在不损坏不锈钢焊管产品表面形状和保持焊接产品完整性的前提下,检测焊接接头外观和内部缺陷的方法称为焊缝非破坏性检验。其检查方法有下列几种:


一、焊件外观检查 


  它包括不锈钢焊管的外形尺寸和焊接接头质量的检查。不锈钢焊管外形尺寸检查要借助于量具、样板测量焊件焊后的真实尺寸。若超过设计图样规定的要求,要进行矫正、整形。焊接接头外观检查,不允许焊缝存在裂纹、未焊透和焊瘤等缺陷;其他焊接缺陷如咬边、表面气孔、焊缝成形要控制在允许范围内。对于不允许存在的和超标的焊接缺陷,一定要按有关工艺文件进行修补。



二、焊缝的无损检测


 1. 渗透检测(PT)


   此方法分荧光检测和着色检测两种。分别利用带有荧光染料(荧光法)或红色染料(着色法)渗透剂的渗透作用,来显示焊接接头表面微小缺陷的无损检测法。焊接构件表面检查常用着色检测,检测时要求被测表面平整光洁。焊缝渗透评定标准见《焊缝渗透检测》GB/T 6062-2007。


 2. 磁粉检测(MT)


   利用在强磁场中,铁磁材料表层缺陷产生的漏磁场吸附磁粉的现象而进行的无损检测方法。在有缺陷处,由于漏磁的作用会集中吸附撒上的铁粉。可根据吸附铁粉的形状、厚度和多少,来判断焊接缺陷的位置和大小。该方法不适用无磁性的奥氏体不锈钢。


 3. 射线检测(RT)


   采用X射线或y射线照射焊接接头检查其内部缺陷的一种无损检测方法。它能准确地显示出焊缝中焊接缺陷的种类、形状、大小、位置和分布情况。评定标准按《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》(GB/T 3323-2005)进行。该检测方法长期操作,对操作者身体健康有一定的不良影响,因此必须在符合射线安全标准条件下进行。


 4. 超声波检测(UT)


   借助于超声波检测仪来检测焊缝内部缺陷的一种无损检测方法。此方法适用于检测中、厚板。检测周期短、成本低、设备简单,对操作者身体无害,评定标准按《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》(GB/T 11345-1989)进行。


 5. 涡流检测(ET)


   涡流检测是以电磁感应原理为基础,当钢管(指碳钢、合金钢和不锈钢)通过交流电的绕组时,钢管表面或近表面出现集肤效应,使其有缺陷部位的涡流发生变化,导致绕组的阻抗或近感应电压产生变化,从而得到关于缺陷的信号。从信号的幅值及相位等可以对缺陷进行判别,能有效地识别钢管内外表面的不连续性缺陷,如裂纹、未焊透、夹渣、气孔、点腐蚀等,对开放性线性缺陷最为敏感。


 几种无损检测方法的特点及应用范围见表7-2和表7-3。





三、焊缝的致密性试验


  对于容器或不锈钢焊管管路,当焊接接头的内外部焊缝合格、焊接试板各项性能试验合格且热处理完毕后,才能按设计图样技术要求进行耐压试验和气密试验,这是焊接容器或管路制造过程中最后一道工序。根据设计图样规定有下列几种焊缝致密性试验适用于不锈钢或异种金属焊接的锅炉、压力容器、管路、储油罐、储酸罐和密封容器等产品。


 1. 焊缝的水压试验 


   属于耐压试验,用于考核焊接接头的强度。通常试验压力为工作压力的1.25~1.50倍,水温不低于5℃。为了防止水中氯离子对奥氏体不锈钢产生应力腐蚀而导致容器破裂,在水压过程中要严格控制水中氯离子的体积分数不得超过25×10-6


 2. 焊缝的气压试验 


   主要作为密封性试验,水压试验合格后才能进行气压试验,不允许用它既作为密封性试验又作为耐压试验,或两者合二为一来考核焊缝。因为气压试验有一定危险性,气压不允许有很高的压力。该试验方法灵敏度较高,分静气压试验、压缩空气喷射试验和氨气试验等。


 3. 焊缝的煤油试验 


   适用于不受压力的容器和管路的焊缝密封性检查。试验方法是在焊缝处涂刷较稠的石灰水溶液,晾干后在焊缝的背面涂上煤油,大约5min后观察白色石灰水上有无煤油渗漏而产生的黑色斑痕。


