石油化工设备无损检测技术

1石油化工设备石油化工设备无损检测技术无损检测技术宁波工程学院机械工程学院宁波工程学院机械工程学院徐徐岩岩二二OOOO九年八月九年八月ØØ石油化工装备检测技术石油化工装备检测技术ØØ无损检测技术概述无损检测技术概述ØØ常规无损检测技术常规无损检测技术ØØ新型无损检测技术新型无损检测技术ØØ无损检测在石油化工装备中的应用无损检测在石油化工装备中的应用2一、石油化工装备检测技术一、石油化工装备检测技术ØØ含义含义对石油化工装备（尤其是锅炉、压力对石油化工装备（尤其是锅炉、压力容器、机器的重要零部件等）的容器、机器的重要零部件等）的原材料原材料、、设计设计、、制造制造、、安装安装、、运行运行、、维护维护等各个环等各个环节的检验、测量、试验、监督。节的检验、测量、试验、监督。ØØ目的目的在于依据相关法规，经过专职检验人在于依据相关法规，经过专职检验人员的判定下结论，提前消除各环节中出现员的判定下结论，提前消除各环节中出现的不安全因素，更可靠地保证安全。的不安全因素，更可靠地保证安全。检测技术的分类检测技术的分类ØØ宏观检测宏观检测检查人员凭感觉器官和工具对装备进行检测，判检查人员凭感觉器官和工具对装备进行检测，判别缺陷。别缺陷。ll直观检测直观检测眼睛、手触摸眼睛、手触摸ll工具检测工具检测样板、平直尺、测厚仪、专用焊缝检样板、平直尺、测厚仪、专用焊缝检测尺测尺ØØ理化检测理化检测用物理和化学方法分别检测装备构件的母材和焊用物理和化学方法分别检测装备构件的母材和焊接接头的力学性质、金相组织以及所含化学元素接接头的力学性质、金相组织以及所含化学元素种类和含量，判别材质和焊接接头的缺陷。种类和含量，判别材质和焊接接头的缺陷。ØØ无损检测无损检测3二、无损检测技术概述二、无损检测技术概述ØØ无损检测的定义无损检测的定义ØØ无损检测技术无损检测技术ØØ无损检测的目的无损检测的目的ØØ无损检测技术的应用无损检测技术的应用ØØ无损检测技术的意义无损检测技术的意义ØØ无损检测技术的分类无损检测技术的分类ØØ无损检测技术的发展无损检测技术的发展1.1.无损检测的定义无损检测的定义4Ø以不损坏被检测物体内部结构为前提，应用物理的方法，检测物体内部或表面的物理性能、状态特性以及内部结构，检查其是否存在不连续性（即缺陷），从而判断被检测物体是否合格，评价其使用性。简单地说，是指对材料或工件实施一种不损害或不影响其未来使用性能或用途的检测手段。ØØ无损检测又称非破坏检查，其英文表述为无损检测又称非破坏检查，其英文表述为NNonon--DDestructiveestructiveTTestingesting，简称，简称NDTNDT。。ØØ在我国，无损检测一词最早被称之为探伤或无在我国，无损检测一词最早被称之为探伤或无损探伤，其不同的方法也同样被称之为探伤。损探伤，其不同的方法也同样被称之为探伤。2.2.无损检测技术无损检测技术ØØ与每一种无损检测手段有关的专门的规与每一种无损检测手段有关的专门的规程、方法和仪器设备的整体。程、方法和仪器设备的整体。ØØ涉及涉及物理学、材料科学、电子技术、测物理学、材料科学、电子技术、测量技术以及信息技术量技术以及信息技术等多方面的内容。等多方面的内容。ØØ综合型应用工程技术。综合型应用工程技术。53.3.无损检测的目的无损检测的目的ØØ发现材料表面和内部存在的缺陷；发现材料表面和内部存在的缺陷；ØØ测定材料或工件的内部组成或组织、测定材料或工件的内部组成或组织、结构、物理性能和状态等；结构、物理性能和状态等；ØØ测量工件的几何特性和尺寸。测量工件的几何特性和尺寸。4.4.无损检测技术的应用无损检测技术的应用ØØ产品设计；产品设计；ØØ材料选择；材料选择；ØØ加工制造过程；加工制造过程；ØØ成品检验；成品检验；ØØ在用设备检验。在用设备检验。65.5.