电力金属设备的无损检测研究苏诗博

苏诗博徐鹏

摘要：无损检测是利用材料内部结构的异常或缺陷的存在所引起的信号变化，来确定被检测对象的特征及缺陷，以评价构件的使用性能。无损检测技术是一种不破坏被检测物的本质的一种新型的技术检测，其可最大程度的让检验结果符合实际，所以说无所检测技术的未来发展前景是很好的，这不仅对质量检测有很大帮助，而且有利于材料的节约，资源的节省，特别是对于电力行业，在物体不能被搬到到实验室环境的情况下，可以做到现场的质量检测方便快捷。

关键词：电力；金属设备；无损检测

无损检测是一种对被检对象的技术状态展开检测以及判定的综合技术手段，其基本原理为：在对被检对象的使用性能不造成影响以及损害的基础上，通过电、光、声等介质的特点，以物理化学方法为手段，利用一定的设备及技术，来展开对被检对象的检测，能够对其可能存在的不均匀性以及缺陷等情况做出基本的判定、检查以及测试，并且给出相关的属性信息，无损检测在工业发展中发挥了巨大的推进作用。本文从管道坡口、焊缝质量检测角度出发，结合标准规范与工程经验，对常用压力管道焊接工艺进行了分析。

一、电力金属设备无损检测的特点

1、非破坏性：检测不会损害被检对象的使用性能，因此，无损检测又称为非破坏性检测。

2、全面性：由于检测是非破坏性的，因此必要时可对被检对象进行100%的全面检测，这是破坏性检测所办不到的。

3、全程性：破坏性检测一般只适用于对原材料进行检测，如机械工程中普遍采用拉伸、压缩、弯曲、疲劳等破坏性检测都是针对制造用原材料进行的，对于产品和在用品，除非不准备让其继续服役，否则是不能进行破坏性检测的。而无损检测因不损坏被检测对象的使用性能，所以，不仅可以对制造用原材料、各中间工艺环节、直至最终的产成品进行全程检测，也可对服役中的设备进行检测。

4、保证设备的安全运行：由于破坏性检测只能是抽样检测不可能进行100%的全面检测，所得的检测结论只反映同类被检对象的平均质量水平。此外，无损检测在农作物优种和病虫害防治、自然灾害监测与预防、文物保护、资源勘探、军事侦察、科学研究、新材料研究、新工艺开发、新产品研制等诸多方面都大有其用武之地。

二、压力管道焊接

压力管道焊接应根据焊接工艺指导书进行，施焊单位要对施工现场的焊接环境进行严格的管理，当环境温度过低、焊件表面潮湿，对焊件无适当保护措施时，不应进行焊接作业，以免影响焊接质量。

1、管道切割与坡口加工。采用机械加工或火焰方法切割。含镍低温钢和铬钼合金钢宜采用机械加工方法切割，此类合金钢淬硬倾向较大，氧乙炔火焰或等离子弧切割等热切割方法容易产生表面淬硬层，如果采用热切割加工方法，应使用机械加工或打磨方法除去淬硬层，使表面平整并露出金属光泽，并进行表面无损检测。不锈钢应采用机械加工或等离子方法切割，氧乙炔火焰无法保证不锈钢和有色金属材料的切割质量，因此不锈钢管道不应用氧乙炔火焰切割；而且不锈钢管道用砂轮切割或修磨时，应采用专用的砂轮片。对于铬钼合金钢以及标准抗拉强度下限值大于或等于540MPa的钢材，当管道坡口采用热切割加工方法时，坡口表面经机械打磨后应进行无损检测，对于此类钢材管道上的组装卡具，当采用火焰切割时，应在离管道表面2～3mm处切割，并进行修磨，修磨后应作表面无损检测。对合金钢的火焰切割加工未提出明确的表面无损检测的要求，只是要求火焰切割后，应采用机械加工或打磨方法消除淬硬层或热影响区。在实际的焊接工作中，对于有毒、易燃易爆或腐蚀性介质，为保证焊缝质量、避免危险介质泄漏，建议GB50517的规定，对此类材料火焰切割加工的坡口或表面进行无损检验。

