石油天然气建设工程检验检测NDT部分

第四章无损检测技术重点内容：·熟悉掌握射线、超声、磁粉、渗透、涡流检测和超声波测厚的特点、适用范围和选择原则；·熟悉掌握各种无损检测的方法标准和相关的评定标准、规范；·熟悉掌握从事无损检测工作人员资质及单位质量体系运行的要求；·熟悉掌握无损检测报告的基本内容。·熟悉掌握焊接缺陷产生的原因、防止措施的基本内容。·熟悉掌握无损检测在油田地面建设工程中应用的基本内容。第一节无损检测的基本条件•一、检测人员•（一）凡从事无损检测的人员，都必须经过技术培训，并按照国家质量监督检验检疫总局文件《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》及《无损检测人员资格鉴定与认证》GB/T9445-1999进行考核鉴定。•（二）凡从事石油化工管道工程超声波检测工作的有关人员均需通过《石油化工管道工程超声波检测人员考核与管理办法》所规定的技能考核。考核合格人员方可独立进行超声波检测操作，评定检测结果。参加考核的检测人员应具有国家质量监督检验检疫总局颁发的超声波检测Ⅱ级及以上资格。•（三）无损检测人员按等级分为Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级。取得不同无损检测方法的各等级人员，只能从事与该等级相应的无损检测工作，并负相应的技术责任。•（四）检测人员应保证检验（包括缺陷处理后的检验）质量，检验时应有详细现场检测记录，检验后应出具相应的无损检测报告。凡明确有检验员签字的检验报告书必须由持证检验人员签字方为有效。•1.Ⅰ级无损检测人员应具有在II级人员监督、指导下，根据技术说明书进行无损检测的能力。•2.Ⅱ级无损检测人员应能根据确定的工艺，编制技术说明书；具体实施无损检测工作；根据法规、标准和规范，解释和评定检测结果出具并签发检测报告。•3.Ⅲ级无损检测人员应对制定无损检测技术和工艺、贯彻法规、标准规范等负责；全面监督、管理无损检测工作的进行；根据法规、标准和规范，解释和评定检测结果；应能设计特殊的无损检测方案、措施和工艺。•二、检测仪器设备•（一）无损检测仪器的种类•无损检测仪器分为：射线检测设备、超声波检测设备、磁粉检测设备、渗透检测设备、涡流检测设备以及其它检测设备（包括电火花防腐层检测仪、超声波测厚仪、膜层检测仪等）。•（二）仪器的基本要求•所有检测仪器都必须经检定合格或自检合格后方可投入使用。检测仪器的精度和灵敏度必须满足相关仪器设备标准和检验标准的要求。•X射线和γ射线装置还必须取得当地卫生防疫部门颁发的射线装置使用许可证后方可使用。•仪器的操作应严格按照使用说明书和操作规程进行，每次使用后，应及时对仪器进行维护保养，以确保仪器始终处于完好状态。•三、标准规范•无损检测所涉及到的标准规范除工程建设验收规范外，还有如下几类：•（一）检测方法标准•《承压设备无损检测》JB/T4730-2005•《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB/T3323-2005•《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T11345-1989•《石油天然气钢质管道无损检测》SY/T4109-2005•（二）安全防护标准•《放射卫生防护基本标准》•《放射性同位素与射线装置放射防护条例》国务院第44号令•（三）人员资格鉴定标准•《无损检测人员资格鉴定与认证》•《石油化工管道工程超声波检测人员考核与管理办法》•（四）劳动部门（技术监督部门）文件•《压力容器安全技术监察规程》•《蒸汽锅炉安全技术监察规程》•《热水锅炉安全技术监察规程》•《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》•四、管理体系•从事工程无损检测的机构必须有完善的无损检测质量管理体系和检验审核制度。•各无损检测专业的工作都必须有一定数量的无损检测人员和仪器设备才能开展。每种无损检测专业Ⅱ、Ⅲ级资质的人员至少两名，仪器设备的数量和性能应能够满足相应工程检测工作的需要。•无损检测责任工程师应由具有无损检测Ⅲ级或Ⅱ级的资格者担任，负责保证标准规范和各项无损检测管理制度的正确实施。