承压设备检验及在线检测技术-XXXX-7

承压设备检验及在线检测技术沈功田中国特种设备检测研究院2013年7月7日北京主要内容1承压设备检验检测技术概述2射线检测新技术3超声检测新技术4涡流检测技术5声发射检测技术6红外热成像检测技术7漏磁检测技术8磁记忆检测技术1概述检验的概念：•为确定某一物质的性质、特征、组成等而进行的试验，或根据一定的要求和标准来检查试验对象品质的优良程度。•通常把对物理特性的检验称为物理检验；对化学性质或组成的检验称为化学检验或简称化验。•检验一般有破坏性检验和非破坏性检验，前者只能从整体中取样进行抽查，然后用数理统计方法推定整体的情况；后者可对整体进行逐个检查。•从被检对象的类别考虑，人们又常将它分为半成品检验、成品检验或商品检验等。1概述检验的概念：•也指用工具、仪器或其它分析方法检查各种原材料、半成品、成品是否符合特定的技术标准、规格的工作过程。•对产品或工序过程中的实体,进行度量,测量,检查,和实验分析,并将结果与规定值进行比较和确定是否合格所进行的活动。•从工程实验的角度来说，检验是按照规定的程序，为了确定给定的产品、材料、设备、生物体、物理现象、工艺过程或服务的一种或多种特性或性能的技术操作。1概述在用承压设备的检验：按照规定的程序（定期检验规则和检验方案），对承压设备进行检查、度量、测量和实验分析,并将结果与规定值进行比较和确定是否合格所进行的活动。在用承压设备的检验除了宏观检查（目视检测）以外，其它均采用无损检测技术。1概述无损检测的定义：无损检测是指对材料或结构件实施一种不损害或不影响其未来使用性能或用途的检查和测量的方法。“隔皮猜瓜”—无损“切开看瓜”—有损1无损检测技术概述无损检测方法的分类：常规无损检测方法：(1)射线检测(RT)(2)超声检测(UT)(3)磁粉检测(MT)(4)渗透检测(PT)(5)涡流检测(ET)1无损检测技术概述无损检测方法的分类：非常规无损检测方法：(1)声发射检测(AET)(2)红外热成像检测(TIR)(3)漏磁检测(4)磁记忆检测(5)超声导波检测(6)微波检测(7)振动分析检测(8)超声全息检测1概述无损检测技术在特种设备的制造、安装和使用的检验中得到广泛使用。制造与安装检验：常规无损检测方法在用设备的检验：常规无损检测方法无损检测新技术：不开罐检测带涂层检测带保温层检测在线检测（高、低温）1无损检测技术概述特种设备检验常用的无损检测技术：1.射线检测10.泄漏检测2.超声检测11.壁厚测定3.磁粉检测12.硬度测定4.渗透检测13.化学成份分析5.涡流检测14.金相分析6.声发射检测7.红外成像检测8.漏磁检测9.磁记忆检测1无损检测技术概述承压设备适用的无损测标准：NB/T47013(JB/T4730)承压设备无损检测——第1部分：通用要求；——第2部分：射线检测；——第3部分：超声检测；——第4部分：磁粉检测；——第5部分：渗透检测；——第6部分：涡流检测；1无损检测技术概述承压设备适用的无损测标准：NB/T47013(JB/T4730)承压设备无损检测——第7部分：目视检测；——第8部分：泄漏检测；——第9部分：声发射检测；——第10部分：衍射时差法超声检测；——第11部分：X射线数字成像检测；——第12部分：漏磁检测；——第13部分：脉冲涡流检测。2射线检测技术1）原理2）特点、适用对象、范围及检测灵敏度3）可重复使用胶片数字成像射线检测技术(CR)4）数字射线实时成像检测技术(DR)2射线检测技术1）原理射线源：X射线、γ射线原理：利用物质对射线的吸收现象不同密度的物质对射线有不同的吸收系数密度越小，对射线的吸收越小；密度越大，对射线的吸收越大。空气非金属夹杂物钢钨铅吸收小吸收大成像系统：胶片、电子胶片、荧光成像板、半导体成像板（实时成像）射线检测原理射线底片底片.