2、焊后热处理。通过焊后热处理可以松弛焊接残余应力，软化淬硬区，改善组织，减少含氢量，从而降低焊接接头的延迟裂纹倾向。热处理温度和保温时间是焊后热处理的关键参数。焊后热处理的温度过高，或者保温时间过长，会使焊缝金属结晶粗化，碳化物聚集，造成力学性能、蠕变强度等下降。各标准规范中均对焊后热处理的温度、恒温时间、最短恒温时间，以及热处理后焊缝及热影响区的布氏硬度等参数做出了规定。热处理的加热范围为焊缝两侧各不少于焊缝宽度的3倍，且不少于25mm，加热范围以外100mm区域应予以保温，且热处理时管道两端应封闭。有延迟裂纹倾向的材料，如铬钼钢和标准抗拉强度下限值大于或等于540MPa钢材，焊后应立即进行热处理。焊后如不能及时热处理（如在热处理前进行无损检测），则应在焊后立即加热到300～350℃保温缓冷；这样可以减少焊缝中氢气的影响，降低焊接残余应力，避免焊接接头中出现马氏体组织，从而防止氢致延迟裂纹的产生。在焊接及热处理后各进行一次表面无损检测，是为了及时发现并消除由于焊接工艺不当而造成焊后出现表面裂纹，避免由于未进行检测而将缺陷带入后面的热处理工序；但实际的施工经验证明有再热裂纹倾向的钢材在适当焊接工艺下施焊，一般在焊后不会出现裂纹，而是因热处理时被再次加热而产生裂纹，施工单位在遵守焊后立即进行热处理的基础上，完全可以避免上述情况发生，因此施工规范上均只要求在热处理之后进行无损检测。

三、焊缝质量检测

管道焊缝在无损检测首先应经外观质量检测合格，否则会影响无损检测结果的正确性和完整性。焊缝表面外观检查项目主要包括表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、夹渣、咬边等。焊缝无损检测技术可分为表面无损检测技术和内部无损检测技术。焊缝表面无损检测技术包括磁粉检测和渗透检测。磁粉检测主要用于铁磁性材料表面和近表面缺陷的检测，对奥氏体不锈钢或双相钢等不具有铁磁性的材料，只能使用渗透检测。压力管道上的角焊缝，如承插焊焊缝、支管连接焊缝（对接式焊缝除外）和补强圈焊缝、密封焊缝以及支吊架与管道直接焊接的焊缝等，对其表面应进行磁粉检测或渗透检测。角焊缝一般不采用射线检测，也很少使用超声波检测。

焊缝内部无损检测技术包括射线检测和超声检测。现场焊接的管道及管道组成件的对接纵缝和环缝、对接式支管连接焊缝应进行射线检测或超声检测。管道名义厚度小于等于30mm的对接焊缝应采用射线检测，管道名义厚度大于30mm的对接焊缝可采用超声检测代替射线检测。射线检测的穿透能力有限，而超声检测对发现裂纹性缺陷敏感性较强。但超声检测对检验人员判断缺陷的技能要求较高，对检测表面的质量要求较高，而且不能像射线检测那样留底片备查，因此，要求当规定采用射线检测但受条件限制需改用超声检测时，应征得设计和建设单位的同意。射线检测和超声检测的技术等级应符合设计要求，且射线检测不得低于AB级，超声检测不得低于B级。各标准规范均根据管道的设计参数及介质特性，对管道进行了分级；不同级别的管道对应不同的目视及无损检测要求，对检查等级较高的管道要求，对合金钢材料的对接焊缝同时进行表面及内部无损检测。对检查等级较高的Ⅰ、Ⅱ类管道，也要求对合金钢材料的对接焊缝进行表面及内部无损检测。GB50517对铬钼合金钢及标准抗拉强度下限值大于或等于540MPa等易产生延迟裂纹、再热裂纹的材料，规定在焊接热处理后进行表面无损检测。

结语

随着科学技术日新月异的发展，无损检测技术在电力金属设备的检测方面将发挥更大的作用。在实际的设计与施工过程中要特别关注。在具体项目的设计过程中，可以将一些重要的焊接工艺要求写入设计说明；在现场施工焊接时，应严格遵照设计说明、焊接工艺评定报告和焊接作业指导书进行，确保焊接质量，保证管道的安全稳定运行。

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