 4. 氦质谱检漏 


   氦质谱检漏借助于氦质谱检漏仪进行。该仪器是只对示漏气体氦气进行分析并专门用来检漏的仪器。它是目前国际上公认为最灵敏、用得较为广泛的一种致密性检测的检漏仪器。被检零部件(或焊件)可在局部真空状态下进行检测,灵敏度高达10-6~10-11Pa·L/s(1Pa·L/s=10-3Pa·m3/s),且能准确快速定点定量判断漏点,是一种无毒、无污染、一次性非破坏性的检漏方法。随着科学技术的发展,它在真空技术、低温技术、航天与航空技术、核工业以及电子通信、医疗、食品工业和家用电器等领域中的应用越来越广泛。它主要检测材质、元件和焊接构件等的细小、无规则的穿透性缺陷。


   氦质谱检漏仪主要由真空系统、质谱室和电气部分组成。质谱室是该仪器的心脏部门,它由离子源、分析器和收集器组成,把它们放在一个可以抽真空的外壳中。离子源是一种电子元器件,它将气体电离,形成一束具有一定能量的离子,通过分析器使不同


  质量的离子按不同轨迹运动而将它们彼此分开,且仅使氦离子通过其出口缝隙经过收集器。将所输人的微弱离子流通过运算放大器转换成输出电压和电流以便测量。真空系统要为质谱室提供工作所需要的真空条件。电气部分除了主机供电部件和主机控制部件外,还包括离子源电源、发射电流稳定电路、离子流放大器和音响报警器等装置。图7-3为氦质谱检漏示意图。


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  质谱室中要有一种示漏气体,通过它确定被检零部件的漏点位置和漏孔大小。选用氦气作为示漏气体,因为它具有下列特性:氦气是一种无色无味无毒不会自燃的气体,能保持系统内稳定性;所有气体中,氦气比较轻(除氢气外),具有较高的扩散速度,因此具有最高的灵敏度;同时氦气在大气中含量很低,大气中氦的浓度(体积分数)仅为5×10-4%,远远低于示漏气体的浓度,绝不会由于系统中残留的空气而影响检测。所以选用氦气作为示漏气体容易检测,可靠性好且较为经济。使用氦气压力为0.1~0.3MPa。


  检漏技术就是发现漏源。大多数漏源又存在于组装各种零件间的连接不密封处,利用氦质谱检漏仪特别容易发现焊接结构中焊缝缺陷造成的漏源。有些细小不规则穿透性焊接缺陷,经过耐压试验和气压试验未能发现,例如,经过5.0MPa耐压试验认为合格的焊接件,通过氨质谱检漏仪能检测到焊接穿透性裂纹。又例如,经过多次弯曲路径长度比壁横断面长度大得多的线性缺陷,如同一条长而不规则的蚯蚓洞也能检漏出来。


  有些被检产品可以在不损害使用和不影响其寿命的原则下允许存在小的漏孔,见表7-4。企图使产品检测到处于“无漏”或“零漏率”状态,必然会造成很大的浪费,是完全没有必要的。有时设计图样提出的漏率要小于实际产品使用时的漏率,其目的是确保产品在规定工作时间内能稳定、可靠地工作,但会消耗大量的人力和物力,增加制造成本。


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  检漏方法有喷吹法、氦罩法、充压法、吸枪法、探漏盒法和背压法。当示漏气体氦气在质谱室超过预先设定的标定值时,它会及时发出声响报警,测出漏点的位置并能计算出漏率量,对于大型低温容器的真空检漏,用单一检漏方法有一定困难。这是因为标准漏孔(在给定条件下能够提供恒定气体流量的,并经过标准校准过的一种元件。般是在20℃时对一个大气压的空气的漏量值)连接处与质谱室的距离较远,因此在仪器上的反应时间也相应增长,不易准确判断反应时间,就很难找到漏点的准确位置。可以通过探漏盒法进行分段预检,分段检漏率要小于总体的漏率。编者所在单位曾成功地用此方法对装有液氮、液氧和液氢等大型容器进行了检漏测试,其检漏系统如图7-4所示。


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  在不锈钢焊管焊缝致密性检测过程中若发现泄漏现象,必须按有关工艺文件修复,直至达到产品图样技术要求。


  在不锈钢焊管焊缝致密性检测过程中或修复过程中以及包装过程中,发现与介质接触表面有钝化膜被损伤时,应及时采取局部钝化处理的措施。


  不锈钢焊管成品检验过程各工序所有质量情况应填入产品制造工序过程卡,材料(包括钢材、焊接材料)、零部件、装配焊接、表面处理、热处理等产品制造工序过程卡及产品生产过程中所有检验跟踪文件一并汇总,建立控制该产品在制造过程中质量汇总册进行归档。




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