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壓力管道的檢驗檢測技術主要內容1.工業管道的檢驗檢測方法2.公用管道的檢驗檢測方法前言什么是壓力管道？根據最新的特種設備目錄（2014年）定義，壓力管道是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設備，其范圍規定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓），介質為氣體、液化氣體、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體，且公稱直徑大于或者等于50mm的管道。公稱直徑小于150mm，且其最高工作壓力小于1.6MPa（表壓）的輸送無毒、不可燃、無腐蝕性氣體的管道和設備本體所屬管道除外。其中，石油天然氣管道的安全監督管理還應按照安全生產法、石油天然氣管道保護法等法律法規實施。什么是工業管道？工業管道是指企業、事業單位所屬用于輸送工藝介質的工藝管道、公用工程管道及其他輔助管道，劃分為GC1級、GC2級、GC3級。符合下列條件之一的工業管道為GC1級：（1）輸送GB5044-85職業接觸毒物危害程度分級中規定的毒性程度為極度危害介質、高度危害氣體介質和工作溫度高于標準沸點的高度危害液體介質的管道；（2）輸送GB50160-1999石油化工企業設計防火規范及GB50016-2006建筑設計防火規范中規定的火災危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃液體，并且設計壓力大于或者等于4.0MPa的管道；（3）輸送流體介質并且設計壓力大于或者等于10.0MPa，或者設計壓力大于或者等于4.0MPa，并且設計溫度大于或者等于400的管道。符合以下規定的工業管道為GC3級：輸送無毒、非可燃液體介質，設計壓力小于或者等于1.0MPa，并且設計溫度大于-20但是小于185的管道。其余為GC2工業管道。-1.工業管道的檢驗檢測方法1.1.壓力管道常見的缺陷1.2.檢驗檢測方法1.3.工業管道的定期檢驗1.1.壓力管道常見的缺陷（1）制造安裝過程中產生的缺陷壓力管道在制造安裝的過程產生的缺陷包括管道材料冶煉、軋制、機加工、焊接、熱處理等過程中產生的缺陷。冶煉缺陷，如縮管、氣孔非金屬夾雜物等；軋制缺陷，如夾層、折疊、發紋、拉痕、白點等；機加工缺陷，幾何形狀或尺寸不符、沖壓裂紋等；熱處理過程中產生得缺陷，如材料變脆、熱處理裂紋等。管道焊接缺陷是壓力管道中普遍存在也是最多的缺陷。壓力管道最常見的焊接缺陷為：未焊透、未熔合、氣孔、夾渣和裂紋；最常見的焊縫形狀缺陷為：咬邊、錯邊。1）裂紋缺陷裂紋是最危險的缺陷，按其發生的原因分為管道原材料裂紋、焊接不當產生的裂紋、管道材料熱處理不當產生的裂紋、管道過載產生的裂紋、腐蝕產生的裂紋及交變載荷產生的疲勞裂紋等（其中有些是使用過程中產生的裂紋）。裂紋會引起嚴重的應力集中，嚴重破壞了材料的連續性，降低材料的強度；如強度較高而韌性較低的材料，或者材料已發生劣化，則極易發生低應力脆斷。一般講，缺陷造成的應力集中越嚴重，脆性斷裂的危險性越大。在交變載荷下，裂紋尖端的高應變區極易使裂紋尖端萌生新的裂紋，并使裂紋擴展，降低結構的疲勞壽命。對壓力管道安全使用而言，裂紋的危害性最大。它不僅會使焊接結構報廢，還可能會使壓力管道破裂造成嚴重事故。因此是工程上嚴格控制的一種嚴重缺陷，在一般的標準中是裂紋是不允許存在的。2）未焊透缺陷未焊透是一種嚴重的焊接缺陷，可以分為根部未焊透、邊緣未焊透、層間未焊透等。在壓力管道中，由于其焊接方法采用單面焊，極易在管道內表面產生根部未焊透缺陷。就一般而言，產生未焊透的原因主要有：（a）焊接電太小，運條速度太快，角度不對或電弧偏吹，未能使已熔化的金屬焊條與焊件的邊緣或底層充分熔合，從而形成未焊透；（b）焊件對口不正確，如鈍邊太厚，間隙太小；（c）銹污等臟物未清理干凈，或有熔渣，阻礙了焊層之間的熔合。未焊透缺陷的危害是減少了焊縫的有效截面積，降低了管道的承載能力和機械性能。尖而細未焊透比較危險，它將引起的嚴重的應力集中，在交變載荷作用下，未焊透不規則的邊緣，將可能逐步擴展形成裂紋，成為壓力管道潛在破壞的裂紋源。3）未熔合缺陷未熔合也是一種在焊接過程中不當引起的嚴重的焊接缺陷。一方面，由于存在未熔合缺陷，減少了焊縫的有效截面積，使得壓力管道的承載能力和機械性能顯著的降低。另一方面未熔合缺陷兩端比較細，容易引起的管道的應力集中，在載荷或交變載荷作用下，將可能逐步擴展形成裂紋，成為潛在破壞的裂紋源。