•应由委托方填写无损检测委托单，受理委托的检测试验室应有专人承接委托。每次检测工作都应有一名具有相应专业Ⅱ级以上资质的无损检测人员组织实施，检测报告必须由相应专业的两名Ⅱ、Ⅲ级资质的无损检测人员编制和审核，检验报告中的不合格项应及时反馈给委托方，并提醒委托方及时予以处理。•五、选择原则•常规的无损检测方法有射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测五种，这五种方法各有其特点，各有其自身的针对性和局限性，这几种方法是相互补充的，而不能相互取代。在实际工作中应根据无损检测方法的具体特点、被检工件的材料特性和结构特征、工件中可能存在的缺陷类型和存在的部位等因素正确地选用无损检测方法。各种无损检测方法的具体特点详见下列各节分述。•无损检测方法选择的基本原则是：•金属结构焊缝内部缺陷检测时，对有特殊要求的可采用射线检测方法；对无特殊要求的焊缝可用超声波探伤。•承压设备、管道对接焊缝的内部缺陷检测，既可采用射线检测，也可采用超声检测，但通常都因射线检测工艺成熟、直观性好、能准确判断缺陷的性质，而优先选择射线检测。•凡铁磁性材料制的承压设备、压力管道、金属结构及其零部件，应使用磁粉检测方法检测表面缺陷。确因结构形状等原因（如停电、高空等），不能使用磁粉检测时，方可采用渗透检测。•非铁磁性材料应采用渗透抽测方法检测表面开口缺陷。第二节射线检测•一、基本原理•射线检测是指用X射线或r射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法，该方法是最基本的，应用最广泛的一种非破坏性检验方法。•(1)、射线照相检验法的原理：射线能穿透人眼无法看透的物质并使胶片感光，当X射线或r射线照射胶片时，与普通光线一样，能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影，由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同，照射到胶片各处的射线能量也就会产生差异，照射到胶片上的射线剂量（强度）不同，则在底片上形成的黑度也不同。在观片灯下，观察与分析底片上不同黑度区域的影像，从而可以直观地判定工件内部缺陷的性质和大小。•通过射线检测能发现铸件中的气孔、疏松、缩孔、针孔、溶剂夹渣、氧化夹渣、夹砂、金属夹杂物、冷隔偏析、燃烧裂纹；焊件的焊缝中的气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等一切在射线透照方向上有一定尺寸的缺陷。•二、射线检测的特点•（一）优点•1.射线检测是最常用的检测工件内部缺陷的无损检测方法。适用于几乎所有材料，而且对试件形状及其表面粗糙度均无严格要求，在锅炉压力容器、管道和其它结构的焊缝和铸件检测方面应用的十分广泛。•2.可以获得缺陷的直观图像，定性准确，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确；•3.对体积型缺陷（气孔、夹渣、夹钨、烧穿、咬边、焊瘤、凹坑等）检出率很高；•4.适宜检验厚度较薄的工件；•5.适宜检验对接焊缝；•6.射线底片能长期存档备查，便于事故分析。•（二）局限性•1.由于射线能量的限制，目前的射线检测一般只能检测250mm以下厚度的工件，要检测更大厚度的工件必须采用特殊的高能射线装置。•2.由于在照射方向上几乎没有厚度差的缘故，对面积型缺陷（未焊透、未熔合、裂纹等），如果照相角度不适当，容易漏检，只有当射线束的入射方向与裂纹的延伸方向小于一定角度时，才能检测出来。•3.不适宜检验角焊缝以及板材、棒材、锻件等；•4.检测成本高、费用大。•5.具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，损害生物组织，危及生物器官的正常功能。超辐射剂量就可能引起放射性损伤。所以在射线检测中，需作特殊的防护。•总的来说，RT的特性是——定性更准确，有可供长期保存的直观图像，总体成本相对较高，而且射线对人体有害，检验速度会较慢。