=曝光量多=曝光量小.2射线检测技术纵、环向焊接接头单壁透照方式2射线检测技术X射线探伤机2射线检测技术γ射线探伤机2射线检测技术2）特点、适用对象、范围及检测灵敏度适用对象：焊接接头、铸造部件检测厚度范围：工业X射线：300KeV≤40mm420KeV≤80mmγ射线：Se-7510≤W≤40Ir-19220≤W≤100Co-6040≤W≤200高能X射线：1MeV～4MeV30≤W≤2004MeV～12MeV50≤W≤400＞12MeVW≥802射线检测技术检测灵敏度(AB级)公称厚度（T）mm像质计灵敏度值mm≤2.00.08010～150.2540～550.6385～1501.00＞3502.00特点：能确定缺陷平面投影的位置、大小,可获得缺陷平面图象,并能具此判定缺陷的性质。焊接接头：气孔、夹渣、夹钨、未焊透（容易）未熔合、裂纹（较难，与取向有关）2.1可重复使用胶片数字成像射线检测技术可重复使用胶片数字成像射线检测系统包括：1.可重复使用的数字成像板2.射线源3.数字射线扫描仪4.电脑处理器5.射线图像处理软件2.1可重复使用胶片数字成像射线检测技术DR3000HI胶片扫描及处理系统2.1可重复使用胶片数字成像射线检测技术DR1000便携式现场数字射线FIPS系统2.1可重复使用胶片数字成像射线检测技术DR1400PW全景管道焊缝数字射线系统2.1可重复使用胶片数字成像射线检测技术DR1400-SF在线腐蚀和状态检测系统2.1可重复使用胶片数字成像射线检测技术可重复使用胶片数字成像射线检测系统的特点：1.可重复使用的数字成像板（5000次）2.无需化学物质、胶片、暗室、储存室3.减少曝光时间4.图象采用电子文档保存4.缩短检测时间5.降低检测成本2.2数字射线实时成像检测技术原理:采用非晶硅板或非晶硒等材料制成成像平板，通过射线和成像板材料的相互作用，产生电信号，通过计算机系统进行图象处理，实时显示射线检测图象。2.2数字射线实时成像检测技术EnvisionScan™-CMOS扫描式数字成像板成像板尺寸：76mm×76mm到610mm×914mm能量响应：30-450kVX射线分辨率：6线对/毫米，80μm动态范围：12位（4096灰度）2.2数字射线实时成像检测技术EnvisionScan™-CMOS扫描式数字成像板2.2数字射线实时成像检测技术Envision4x4/2x4便携式X射线实时成像系统2.2数字射线实时成像检测技术Envision4x4/2x4便携式X射线实时成像系统2.2数字射线实时成像检测技术兰州三磊公司钢瓶X射线检测系统2.2数字射线实时成像检测技术兰州三磊公司焊管检测系统2.2数字射线实时成像检测技术手工焊缝锅炉管2.2数字射线实时成像检测技术GW-2（P）管道、容器焊缝扫描实时成像系统扫描速度：最高41mm/秒2.2数字射线实时成像检测技术GW-2（P）管道、容器焊缝扫描实时成像系统带保温层管道腐蚀的射线实时成像技术带保温层管道腐蚀的射线实时成像技术3超声检测技术1）原理2）特点、适用对象、范围、检测灵敏度3）超声波端点衍射缺陷测高技术4）TOFD超声波成像检测技术5）相控阵超声波检测技术6）空气耦合超声测厚技术7）管道超声导波检测技术3超声检测技术1）原理利用超声波在固体材料中传播遇到不连续的界面会发生反射或在不连续的尖端会产生衍射的现象。A扫描3超声检测技术超声波探伤仪3超声检测技术2）特点、适用对象、范围及检测灵敏度特点：能确定缺陷的位置和相对尺寸。对裂纹、未熔合、未焊透等面状缺陷比较灵敏适用对象：板材、复合板材、碳钢和低合金钢锻件、管材、棒材、奥氏体不锈钢锻件等原材料对接焊缝、T型焊缝、角焊缝以及堆焊层原材料的检测范围：1.钢板：6mm～250mm2.碳钢、低合金钢钢锻件：≤1000mm3.铝及铝合金和钛及钛合金板材：6mm以上4.复合板超声检测范围：基板厚度大于或等于6mm3超声检测技术原材料的检测范围：5.无缝钢管超声检测范围：（1）碳钢和低合金无缝钢管：外径为12mm～660mm、壁厚大于等于2mm；（2）奥氏体不锈无缝钢管：外径为12mm～400mm、壁厚为2mm～35mm。