未熔合缺陷產生的原因主要有：（a）焊接電流過小，運條不當，使填充金屬在未全部熔透前就互相黏結在一起，而在其另以側卻形成了漏焊孔洞；（b）使用電流過大，致使焊條的后半截由于過熱而發紅，造成熔化太快，當焊件邊緣尚未熔化時，焊條的熔化金屬已經覆蓋上去，形成未熔合。4）氣孔缺陷氣孔是管道焊接過程中焊縫中最常見的焊接缺陷。氣孔缺陷的存在破壞了管道焊縫的連續性，使管道的承載的有效截面積減小，從而降低焊縫的機械性能和承載能力。當氣孔面積占截面積的5%以下時，氣孔對靜強度的影響較小，但當成串氣孔總面積超過焊縫截面積的20%時，結構的強度極限會急劇下降。因此，成串或密集氣孔要比單個氣孔危險得多，表面氣孔對材料的彎曲和沖擊性能影響較大，因此表面氣孔要比埋藏的氣孔危險。氣孔使有效截面積減少10%時，材料的疲勞強度則下降50%。產生的主要原因有：（a）焊接過程中，焊接運條不當，焊接速度太快，致使熔化金屬冷卻太快，焊縫熔溶金屬中氣體在成形冷卻前未能來得及逸出，在焊縫金屬內部或表面形成的孔穴。（b）焊條受潮，焊條涂層太薄，藥皮剝落而芯銹；焊條烘干時溫度太高，使藥皮成分變質失效；（c）焊接過程中焊件未清理干凈；（d）焊接過程中，氣體來不及從焊縫中逸出；電流過大；（e）焊接周圍環境濕度過大等。5）夾渣缺陷夾渣也是焊縫中最常見的焊接缺陷。夾渣存在尖銳的棱角邊界，其尖角處易引起應力集中，其危害性比氣孔缺陷嚴重，特別是條形的連續夾渣。夾渣洞穴中填充著非金屬的夾雜物，會影響焊縫的致密性，從而影響材料的性能，根據其截面的大小成正比例的降低材料的抗拉強度，但夾渣對屈服強度影響較小，但使材料的冷彎、沖擊性能大幅度減低。單個間斷小球狀的夾渣物影響較小，而細小的線狀的連續夾渣相對影響較大些。在有交變載荷和溫度變化的環境下，條形夾渣內的熔渣與金屬的膨脹系數相差懸殊導致產生很大的內應力，從而引發裂紋產生。夾渣產生的原因主要是焊件邊緣及焊層之間未清理干凈；焊接電流太小，而焊條太粗；焊件坡口角度過小，加上運條不當，致使焊渣與鐵水分離不清，阻礙了焊渣上浮；熔化金屬凝固太快，熔渣來不及浮出；焊件與焊條的化學成分不相宜等。（2）使用過程中產生的缺陷壓力管道在使用過程中，由于周圍環境、介質、返修、載荷等因素會使壓力管道產生各種缺陷，常見的缺陷主要包括：（a）由于環境、介質等引起各種腐蝕缺陷；（b）由于長期在高溫環境下運行產生的材料損傷和組織缺陷；（c）管道在交變載荷、振動作用下引起的疲勞裂紋；（d）壓力管道在修理焊接引起的缺陷。（a）腐蝕缺陷在用壓力管道常見腐蝕缺陷主要有：均勻腐蝕（與材料和介質有關）；點腐蝕（孔蝕）（與材料和介質有關）；沖刷腐蝕（與部位和介質流速以及介質中的顆粒含量有關）；晶間腐蝕（主要與介質和材料有關）；應力腐蝕（與介質，應力，材料有關）；縫隙腐蝕（與介質、材料、結構縫隙有關）；氫腐蝕（與氫介質、高溫、壓力、材料有關）；電偶腐蝕（與介質、相接觸的多種金屬材料有關）；有保溫腐蝕（與介質、材料、溫度有關）；無保溫腐蝕（與周圍環境有關）；管道與支架局部接觸處腐蝕。（b）長期使用引起壓力管道的材料損傷管道材料損傷是指管道材料在長期運行中組織和性能發生變化的現象。壓力管道材料長期在高溫下運行，材料會發生損傷。如高溫、高壓臨氫設備及管道一般設計壽命大約在10萬小時左右，隨著運行時間的增加，特別在超過設計壽命情況下，發生各類損傷和失效破壞的可能性將越來越大。國內外不少石油化工企業高溫臨氫管線在服役未滿10萬小時曾發生過嚴重的破壞事故。一般而言，高溫臨氫管道長期服役后主要的損傷形式為高溫下的材料氫損傷和高溫下的材料脆化損傷。高溫蒸汽管道的管材一般為低碳鋼和低合金鋼。這些管道中輸送的蒸汽介質不會引起管道材質劣化損傷，但由于溫度較高，材料經長時間運行后仍會受到損傷。低碳鋼和低合金鋼管道高溫長期服役后的材料損傷形式主要為珠光體球化和石墨化。蒸汽管道因材料發生珠光體球化致使蠕變強度和持久強度下降而引發的爆管事故也經常發生。I.珠光體球化壓力管道用低碳鋼與低合金鋼一般在常溫下組織為鐵素體+珠光體。此類鋼在高溫下長期使用后，珠光體組織中的片狀滲碳體會逐漸地趨向形成球狀滲碳體，并慢慢聚集長大，此種現象叫做珠光體球化。珠光體組織中滲碳體的球化及其聚集過程是通過滲碳體的溶解、碳原子在固溶體中的擴散以及由固溶體中析出滲碳體幾個步驟組成。這一過程主要與溫度、時間及鋼的成份有關。在一定的溫度下，時間愈長，球化愈完全。在常用的管道用鋼中，低碳鋼比鉬鋼更易產生球化現象，鉻鉬鋼與鉻鉬釩鋼則比鉬鋼的球化速度低。鋼發生珠光體球化后，會使鋼的室溫強度顯著降低。我國對20號鋼的球化通常分為6級，20號鋼珠光體中度球化后將使鋼的抗拉強度降低20%。II.石墨化鋼在高溫、應力長期作用下，由于珠光體內滲碳體（Fe3C）分解出游離石墨的現象叫做石墨化。在滲碳體不斷的分解下這些石墨不斷聚集長大，形成石墨球。時間愈長，石墨球愈嚴重。