•三、适用范围•（一）适用于2mm～200mm母材厚度的钢制锅炉、管道和结构的钢熔化焊对接接头的X射线和γ射线透照检测（GB/T3323-2005）；•（二）适用于2mm～250mm板厚的碳素钢、低合金钢、不锈钢制压力容器对接焊缝的X射线和γ射线透照检测（JB/T4730-2005）；•（三）管壁厚大于或等于2mm的碳素钢、低合金钢、不锈钢管环焊缝的射线透照检测（JB/T4730-2005）；•（四）壁厚小于或等于80mm的铝及铝合金材料制压力容器对接焊缝X射线透照检测检测（JB/T4730-2005）；•（五）壁厚小于50mm的钛及钛合金材料制压力容器对接焊缝的X射线透照检测和缺陷等级评定（JB/T4730-2005）；•（六）壁厚为2mm～50m低碳钢、低合金钢等金属材料的石油天然气长输、集输及其站场的管道环向对接接头的检测与质量分级（SY/T4109-2005）•四、射线检测设备•射线检测设备可分为X射线探伤机、高能射线探伤设备和γ射线探伤机三大类。•（一）射线探伤机•X射线探伤机可分为便携式、移动式和固定式三类。•移动式和固定式均用于透照室内的射线探伤，它具有较高的管电压和管电流，多采用水冷和油冷的方式对射线管在工作中产生的大量的热量进行冷却，设备重量大。高压发生装置、冷却装置与X射线机头都分别独立安装，X射线机头通过高压电缆与高压发生装置连接。机头可通过带有轮子的支架在小范围内移动，也可固定在支架上。此类设备的最高电压目前不超过500kV，常用的是400kV或420kV射线机，最大穿透厚度不超过100mm（钢）。•便携式X射线机主要用于现场射线照相，其高压发生器和射线管在一起组成机头，通过低压电缆与控制箱连接。现在此类设备多采用气体绝缘和冷却形式，(老式的采用油冷形式的此类设备多已淘汰)，体积小、重量轻，大大减轻了工人现场工作的劳动强度，但所具有的管电压和管电流较小，常用的便携式X射线机一般按额定管电压分为200kV、250kV、300kV等几种型号（不同厂家设备编号的方法略有不同），额定管电压越大的设备，重量越大，目前此类设备的最高电压不超过300kV，最大穿透厚度越60mm左右。•（二）高能射线探伤设备•为了满足大厚度工件的要求，从40年代以来，设计制造了各种高能X射线探伤装置，如电子感应加速器、直线加速器和电子回旋加速器。其中直线加速器可产生大剂量射线，提高了检测效率和透照厚度，目前运用最多。射线检测用的直线加速器的能量一般在20MeV以内，最大穿透厚度可达500mm。此类设备体积和重量很大，而且对放射防护的要求很高，故只能在透照室内使用。•（三）γ射线探伤机•γ射线探伤机因有射线源体积小，可在狭窄场地、高空、水下工作，并可全景曝光等特点，已成为射线检测的重要组成部分。•常用的γ源有60Co、192Ir、137Cs、75Se四种，γ源由不锈钢外壳严密封装，与操作机构的导索有牢固连接，通过电动或手动机构拖动导索进退，实现对γ源由存储容器到工作位置的传递。γ源容器一般用铅或贫化铀制成，以保护处于非工作状态的γ源不会对人体和照相工作有影响。60Co的最大穿透厚度约200mm，192Ir的最大穿透厚度约100mm。•五、检测报告•报告至少应包括以下内容：•·委托单位、被检工件名称、编号；•·被检工件材质*、母材厚度*；•·检测装置的名称、型号；•·透照方法及透照规范*；•·透照部位及工件草图（或示意图）*；•·检测结果*、缺陷等级评定*及检测标准名称*；•·返修情况*；•·检测人员*和责任人员*签字及其技术资格*；•·检测日期。•在报告审查中，应对打*号的报告内容予以重点关注。•六、射线防护•X射线和γ射线对人体有不良影响，会引起病变，严重的会导致死亡，因此，操作时要非常谨慎。另外，射线透照时，被检物、墙壁、地板、天花板都会发出散射线，对这些散射线也要进行防护。•射线的安全防护主要是采用时间防护、距离防护和屏蔽防护。•时间防护：即尽量缩短人体与射线接触的时间。•距离防护：即增加人体到射线源的距离。人体受到的射线照射量与人体到射线源距离的平方成反比。•屏蔽防护:即在人体与射线源之间隔一层屏蔽物，以阻挡射线。•在现场进行射线检测时应设置安全线，安全线上应有明显警告标志，夜间应设红灯。防止误照事故发生。第三节超声波检测•一、基本原理•超声波是一种超出人的听觉范围的高频率机械振动波。超声波可以分为纵波、横波、表面波等多种波型。超声波在同一介质中传播时速度不变，传播方向也不变，如果传播过程中遇到异质介面，