无损检测技术的意义无损检测技术的意义ØØ保证产品质量：非破坏；保证产品质量：非破坏；100%100%检验；检验；ØØ保障产品（设备）使用安全：定期检验，保障产品（设备）使用安全：定期检验，发现使用过程中产生的材料劣化、腐蚀和发现使用过程中产生的材料劣化、腐蚀和疲劳引起的缺陷；疲劳引起的缺陷；ØØ改进制造工艺；改进制造工艺；ØØ降低加工成本。降低加工成本。6.6.无损检测方法的分类无损检测方法的分类（（11）常规无损检测方法）常规无损检测方法ØØ超声检测超声检测UltrasonicTestingUltrasonicTesting（（UTUT）；）；ØØ射线检测射线检测RadiographicTestingRadiographicTesting（（RTRT）；）；ØØ磁粉检测磁粉检测MagneticparticleTestingMagneticparticleTesting（（MTMT）；）；ØØ渗透检验渗透检验PenetrantPenetrantTestingTesting（（PTPT）；）；ØØ涡流检测涡流检测EddycurrentTestingEddycurrentTesting（（ETET）；）；7（（22）非常规无损检测：）非常规无损检测：ØØ声发射检测（声发射检测（AETAET）；）；ØØ泄漏检测（泄漏检测（LTTLTT）；）；ØØ超声全息检测；超声全息检测；ØØ红外热成像检测（红外热成像检测（TIRTIR）；）；ØØ漏磁检测；漏磁检测；ØØ微波检测微波检测；；ØØ磁记忆检测；磁记忆检测；ØØ超声导波检测；超声导波检测；ØØ振动分析检测振动分析检测6.6.无损检测方法的分类无损检测方法的分类石油化工设备无损检测方法石油化工设备无损检测方法ØØ超声检测超声检测；；红外热成像检测；红外热成像检测；ØØ射线检测射线检测；；漏磁检测；漏磁检测；ØØ磁粉检测磁粉检测；；磁记忆检测；磁记忆检测；ØØ渗透检测渗透检测；；壁厚测定；壁厚测定；ØØ涡流检测；涡流检测；硬度测定；硬度测定；ØØ声发射检测；声发射检测；泄漏检测；泄漏检测；87.7.无损检测技术的发展无损检测技术的发展ØØNDTNDT集成新技术；集成新技术；ØØ在线监测；在线监测；ØØ与寿命评价技术的结合与寿命评价技术的结合————无损评价技无损评价技术；术；ØØ应用领域不断扩展。应用领域不断扩展。7.7.无损检测技术的发展无损检测技术的发展9三、常规无损检测方法三、常规无损检测方法1.1.射线检测技术射线检测技术原理原理特点特点应用应用利用射线穿过材料或工件时的利用射线穿过材料或工件时的强度衰减强度衰减，检测，检测其内部结构其内部结构不连续性不连续性的技术称为射线检测技的技术称为射线检测技术。术。10原原理理ØØ射线源：射线源：XX射线和射线和γγ射线射线ØØ利用物质对射线的吸收现象。不同密度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。的物质对射线有不同的吸收系数。ØØ成像系统：胶片、电子胶片、荧光成像成像系统：胶片、电子胶片、荧光成像板、半导体成像板板、半导体成像板工作过程工作过程l射线发生l射线穿透试件l在胶片上的感光程度不同，生成内部不连续的图像。l评片11分类分类射线检测通常根据内部结构显示方法不同可射线检测通常根据内部结构显示方法不同可分为：射线照相法、荧光屏法（发展为工业分为：射线照相法、荧光屏法（发展为工业电视）、干板照相法、层析摄影（工业电视）、干板照相法、层析摄影（工业CTCT））技术、数字显示技术等。技术、数字显示技术等。12XX射线探伤仪射线探伤仪γγ射线探伤仪射线探伤仪仪器设备特特点点ØØ获得缺陷的平面图像，确定缺陷位置、大获得缺陷的平面图像，确定缺陷位置、大小；小；ØØ永久性、比较直观的记录结果（照相底永久性、比较直观的记录结果（照相底片）；片）；ØØ无需耦合剂；无需耦合剂；ØØ对试件表面光洁度要求不高，但是对试件对试件表面光洁度要求不高，但是对试件中的密度变化敏感（适宜探测体积型缺中的密度变化敏感（适宜探测体积型缺陷）。陷）。