我國根據鋼中石墨化的發展程度，一般將石墨化分為四級：1級：石墨化現象不明顯；2級：明顯的石墨化；3級：嚴重的石墨化；4級：很嚴重的石墨化（危險的）。石墨化現象只在高溫下發生，低碳鋼當溫度在450以上、0.5Mo鋼約在480以上長期工作后都可能發生石墨化。此時，鋼發生不同程度的脆化，強度與塑性降低，石墨化嚴重時可導致壓力管道發生失效。一般鋼發生石墨化的時間需要幾萬小時，所以電廠高溫下長期運行的過熱器管子和主蒸汽管道的主要檢查管子的金相組織變化（石墨化和珠光體球化）及對管子材料力學性能的影響。石墨化達到4級的碳鋼和鉬鋼三通及彎頭應予以更換。III.蠕變金屬材料在長時間恒溫（高溫）和不超過其屈服強度的恒應力作用下發生緩慢塑性變形的現象稱為蠕變。晶粒在最易錯動的晶面或晶界上發生滑移是蠕變變形的主要原因。同時，蠕變也使晶格歪曲、破碎和材料硬化，使繼續滑移受到限制。因此鋼材在350以下不發生蠕變。但在高溫下金屬的晶界首先發生軟化，蠕變得以發生和繼續，一直延續到斷裂。蠕變使材料損傷主要是在晶界上先形成微小的空洞，空洞不斷的變大和相互連通，并逐步形成沿晶的微裂紋，直至形成宏觀裂紋，擴展后斷裂。在斷裂之前宏觀上表現出宏觀變形不斷增加。（c）長期在溫度、壓力波動、頻繁的開停車等交變載荷作用下工作壓力管道（如泵、壓縮機進出口處的壓力管道），會產生疲勞裂紋缺陷，也會使原來存在的其它缺陷發生擴展，最后形成新的危險的裂紋缺陷。（d）壓力管道使用過程中，如果返修或檢修不當，也會產生新的缺陷。如壓力管道返修焊接時，如果施工工藝不當或焊接工藝選擇不準確，會產生新的制造缺陷。1.2.檢驗檢測方法在用工業壓力管道定期檢驗是通過一系列的檢驗檢測技術對壓力管道安全性能作出全面、準確的評價。這些檢驗檢測中，有些屬于應會項目，即由壓力管道檢驗人員親手操作完成的項目，例如宏觀檢查（目視檢查、尺寸測量以及簡單設備檢測）。通過這些手段我們來發現管道中較為明顯的表面缺陷。還有些屬于應知項目，即委托有關專業技術人員來完成的項目，如理化檢驗（金相試驗、硬度試驗、化學元素分析、力學性能試驗）和無損檢測等。通過上述這些檢測項目，我們可以進一步獲得管道內部可能存在的缺陷或材料變化狀況。對于前者，壓力管道檢驗人員應熟練掌握應用。而對于后者，則要求了解其基本原理、實施方法、工藝要點、適用范圍與不適用場合、優點和局限性。這樣才能在壓力管道檢驗中，針對壓力管道狀況、現場條件、可能產生缺陷的性質來正確地選擇檢測項目和方法，綜合各種的檢測和試驗結果。宏觀檢查（目視檢查、放大鏡檢查、焊縫檢驗尺測量、手電筒照射檢查、內窺鏡檢查、紅外成像儀檢查等）電阻測定無損檢測（射線、超聲波、磁粉、滲透檢測等）理化檢驗（化學成分分析、金相檢驗、硬度測試等）1.2.1 宏觀檢查宏觀檢查是壓力管道檢驗最基本的檢驗方法。宏觀檢查的方法簡單易行，可以直接發現管道組成件和支撐件表面較為明顯的缺陷，快速獲得壓力管道的總體質量狀況，從而為下一步其他檢驗內容，包括檢測項目、方法、比例、部位的選擇和實施提供依據。壓力管道的宏觀檢查包括目視檢查、放大鏡檢查、焊縫檢驗尺測量、手電筒照射檢查、使用游標卡尺、卡鉗、鋼板尺、卷尺檢查、測厚儀測量、內窺鏡檢查、紅外成像儀檢查、防腐層檢測儀檢查和電火花檢測儀檢查。1.目視檢查目視檢查是指檢驗人員用肉眼對管道的結構和表面狀態進行檢查，目視檢查是一種定性檢測，目視檢查對易于觀察或能暴露檢查的組成件、連接接頭及其它管道元件的部分在其制造、制作、裝配、安裝、檢查或試驗之前、進行中或之后進行觀察。這種檢查包括核實材料、組件、尺寸、接頭的制備、組對、焊接、粘接、釬焊、法蘭連接、螺紋或其它連接方法、支承件、裝配以及安裝等的質量是否達到規范和工程設計的要求。（1）檢測順序結構后看表面從整體到局部從宏觀到微觀（2）檢測內容泄漏檢查防腐層檢查振動檢查位置檢查撓曲、下沉及異常變形檢查支吊架檢查管道組成件（管子、閥門、法蘭、膨脹節等）檢查陰極保護裝置檢查蠕脹測點檢查標識檢查焊接接頭檢查表面腐蝕檢查2.放大鏡檢查目視檢查時，有時采用一些器具輔助檢查，如對肉眼檢查有懷疑的部位，可用510倍放大鏡做進一步觀察。采用放大鏡檢查，可以更為清晰地發現肉眼很難發現的表面細小的裂紋、弧坑、氣孔等缺陷。3.焊縫檢驗尺測量焊接檢驗尺是利用線紋和游標測量等原理，檢驗焊接件的焊縫余高、錯邊量、焊腳高度、焊角厚度（焊喉）、咬邊深度、點蝕深度等的計量器具。主要結構形式如圖所示。下面將對幾種常規尺寸的測量方法進行介紹。（1）焊縫余高的測量首先將主尺的工作面平行于管道的軸線方向緊貼著管道表面，然后滑動高度尺與焊縫接觸，此時高度尺的所指示值，即為焊縫高度尺寸。（2）焊縫錯邊量的測量首先將主尺的工作面平行于管道的軸線方向緊貼著焊縫的一側，然后滑動高度尺與焊縫的另一側接觸，此時高度尺的所指示值，即為錯邊量尺寸。