化工机械设备外表面的探伤方法选择

刘占鑫，刘健，陈志广

（大庆石油化工总厂特种设备检测中心，黑龙江 大庆 163714）

化工机械设备外表面的探伤方法选择

刘占鑫，刘健，陈志广

（大庆石油化工总厂特种设备检测中心，黑龙江 大庆 163714）

随着我国科技的进步，对化工机械设备方面的要求也越来越高。安全问题成为各大企业首要关心的问题，要按照化工机械设备的施工和设计方案正确的选择探伤方法。

化工机械设备；探伤方法；安全

本文从化工机械设备外表面的无损探伤技术中所包含的射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤及渗透探伤四个主要方法进行阐述。并从化工机械设备探伤的检验技术、化工机械设备探伤检验的标准和化工机械设备探伤检验检测的范围出发，探讨化工机械设备的外表面的探伤方法选择的重要性。

1 化工机械设备的外表面探伤

每个企业在进行安全生产的时候首要坚持的原则就是安全第一，只有保证了安全，企业的生产才能得到保障。为了实现这一重要原则，企业的化工机械设备都应该要严格遵守施工的规定和设计的要求进行安全探伤，实现装置生产操作的安全性。

1.1 化工机械设备探伤的检验技术

现在一般采用的探伤实验技术主要包括：射线探伤、超声波探伤和磁粉探伤及渗透探伤。其中射线探伤是日常生活中最为常见的，下面就简单分析一下这四个常规检测方法。

（1）射线探伤。也叫射线照相法（RT）：是指用X射线或γ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。原理：射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光，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强度也就会产生差异，便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。总的来说，RT的定性更准确，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。（2）超声波探伤。超声波探伤是利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法。适用于金属、非金属和复合材料等多种试件的无损检测；可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。但其对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难；并且缺陷的位置、取向和形状以及材质和晶粒度都对检测结果有一定影响，检测结果也无直接见证记录。（3）磁粉探伤。磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄（如可检测出长0.1mm、宽为微米级的裂纹）目视难以看出的不连续性；也可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测，还可对板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及锻钢件进行检测，可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。但磁粉检测不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝，也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小于20°的分层和折叠难以发现。（4）渗透探伤。渗透检测可检测各种材料，金属、非金属材料；磁性、非磁性材料；焊接、锻造、轧制等加工方式；具有较高的灵敏度（可发现0.1μm宽缺陷），同时显示直观、操作方便、检测费用低。但它只能检出表面开口的缺陷，不适于检查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件；只能检出缺陷的表面分布，难以确定缺陷的实际深度，因而很难对缺陷做出定量评价，检出结果受操作者的影响也较大。

1.2 化工机械设备探伤检验的标准

不同的检验技术有不同的检验标准，检验标准的类型主要有以下几种。

（1）射线探伤检验。射线探伤检验按照行业标准NB/T47013.2-2015和GB3323-87也就是“钢熔化焊对接头射线照相和质量分级”为标准进行的检测检验。它的优点是被检物不被损坏，方便实用，有利于分析事故；而缺点是严重放射污染，对人体伤害较大，应做好安全防护工作。（2）磁粉探伤检验。磁粉探伤检验是按照行业标准NB/T47013.4-2015，根据JB3965-85“G钢制压力容器磁粉探伤”的规定进行的检测检验。其优点主要有，应用范围广泛、操作便利、反应灵敏；其缺点主要是只能用于铁磁性材料，没有办法探测缺陷的深度，检测结果也会受到一定的影响。（3）渗透探伤检验。渗透探伤检验是是按照行业标准NB/T4730.5-2005，遵循GB150-89“钢制压力容器渗透探伤”的严格要求进行的检验检测，因所使用的探伤剂有低毒性，其对人体健康造成了一定的影响，潜在着一定的危害。（4）超声波探伤检验。超声波探伤检验是按照行业标准NB/T47013.3-2015和依据JB-115281“锅炉和钢压力容器对接焊缝超声波探伤”进行的检测检验。其优点主要表现在穿透能力特别强、探测深度、灵敏度高以及操作安全；其缺点主要是它对技术方面要求高，需要有经验的检验人员才能准确掌握辨别缺陷的真伪。