6.钢螺栓坯件的超声检测范围：直径大于M367.奥氏体钢锻件超声检测3超声检测技术焊接接头的检测范围：•全焊透熔化焊钢对接焊缝：母材厚度6mm～400mm•铝及铝合金、钛及钛合金对接焊缝：母材厚度≥8mm•奥氏体不锈钢对接焊缝：母材厚度10～50mm3超声检测技术检测灵敏度钢板：φ5平底孔第一次反射波高调整到满刻度的50%锻件：φ2mm平底孔对接焊缝：壁厚为6mm～120mm的焊接接头CSK-ⅡA试块φ2×40反射体CSK-ⅢA试块φ1×6反射体壁厚为120mm～400mm的焊接接头CSK-ⅣAφd×40反射体d=6.4～14.3mm3.1超声波端点衍射缺陷测高技术•缺陷自身高度是压力容器检测和缺陷安全评定中非常重要的一个参数；•经过国家“八五”重点科技攻关课题的研究，中国特检院提出了一种可采用普通超声波探伤仪精确测量缺陷高度的方法--超声波端点衍射法；•其测量缺陷最小高度可小至1mm，精度误差不超过0.5mm。•此项成果已被加入JB/T4730-2005《承压设备无损检测》标准中。3.1超声波端点衍射缺陷测高技术•该方法主要根据缺陷端点反射波来辨认衍射回波，并通过缺陷两端点衍射回波之间的延迟时间差值来确定缺陷自身高度。3.2TOFD超声波成像检测技术1、TOFD定义TOFD：TimeOfFlightDiffraction衍射波时差法超声检测技术利用缺陷端点的衍射波信号探测和测量缺陷的尺寸TOFD基本结构：一发一收双探头宽角度纵波斜探头（通常）2013-7-2451TOFD检测设备举例3.2TOFD超声波成像检测技术TOFD：衍射波时差法超声检测技术2013-7-2453发射探头接收探头直通波直通波上端点下端点底面反射波底面反射波检测原理——埋藏缺陷2013-7-2454检测原理——扫查面开口缺陷发射探头接收探头缺陷下尖端底面反射波底面反射波直通波中断无直通波2013-7-2455检测原理——底面开口缺陷发射探头接收探头直通波直通波缺陷上尖端底面反射波中断无底面反射波2013-7-2456检测原理——层间缺陷发射探头接收探头直通波直通波底面发射波底面发射波反射波反射信号2013-7-2457TOFD检测图像的形成（灰度图）白+黑-幅度时间时间将每一个A扫描信号转化为灰度线，沿探头的运动方向拼接成二维灰度图2013-7-2458TOFD检测显示A扫描显示TOFD图像3.2TOFD超声波成像检测技术TOFD：衍射波时差法超声检测技术表面开口裂纹2112密集气孔12312X形坡口根部未焊透2112341234层间未熔合123横向裂纹12341231232013-7-2465（1）能探测不利取向的缺陷，缺陷检出率高；荷兰焊接协会的试验结果POD缺陷检出率FCR误报率R可靠性TOFD优点66TOFD的优点（2）超声波束覆盖区域大，效率高；（3）缺陷高度测量精确；（4）实时成像，快速分析；（5）非基于波幅，波幅影响小；（6）TOFD检测横截面视图的检测数据可以进行自动的数字记录并作持久保存，可以为以后的检测提供准确明了的资料，尤其是对于判断缺陷的扩展性提供了可靠的根据。67TOFD的优点（7）TOFD检测TOFD与射线检测（RT）相比，检测使用水作为耦合剂，对环境无污染无辐射，对人体无伤害。可与施工同步进行，可以有效的保证大型石油化工项目的施工进度。（8）因为检测速度快，对于板厚超过25mm的材料，成本比RT少的多；（9）可以在200℃以上的表面进行检测（已经有在400℃检测的实例）；（10）TOFD检测系统易于搬运，可以在方便的任何地方进行检测；（11）由于可以在产品制造期间进行检测，由此可以节约大量的时间和修复成本；（12）检测效率高于常规的超声UT。TOFD超声波成像检测技术TOFD的缺点：（a）焊缝的两边必须有能够安放用于TOFD检测的发射和接收探头的位置；（b）在检测表面下，存在一个检测不到的死区；根据各公司的技术条件，此死区在2～5mm不等；（c）检测人员必须经过专门的训练