（3）焊腳高度的測量用主尺的工作面靠緊焊件和焊縫，并滑動高度尺與焊件的另一邊接觸，觀察和記錄高度尺的指示線，指示值即為焊縫高度尺寸。（4）焊角厚度（焊喉）的測量首先把工作面兩側分別與焊件靠緊，并滑動高度尺與焊點接觸，高度尺所指示值即為焊角厚度（焊喉）尺寸。（5）咬邊（點蝕）深度的測量用主尺的工作面靠緊管道表面，然后使用咬邊尺測量咬邊（點蝕）深度，看咬邊尺指示值，即為咬邊深度尺寸。4.手電筒照射檢查為了能有效地觀察到管道表面變形、腐蝕凹坑等缺陷，在對管道做目視檢查時，可用手電筒貼著管道表面平行照射，此時管道表面的微淺坑槽和細微裂紋都能清楚地顯示出來，鼓包和變形的凹凸不平現象也能夠看得更清楚。5.游標卡尺檢查游標卡尺是工業上常用的測量長度的儀器，它由尺身及能在尺身上滑動的游標組成。若從背面看，游標是一個整體。游標與尺身之間有一彈簧片，利用彈簧片的彈力使游標與尺身靠緊。游標上部有一緊固螺釘，可將游標固定在尺身上的任意位置。尺身和游標都有量爪，利用內測量爪可以測量槽的寬度和管的內徑，利用外測量爪可以測量零件的厚度和管的外徑。深度尺與游標尺連在一起，可以測槽和筒的深度。（1）測量方法測量時，右手拿住尺身，大拇指移動游標，左手拿待測外徑（或內徑）的物體，使待測物位于外測量爪之間，當與量爪緊緊相貼時，即可讀數。壓力管道常用的公稱直徑尺寸公稱直徑大外徑小外徑公稱直徑大外徑小外徑DN152218DN150168152DN202725DN200212212DN253432DN250273273DN324238DN300324325DN404845DN350356377DN506057DN400406426DN6576（73）73DN450457480DN808282DN500508530DN100114108DN600610630DN125140133 （2）讀數讀數時首先以游標零刻度線為準在尺身上讀取毫米整數，即以毫米為單位的整數部分。然后看游標上第幾條刻度線與尺身的刻度線對齊，（若沒有正好對齊的線，則取最接近對齊的線進行讀數），游標上第n條刻度線與尺身的刻度線對齊（乘以）分度值，相乘的結果即為小數部分。如有零誤差，則一律用上述結果減去零誤差（零誤差為負，相當于加上相同大小的零誤差），讀數結果：L=整數部分+小數部分零誤差（3）讀數實例在主尺上讀出副尺零刻度線以左的刻度，該值就是最后讀數的整數部分。圖示33mm。副尺上一定有一條與主尺的刻線對齊，在副尺上讀出該刻線距副尺的零刻度線以左的刻度的格數，乘上該游標卡尺的精度0.02mm，就得到最后讀數的小數部分。或者直接在副尺上讀出該刻線的讀數，圖示為0.24mm。將所得到的整數和小數部分相加，就得到總尺寸為33.24mm。6.卡鉗測量卡鉗是一種測量長度的量具。卡鉗根據不同的測量用途可以分為內卡鉗和外卡鉗。常用內卡鉗用于管道的內徑，用外卡鉗測量管道的外徑。它們本身都不能直接讀出測量結果，而是把測量得的長度尺寸，在鋼直尺上進行讀數，或在鋼直尺上先取下所需尺寸，再去檢驗零件的尺寸是否符合相關要求。內卡鉗 外卡鉗卡鉗的使用方法如下：（1）卡鉗測量法用外卡鉗測量圓的中心距時，要使兩鉗腳測量面的連線垂直于圓的軸線，不加外力，靠外卡鉗自重滑過圓的外圓，這時外卡鉗開口尺寸就是圓柱的直徑。用內卡鉗測量孔的直徑時，要使兩鉗腳測量面的連線垂直并相交于內孔軸線，測量時一個鉗腳靠在孔壁上，另一個鉗腳由孔口略偏里面一些逐漸向外測試，并沿孔壁的圓周方向擺動，當擺動的距離最小時，內卡鉗的開口尺寸就是內孔直徑。（2）卡鉗在鋼尺上取尺寸方法外卡鉗的一個鉗腳的測量面靠著鋼尺的端面，另一鉗腳的測量面對準所取的尺寸刻線上，且兩測量面的連線應與鋼尺平行。使用內卡鉗時，其取尺寸方法與外卡鉗一樣，只是在鋼尺的端面須靠著一個輔助平面，內卡鉗的一個腳也靠著該平面。7.鋼板尺測量鋼板尺是量具的一種，外形像普通塑料尺。常用鋼板尺測量管道的長度、高度（深度）等尺寸。8.卷尺測量卷尺是日常生活中常用的工量具，在壓力管道的檢驗中我們常用卷尺來測量管道的長度、高度、周長、直徑等尺寸。9.測厚儀測量（1）工作原理厚度測量是壓力管道檢驗中最常見的檢測項目。由于管道是閉合殼體，測厚只能從一面進行，所以需要采用特殊的物理方法，最常用的是超聲波。目前壓力管道檢驗中使用的測厚儀都是脈沖反射式超聲波測厚儀，其測厚原理如下：厚度值：=1/2ct式中：c超聲波工件中的波速，m/s；在鋼中的波速為5920m/s。t超聲波在工件中往返一次傳播的時間，s。（2）測厚儀使用的一般程序測厚儀的校準每一次測厚前,必須對測厚儀應進行校準。鋼中的縱波聲速5900m/s，儀器中的聲速一般按鋼的聲速設定。校準時，用儀器配置的標準試塊測試，調節旋鈕使儀器讀數與試塊厚度一致。然后再對鋼鐵材料進行測厚。