2 TOFD超声波检测技术原理及发展前景

我国工业经济的快速发展直接带动了探伤技术的创新及发展，某种程度上，TOFD检测技术的应用也得到高度重视。

TOFD是time of flight diffraction technique的缩写，即超声衍射时差检测技术，它是利用超声波在缺陷端部发生衍射所产生的衍射波导致的传播时间差来进行缺陷检测和定量的方法。

从20世纪90年代，TOFD检测技术在国外逐步应用于核工业、石油、化工、电力的承压设备和海上采油、铁路、桥梁等钢结构的焊接接头检测。21世纪初，我国开始研究和应用该技术。与传统的超声检测方法相比，该方法具有检出能力强、精度高、检测方便、成像直观等优点，有胜过常规波幅法检测不可多得的长处：可根据被检材料的几何尺寸，充分利用直通波的相位和缺陷端部的时间差信息，来对缺陷进行测深定高。而与X射线检测相比，TOFD的检测更为直接，并能检测出X射线容易发生误判甚至漏检的一些缺陷。可以预见，该项技术将在国内得到快速发展，并具有良好的应用前景。

任何一种检测技术都不可能完全替代另外一种技术，必然有其最佳范围和局限之处。象其它无损检测技术一样，TOFD技术也有其局限之处，检测盲区即使通过改变检测参数，仍然不可能完全消除，为防止根部缺陷的漏检，应与普通超声波检测配合使用；被检测工件厚度较小时，或者焊缝形状复杂、材料为粗品材料等情况下，其检测效果不如射线检测；如果要求对工件内部质量和表面质量的综合检测，TOFD技术必须与其它表面检测技术相互配合，才能完成检测任务。对该技术局限之处的理解与分析，有助于该技术在实践中的正确使用和良性发展。

（1）TOFD检测系统配有自动或半自动扫查装置，能够确定缺陷与探头的相对位置，TOFD图像更有利于缺陷的识别和分析。（2）TOFD仪器能全过程记录信号，长久保存数据，能高速进行大批量信号处理。（3）TOFD技术除了用于检测外，还可用于缺陷扩展的监控，对裂纹高度扩展的测量精度可高达0.1mm。（4）增加UT、MT检测，弥补TOFD对近表面缺陷检测的不可靠性。（5）增加斜向扫查和UT，弥补TOFD对横向缺陷检测，取代射线检测在厚壁方面的不足。（6）TOFD检测简便快捷，效率高、技术的定量精度高、可靠性好。

TOFD检测技术与常规脉冲回波超声检测技术相比：（1）缺陷衍射信号与角度无关，检测可靠性和精度不受缺陷与入射波之间角度的影响。从而克服了常规超声对表面平滑的缺陷随探头角度不同检测结果存在差异的问题。（2）根据衍射信号传播时差确定衍射点位置，缺陷定量定位不依靠信号振幅。克服了缺陷与标准反射体的表面粗糙度不同；工件与标准试块的表面粗糙度不同；缺陷的倾斜角度；缺陷的形状；操作时对探头的压紧力等对反射信号波幅定量的影响。国外现有TOFD检测标准促进了仪器设备、检测技术的进一步发展和TOFD技术应用范围的不断扩大，对保障产品质量和公共安全、改善工作环境和提高劳动效率等方面具有重要意义，具有较强的可操作性和科学性。

3 结语

应该时刻提醒负责化工机械设备的人员严格要求自己，围绕化工机械设备探伤的检验技术、化工机械设备探伤检验的标准和化工机械设备探伤检验检测的范围，准确认识化工机械设备的外表面的探伤方法选择的重要性，运用先进的创新技术进行检测检验，来保障安全。只有我们自己严格按照规定进行运行和操作规程，才能保证我们企业的发展，才能为我们的企业带来经济效益，真正的使我们的企业得到全方位的发展和进步。

[1]金龙.浅谈化工机械设备的探伤实验[J].建筑与工程，2011(12).

[2]蒋凤阳，汤海昌，邹剑，王锦霞.磁粉探伤法在实验中的磁化控制规范[J].石油矿场机械，2001,30.

F426.4

A

1671-0711（2016）12（下）-0033-02