)都不可能完全替代另外一種技術(shù)，必然有其最佳范圍和局限之處。象其它無損檢測技術(shù)一樣，TOFD技術(shù)也有其局限之處，檢測盲區(qū)即使通過改變檢測參數(shù)，仍然不可能完全消除，為防止根部缺陷的漏檢，應(yīng)與普通超聲波檢測配合使用；被檢測工件厚度較小時，或者焊縫形狀復(fù)雜、材料為粗品材料等情況下，其檢測效果不如射線檢測；如果要求對工件內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量的綜合檢測，TOFD技術(shù)必須與其它表面檢測技術(shù)相互配合，才能完成檢測任務(wù)。對該技術(shù)局限之處的理解與分析，有助于該技術(shù)在實踐中的正確使用和良性發(fā)展。

（1）TOFD檢測系統(tǒng)配有自動或半自動掃查裝置，能夠確定缺陷與探頭的相對位置，TOFD圖像更有利于缺陷的識別和分析。（2）TOFD儀器能全過程記錄信號，長久保存數(shù)據(jù)，能高速進(jìn)行大批量信號處理。（3）TOFD技術(shù)除了用于檢測外，還可用于缺陷擴(kuò)展的監(jiān)控，對裂紋高度擴(kuò)展的測量精度可高達(dá)0.1mm。（4）增加UT、MT檢測，彌補(bǔ)TOFD對近表面缺陷檢測的不可靠性。（5）增加斜向掃查和UT，彌補(bǔ)TOFD對橫向缺陷檢測，取代射線檢測在厚壁方面的不足。（6）TOFD檢測簡便快捷，效率高、技術(shù)的定量精度高、可靠性好。

TOFD檢測技術(shù)與常規(guī)脈沖回波超聲檢測技術(shù)相比：（1）缺陷衍射信號與角度無關(guān)，檢測可靠性和精度不受缺陷與入射波之間角度的影響。從而克服了常規(guī)超聲對表面平滑的缺陷隨探頭角度不同檢測結(jié)果存在差異的問題。（2）根據(jù)衍射信號傳播時差確定衍射點位置，缺陷定量定位不依靠信號振幅?？朔巳毕菖c標(biāo)準(zhǔn)反射體的表面粗糙度不同；工件與標(biāo)準(zhǔn)試塊的表面粗糙度不同；缺陷的傾斜角度；缺陷的形狀；操作時對探頭的壓緊力等對反射信號波幅定量的影響。國外現(xiàn)有TOFD檢測標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)了儀器設(shè)備、檢測技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和TOFD技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，對保障產(chǎn)品質(zhì)量和公共安全、改善工作環(huán)境和提高勞動效率等方面具有重要意義，具有較強(qiáng)的可操作性和科學(xué)性。

3 結(jié)語

應(yīng)該時刻提醒負(fù)責(zé)化工機(jī)械設(shè)備的人員嚴(yán)格要求自己，圍繞化工機(jī)械設(shè)備探傷的檢驗技術(shù)、化工機(jī)械設(shè)備探傷檢驗的標(biāo)準(zhǔn)和化工機(jī)械設(shè)備探傷檢驗檢測的范圍，準(zhǔn)確認(rèn)識化工機(jī)械設(shè)備的外表面的探傷方法選擇的重要性，運用先進(jìn)的創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行檢測檢驗，來保障安全。只有我們自己嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行運行和操作規(guī)程，才能保證我們企業(yè)的發(fā)展，才能為我們的企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益，真正的使我們的企業(yè)得到全方位的發(fā)展和進(jìn)步。

[1]金龍.淺談化工機(jī)械設(shè)備的探傷實驗[J].建筑與工程，2011(12).

[2]蔣鳳陽，湯海昌，鄒劍，王錦霞.磁粉探傷法在實驗中的磁化控制規(guī)范[J].石油礦場機(jī)械，2001,30.

F426.4

A

1671-0711（2016）12（下）-0033-02