當對非鋼鐵材料測厚前，必須進行聲速和儀器線性的校準。測厚操作要求工件表面光潔平整，達不到要求時，要進行打磨。測試時要施加一定的耦合劑。常用的耦合劑有甘油、機油、水玻璃等。測厚時，探頭放置要平穩、壓力適當。每個測試位置應稍加移動測量兩次。當管道中有沉積物，且沉積物聲阻抗與工件相差不大時，要先用小錘敲擊幾下管壁后再測，以免誤判。（3）測厚注意事項聲速調節和儀器線性對配有“聲速調節”和“延遲調節”的測厚儀，應注意儀器設定的聲速值應與試件中傳輸的聲速一致，這樣才能保證測厚數據準確。材料晶粒對測厚的影響晶粒粗大的材料，例如鑄鋼或鑄鐵，對超聲波衰減很大，普通測厚儀無法使用，得不到讀數。解決方法有：使用頻率較低、功率較大的專門用于粗晶材料的測厚儀；或使用功率更大的超聲波探傷儀來測厚。表面涂層對測厚的影響表面涂層會影響測厚結果，使測厚讀數變大，所以測厚前應將表面涂層去除。如實際情況不允許去除表面涂層，則應作對比試驗，以確定涂層引起的厚度增加值。特殊條件下的測厚壓力管道檢驗中的特殊條件下的測厚包括：特殊試件，例如復合材料；特殊條件，例如高溫下的測厚。（4）儀器的操作步驟測量準備將探頭插頭插入主機探頭插座中，按鍵開機，全屏幕顯示數秒后顯示聲速，如下圖所示。此時可開始測量。校準按ZERO鍵，進入校準狀態在隨機試塊上涂耦合劑，將探頭與隨機試塊耦合，屏幕顯示的橫線將逐條消失，直到屏幕顯示4.0mm即校準完畢。測量厚度將耦合劑涂于被測處，將探頭與被測材料耦合即可測量，屏幕將顯示被測材料厚度，如圖：說明：當探頭與被測材料耦合時，顯示耦合標志。如果耦合標志閃爍或不出現說明耦合不好。當材料實際聲速與 5900m/s 不同時，按下式計算實際厚度值：式中：H0=HV0/5900H-5900m/s聲速下測得厚度值V0 -材料實際聲速值H0-材料實際厚度值超聲波測厚儀各種常見材料聲速表 材料（英）聲速In/usM/S鋁Alumlnum0.2506340-6400鋼Smon0.2335920不銹鋼Steel.stanless0.2265740黃銅Brass0.1734399銅Copper0.1864720鑄鐵Iron0.173-0.2294400-5820鉛Lead0.0942400尼龍Nylon0.1052680冰Ice0.1573988鎳Nickel02225639樹脂玻璃Plexiglas0.1062692聚苯乙烯Polystyrene0.0922337陶瓷Porcelain0.2305842聚氯乙烯PVC0.0942388石英Quartz0.2225639硫化橡膠Rubber.vulcanized0.912311銀Sliver0.1423667金Gold0.1283251鋅Zinc0.1644170鈦Titanium0.236599010.內窺鏡檢查壓力管道的內徑一般都比較小，如果要對其進行內部檢查，我們無法像容器那樣進入到設備內部進行宏觀檢查，因此我們一般采用內窺鏡設備對管道的內部情況進行檢查，檢查工業管道內部焊縫、腐蝕、堵塞、差異、異物等情況。內窺鏡是光、機、電一體的NDT儀器，分為三類產品。第一類，硬性內窺鏡系列；第二類，纖維內窺鏡系列；第三類，電子視頻內窺鏡系列產品。11.紅外成像儀檢查在壓力管道的定期檢驗中，常用紅外成像儀對高溫管道進行檢查，檢查管道的絕熱層有無破損、跑冷等情況。紅外熱成像儀接收被測物體各部位輻射的紅外能量，并將其轉換為溫度值，用不同的顏色標示不同的溫度，以熱像圖方式在液晶屏上顯示。紅外熱成像儀的操作方法十分簡便，只需選擇合適的距離，將紅外熱成像儀對準被測物并按動測試按鈕，此時被測物的熱像儀即被保存。可以通過對熱像儀的分析來判斷被測物的各個部位的溫度差異。1.2.2 電阻測定在用工業管道定期檢驗規程（試行）中規定：對輸送易燃、易爆介質的管道采取抽查的方式進行防靜電接地電阻和法蘭間的接觸電阻值的測定。管道對地電阻不得大于100，法蘭間的接觸電阻值應小于0.03。常用的電阻測量方法有萬用表測量和絕緣電阻測試儀測量。（1）萬用表測量將萬用表擋位調到歐姆檔，即根據被測電阻的歐姆值選擇合適的倍率，將黑紅表筆分別接觸被測電阻兩端。（2）絕緣電阻測試儀測試絕緣電阻測試儀即兆歐表。兆歐表（Megger）俗稱搖表，兆歐表大多采用手搖發電機供電，故又稱搖表。它的刻度是以兆歐（M）為單位的。兆歐表是電工常用的一種測量儀表。兆歐表主要用來檢查電氣設備、家用電器或電氣線路對地及相間的絕緣電阻，以保證這些設備、電器和線路工作在正常狀態，避免發生觸電傷亡及設備損壞等事故。測量方法：（1）測量前必須將被測設備電源切斷，并對地短路放電。（2）被測物表面要清潔。減少接觸電阻，確保測量結果的正確性。（3）測量前應將兆歐表進行一次開路和短路試驗，檢查兆歐表是否良好。即在兆歐表未接上被測物之前。