13特点特点ØØ设备价格较高，检测成本较高；设备价格较高，检测成本较高；ØØ在照相底片上不能反映缺陷的深度位置或在照相底片上不能反映缺陷的深度位置或高度尺寸，并且缺陷取向与射线投射方向高度尺寸，并且缺陷取向与射线投射方向有密切关系而影响检测的可靠性，特别是有密切关系而影响检测的可靠性，特别是对于面积型缺陷（例如裂纹）其灵敏度不对于面积型缺陷（例如裂纹）其灵敏度不如超声波检测。如超声波检测。ØØ射线照相检测有辐射危害。射线照相检测有辐射危害。应用应用ØØ适用对象：铸件、焊缝以及小而薄且形状复杂适用对象：铸件、焊缝以及小而薄且形状复杂的锻件、电子组件、非金属、固体燃料、复合的锻件、电子组件、非金属、固体燃料、复合材料等的内部缺陷及组织结构的变化。材料等的内部缺陷及组织结构的变化。ØØ检测厚度范围：检测厚度范围：14射线防护方法射线防护方法ØØ控制照射时间；控制照射时间；ØØ增加辐射源与人员之间的距离；增加辐射源与人员之间的距离；ØØ采用屏蔽措施；采用屏蔽措施；ØØ主要标准：主要标准：19891989年出台的年出台的《《医用医用XX线诊断防护安全操作要求线诊断防护安全操作要求》》和和20022002年年11月月33日出台的日出台的《《国家放射工作卫国家放射工作卫生防护管理办法生防护管理办法》》。。22超声波检测技术超声波检测技术超声波检测是指利用超声波在介质中传播时超声波检测是指利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的一种无损检测方法。缺陷的一种无损检测方法。15原原理理利用超声波利用超声波反射和衍射反射和衍射特性，通过观察显示特性，通过观察显示在在超声检测仪上超声检测仪上的超声波在被检材料或工件的超声波在被检材料或工件中发生的中发生的传播变化传播变化，来判定被检材料和工件，来判定被检材料和工件的的内部和表面内部和表面是否存在缺陷。是否存在缺陷。16工作过程工作过程ØØ超声检测面的选择超声检测面的选择与缺陷面或延伸方向垂直与缺陷面或延伸方向垂直ØØ检测面的制备检测面的制备光洁度要求光洁度要求ØØ耦合方法的确定耦合方法的确定耦合方法和耦合介质耦合方法和耦合介质ØØ检测条件的准备检测条件的准备仪器、探头、试块仪器、探头、试块ØØ检测扫查检测扫查保证超声束覆盖所有被检查区域保证超声束覆盖所有被检查区域ØØ缺陷评定缺陷评定定位、定量；必要时对性质或种类定位、定量；必要时对性质或种类进行评定进行评定分分类类按波源不同可分为：连续波、脉冲波；按波源不同可分为：连续波、脉冲波；按波型不同可分为：纵波、横波、表面按波型不同可分为：纵波、横波、表面波、板波、爬波；波、板波、爬波；按接收方式不同可分为：回波（反射）、按接收方式不同可分为：回波（反射）、穿透；穿透；按耦合方式不同可分为：接触式、液浸按耦合方式不同可分为：接触式、液浸式；式；按探头数不同可分为：单探头、双探头、按探头数不同可分为：单探头、双探头、多探头。多探头。17特特点点ØØ方向性强，穿透能力较大；方向性强，穿透能力较大；ØØ对平面型缺陷（裂纹、夹层等）探伤灵敏对平面型缺陷（裂纹、夹层等）探伤灵敏度较高，并可确定缺陷的位置和相对大度较高，并可确定缺陷的位置和相对大小；小；ØØ设备轻便，操作安全，易于实现自动化检设备轻便，操作安全，易于实现自动化检验等等。验等等。特特点点ØØ不易检查形状复杂的工件；不易检查形状复杂的工件；ØØ要求被检查表面有一定的光洁度，并需有要求被检查表面有一定的光洁度，并需有耦合剂充填满探头和被检查表面之间的空耦合剂充填满探头和被检查表面之间的空隙，以保证充分的声耦合；隙，以保证充分的声耦合；ØØ对于有些粗晶粒的铸件和焊缝，因易产生对于有些粗晶粒的铸件和焊缝，因易产生杂乱反射波而较难应用；杂乱反射波而较难应用；ØØ对操作人员要求较高。对操作人员要求较高。18应应用用ØØ板材、复合板材、碳钢和低合金锻件、管板材、复合板材、碳钢和低合金锻件、管材、棒材、奥氏体不锈钢锻件、轧制件等原材、棒材、奥氏体不锈钢锻件、轧制件等原材料