搖動手柄使發電機達到額定轉速（120r/min），觀察指針是否指在標尺的“”位置。將接線柱“線（L）和地（E）”短接，緩慢搖動手柄，觀察指針是否指在標尺的“0”位。如指針不能指到該指的位置，表明兆歐表有故障。應檢修后再用。（4）兆歐表使用時應放在平穩、牢固的地方，且遠離大的外電流導體和外磁場。（5）必須正確接線。兆歐表上一般有三個接線柱，其中L接在被測物和大地絕緣的導體部分，E接被測物的外殼或大地。G接在被測物的屏蔽上或不需要測量的部分。測量絕緣電阻時，一般只用“L”和“E”端。但在測量電纜對地的絕緣電阻或被測設備的漏電流較嚴重時，就要使用“G”端，并將“G”端接屏蔽層或外殼。線路接好后，可按順時針方向轉動搖把。搖動的速度應由慢而快，當轉速達到每分鐘120轉左右時，保持勻速轉動，1分鐘后讀數。并且要邊搖邊讀數。不能停下來讀數。1.2.3 無損檢測無損檢測的定義是：在不損壞試件的前提下，以物理或化學方法為手段，借助先進的技術和設備器材，對試件的內部及表面的結構、性質、狀態進行檢查和測試的方法。射線檢測（Radiographic Testing，簡稱RT）、超聲波檢測（ Ultrasonic Testing，簡稱UT）、磁粉檢測（ Magnetic Testing，稱MT）、滲透檢測（ Penetrant Testing，簡稱PT）和渦流檢測（Eddy Current Testing，簡稱ET）是在承壓類特種設備應用較廣泛的探測缺陷的方法，稱為五大常規檢測方法。其中RT和UT主要用于探測試件內部缺陷，PT主要用于探測試件表面缺陷，MT和ET主要用于探測試件表面和近表面缺陷。無損檢測的目的：（1）保證產品質量應用無損檢測技術，可以探測到肉眼無法看到的試件內部的缺陷；在對試件表面質量進行檢驗時，通過無損檢測方法可以探測出許多肉眼很難看見的細小缺陷。由于無損檢測技術對缺陷檢測的應用范圍廣，靈敏度高，檢測結果可靠性好，因此在承壓類特種設備和其他產品制造的過程檢驗和最終質量檢驗中普遍采用。應用無損檢測技術的另一優點是可以進行百分之百檢驗。眾所周知，采用破壞性檢測，在檢測完成的同時，試件也被破壞了，因此破壞性檢測只能進行抽樣檢驗。與破壞性檢測不同，無損檢測不需損壞試件就能完成檢測過程，因此無損檢測能夠對產品進行百分之百檢驗或逐件檢驗。許多重要的材料、結構或產品，必須保證萬無一失，只有采用無損檢測手段，才能為質量提供有效保證。（2）保障使用安全即使是設計和制造質量完全符合規范要求的承壓類特種設備，在經過一段時間使用后，也有可能發生破壞事故。這是由于苛刻的運行條件使設備狀態發生變化，例如由于高溫和應力的作用導致材料蠕變；由于溫度、壓力的波動產生交變應力，使設備的應力集中部位產生疲勞；由于腐蝕作用使壁厚減薄或材質劣化等等。上述因素有可能使設備中原來存在的，制造規范允許的小缺陷擴展開裂，或使一設備中原來沒有缺陷的地方產生這樣或那樣的新生缺陷，最終導致設備失效。為了保障使用安全，對在用鍋爐、壓力容器、壓力管道，必須定期進行檢驗，及時發現缺陷，避免事故發生，而無損檢測就是在用鍋爐、壓力容器、壓力管道定期檢驗的主要內容和發現缺陷最有效的手段。除鍋爐壓力容器壓力管道外，其他在用重要設備、構件、零部件的定期檢驗時，也經常應用無損檢測手段。（3）改進制造工藝在產品生產中，為了了解制造工藝是否適宜，必須事先進行工藝試驗。在工藝試驗中，經常對工藝試樣進行無損檢測，并根據檢測結果改進制造工藝，最終確定理想的制造工藝。例如，為了確定焊接工藝規范，在焊接試驗時對焊接試樣進行射線照相，隨后根據檢測結果修正焊接參數，最終得到能夠達到質量要求的焊接工藝。又如，在進行鑄造工藝設計時，通過射線照相探測試件的缺陷發生情況，并據此改進澆口和冒口的位置，最終確定合適的鑄造工藝。（4）降低生產成本在產品制造過程中進行無損檢測，往往被認為要增加檢查費用，從而使制造成本增加。可是如果在制造過程中間的適當環節正確地進行無損檢測，就是防止以后的工序浪費，減少返工，降低廢品率，從而降低制造成本。例如，在厚板焊接時，如果在焊接全部完成后再無損檢測，發現超標缺陷需要返修，要花費許多工時或者很難修補。因此可以在焊至一半時先進行一次無損檢測，確認沒有超標缺陷后再繼續焊接，這樣雖然無損檢測費用有所增加，但總的制造成本降低了。又如，對鑄件進行機械加工，有時不允許機加工后的表面上出現夾渣、氣孔、裂紋等缺陷，選擇在機加工前對要進行加工的部位實施無損檢測，對發現缺陷的部位就不再加工，從而降低了廢品率，節省了機加工工時、成本。無損檢測應用時，應掌握以下幾方面的特點：（1）無損檢測要與破壞性檢測相配合（2）正確選用實施無損檢測的時機（3）選用最適當的無損檢測方法（4）綜合應用各種無損檢測方法1.射線檢測射線檢測的原理X射線和射線都是波長極短的電磁波。X射線是從X射線管中產生的，射線是從放射性同位素的原子核中放射出來的，能量在1MeV以上的高能X射線，是通過電子加速器獲得的。射線在穿透物體過程中會與物質發生相互作用，因吸收和散射而使其強度減弱。強度衰減程度取決于物質的衰減系數和射線在物質中穿越的厚度。如果被透照物體（試件）的局部存在缺陷，且構成缺陷的物質的衰減系數又不同于試件，該局部區域的透過射線強度就會與周圍產生差異。把膠片放在適當位置使其在透過射線的作用下感光，經暗室處理后得到底片。底片上各點的黑化程度取決于射線照射量，由于缺陷部位和完好部位的透射射線強度不同，底片上相應部位就會出現黑度差異。底片上相鄰區域的黑度差定義為“對比度”。把底片放在觀片燈上借助透過光線觀察，可以看到由對比度構成的不同形狀的影像，評片人員據此判斷缺陷情況并評價試件質量。X射線檢測原理示意圖圖譜號缺陷名稱財政厚度焊接方法圖片來源132未焊透鋼20mm手工焊IIW瑞典圖譜號缺陷名稱財政厚度焊接方法圖片來源159裂縫16MnR18mm自動焊北京射線檢測設備和器材射線檢測使用的設備和主要器材簡介如下：（1）射線檢測設備射線檢測設備可分為：X射線探傷機、射線探傷機、高能射線探傷設備三大類。X射線探傷機管電壓在450 kV以下，可分為攜帶式、移動式兩類，最大穿透鋼鐵厚度可達100 mm。射線探傷機的射線能量取決于放射性同位素的種類，常用源有C060、Irl22.Se75等。（2）膠片膠片是射線檢測記錄信息的器材。射線膠片不同于一般的感光膠片，一般感光膠片只在膠片片基的一面涂布感光乳劑層，在片基的另一面涂布反光膜。（3）增感屏射線底片上的影像主要是靠膠片乳劑層吸收射線產生光化學作用形成的。但通常只有不到1%的射線被膠片所吸收，而22%以上的射線透射過膠片被浪費。使用增感屏可增強射線對膠片的感光作用，從而達到縮短曝光時間提高工效的目的。（4）像質計像質計是用來檢查和定量評價射線底片影像質量的工具。又稱為影像質量指示器，或簡稱IQI、透度計。像質計通常用與被檢工件材質相同或對射線吸收性能相似的材料制作。像質計中設有一些人為的有厚度差的結構（如槽、孔、金屬絲等），其尺寸與被檢工件的厚度有一定的數值關系。射線底片上的像質計影像可以作為一種永久性的證據，表明射線檢測是在適當條件下進行的，但像質計的指示數值并不等于被檢工件中可以發現的自然缺陷的實際尺寸。基本操作把射線源、工件和膠片按一定的相互位置進行布置，一般把被檢的物體安放在離X射線裝置或射線裝置一定距離（符合射線檢測標準要求）的位置處，把膠片盒緊貼在試樣背后，讓射線照射適當的時間（根據曝光曲線選擇）進行曝光。把曝光后的膠片在暗室中進行顯影、定影、水洗和干燥。將干燥的底片放在觀片燈的顯示屏上觀察，根據底片的黑度和圖像來判斷存在缺陷的種類、大小和數量。隨后按相應的射線檢測標準（NB/T 47013），對缺陷進行評定和分級。以上就是射線照相探傷的一般步驟。射線的安全防護射線具有生物效應，超輻射劑量可能引起放射性損傷，破壞人體的正常組織出現病理反應。輻射具有積累作用，超輻射劑量照射是致癌因素之一，并且可能殃及下一代，造成嬰兒畸形和發育不全等。由于射線具有危害性，所以在射線照相中，防護是很重要的。主要的防護措施有以下三種：屏蔽防護、距離防護和時間防護。射線檢測的優缺點檢測結果有直接記錄（底片）。可以獲得缺陷的投影圖像，缺陷定性定量準確。體積型缺陷檢出率很高，而面積型缺陷的檢出率受多種因素影響。適宜檢驗較薄工件，不適宜檢驗較厚工件（靈敏度）。適宜對接焊縫的檢驗,檢測角焊縫效果差,不適宜板材，棒材，鍛件。不適合某些試件結構和現場條件（焦距條件）。對缺陷在工件中厚度方向的位置，尺寸（高度）的確定比較難。檢測成本高，檢測速度慢。對人體有傷害。2.超聲波檢測超聲波檢測的原理脈沖反射法在垂直探傷時用縱波，在斜入射探傷時大多用橫波。把超聲波射入被檢物的一面，然后在同一面接收從缺陷處反射回來的回波，根據回波情況來判斷缺陷的情況。縱波垂直探傷和橫波傾斜人射探傷是超聲波探傷中兩種主要探傷方法。兩種方法各有用途，互為補充，垂直縱波探傷容易發現與探測面平行或稍有傾斜的缺陷，主要用于鋼板、鍛件、鑄件的探傷，而斜射的橫波探傷，容易發現垂直于探測面或傾斜較大的缺陷，主要用于焊縫的探傷。（1）垂直探傷把脈沖振蕩器發生的電壓加到晶片上時，晶片振動，產生超聲波脈沖。如果被檢物是鋼工件的話，超聲波以5900 m/s的固定速度在鋼工件內傳播，超聲碰到缺陷時，一部分從缺陷反射回到晶片，而另一部分未碰到缺陷的超聲波繼續前進，一直到被檢物底面才反射回來。缺陷波所經時間短于底波所經時間，故缺陷波F應處于T與B之間。缺陷回波高度hF是隨缺陷尺寸的增大而增高的。所以可由缺陷回波高度hF來估計缺陷大小。當缺陷很大時，可以移動探頭，按顯示缺陷的范圍來求出缺陷的延伸尺寸。（2）斜射探傷法在斜射法探傷中，由于超聲波在被檢物中是斜向傳播的，超聲波是斜向射到底面，所以不會有底面回波。因此，不能再用底面回波調節來對缺陷進行定位。而要知道缺陷位置，需要用適當的標準試塊來把示波管橫坐標調整到適當狀態。在測定范圍作了適當調整后，探測到缺陷時，從示波管上顯示的探頭到缺陷的距離W與缺陷位置的關系如下式所示。從以下關系式可以求出缺陷位置水平距離X和缺陷深度（垂直距離）d。X=Wsind=Wcos橫波探傷中的位置不僅取決于聲程W，還取決于折射角。超聲波檢測設備和器材（1）超聲檢測儀超聲檢測儀是超聲檢測的主體設備，它的作用是產生電振蕩并施加于換能器（探頭）激勵探頭發射超聲波，同時接收來自于探頭的電信號，將其放大后以一定方式顯示出來從而得到被檢工件中有關缺陷的信息。根據采用的信號處理技術，超聲檢測儀可分為模擬式和數字式儀器，目前廣泛使用的超聲波檢測儀如CTS-22.CTS-26等是A型顯示脈沖反射式模擬檢測儀，而HS-600、CTS300。等則是A型顯示脈沖反射式數字檢測儀。按照不同的用途，人們制造了非金屬檢測儀、超聲測厚儀等。按超聲波的通道數，分為單通道和多通道。（2）探頭凡能將任何其他形式能量轉換成超音頻振動形式能量的器件均可用來發射超聲波，具有可逆效應時又可用來接收超聲波，這類元件稱為超聲換能器。以換能器為主要元件組裝成具有一定特性的超聲波發射、接收器件，常稱為探頭。超聲波探頭是組成超聲檢測系統的最重要的組件之一。探頭的性能直接影響超聲檢測能力和效果。（3）耦合劑超聲耦合是指超聲波在檢測面上的聲強透射率。聲強透射率高，超聲耦合好。為了改善探頭與工件間聲能的傳遞，而加在探頭和檢測面之間的液體薄層稱為耦合劑。在液浸法檢測中，通過液體實現耦合，此時液體是藕合劑。當探頭和工件之間有一層空氣時.超聲波的反射率幾乎為100%，即使很薄的一層空氣也可以阻止超聲波傳人工件。因此，排除探頭和工件之間的空氣非常重要。耦合劑可以填充探頭與工件間的空氣間隙，使超聲波能夠傳入工件，這是使用耦合劑的主要目的。除此之外，耦合劑有潤滑作用，可以減小探頭和工件之間的摩擦，防止工件表面磨損探頭，并使探頭便于移動。常用耦合劑有水、甘油、機油、變壓器油、化學糨糊等。（4）試塊在無損檢測技術中，常常采用與已知量相比較的方法來確定被檢物的狀況。超聲探傷中是以試塊作為比較的依據。試塊上有各種已知的特征，例如特定的尺寸，規定的人工缺陷，即某一尺寸的平底孔、橫通孔、凹槽等。用試塊作為調節儀器、定量缺陷的參考依據，是超聲探傷的一個特點。基本操作現將超聲脈沖A顯示探傷操作要點敘述如下：（1）探傷方法選擇（2）探傷儀器的選擇（3）探傷方向和掃查面的選定（4）頻率的選擇（5）晶片直徑、折射角的選定（6）探傷面修整（7）耦合劑和耦合方法的選擇（8）確定探傷靈敏度（9）進行粗探傷和精探傷優缺點超聲波檢測的優點是穿透力強、設備輕便、檢測成本低、檢測效率高，能即時知道檢測結果（實時檢測），能實現自動化檢測，在缺陷檢測中對危害性較大的裂紋類缺陷特別敏感等。超聲波檢測的缺點是通常需要耦合介質使聲能透入被檢物，需要有參考評定標準，特別是顯示的檢測結果不直觀，因而對操作人員的技術水平有較高要求等，此外，對于小而薄或者形狀較復雜，以及粗晶材料等工件檢測還存在一定困難，檢測結果無直接見證記錄。3.磁粉檢測磁粉檢測的原理鐵磁性材料被磁化后，其內部產生很強的磁感應強度，磁力線密度增大幾百倍到幾千倍。如果材料中存在不連續性（包括缺陷造成的不連續性和結構、形狀、材質等原因造成的不連續性），磁力線便會發生畸變，部分磁力線有可能逸出材料表面，從空間穿過，形成漏磁場。漏磁場的局部磁極能夠吸引鐵磁物質。MT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現。下圖為試件中裂紋造成的不連續性使磁力線畸變。由于裂紋中空氣介質的磁導率遠遠低于試件的磁導率，使磁力線受阻，一部分磁力線擠到缺陷的底部，一部分穿過裂紋，一部分排擠出工件的表面后再進入工件。如果這時在工件上撒上磁粉，漏磁場就會吸引磁粉，形成與缺陷形狀相近的磁粉堆積，我們稱其為磁痕，從而顯示缺陷。當裂紋方向平行于磁力線的傳播方向時，磁力線的傳播不會受到影響，這時缺陷也不可能檢出。 磁粉檢測設備和器材（1）磁粉探傷機按設備體積和重量，磁粉探傷機可分為固定式、移動式、攜帶式三類。（2）靈敏度試片靈敏度試片用于檢查磁粉探傷設備、磁粉、磁懸液的綜合性能。靈敏度試片通常是由一側刻有一定深度的直線和圓形細槽的薄鐵片制成，見下圖。使用時，將試片刻有人工槽的一側與被檢工件表面貼緊，然后對工件進行磁化并施加磁粉。如果磁化方法、規范選擇得當，在試片表面上應能看到與人工刻槽相對應的清晰顯示。（3）磁粉