承壓設備如何選擇無損檢測案例分析

無損檢測方法的選擇

恰當?shù)剡x擇無損檢測方法對提高缺陷檢出率，同時控制好成本是十分重要的。無損檢測方法的選擇，首先應遵循承壓設備安全技術(shù)規(guī)范和產(chǎn)品技術(shù)標準、設計文件及 NB/T 47013《承壓設備無損檢測》的規(guī)定，在充分考慮各種常規(guī)無損檢測方法的能力范圍及局限性的基礎上，根據(jù)承壓設備的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、制造方法、工作介質(zhì)、使用條件及失效模式，預計可能產(chǎn)生的缺陷類型，缺陷的位置和方向，從而選擇合適的無損檢測方法。無損檢測方法的選擇，在確保安全的基礎上也應兼顧經(jīng)濟性。如果能用一種無損檢測方法完成檢測，則應避免再選取其他檢測方法。

案例一

壁厚在 12mm以下、由強度級別在 42 kg/mm2 以下的低碳低強度鋼制造的中低壓容器和壓力管道對接接頭，其無損檢測選擇X射線檢測比較合適。目視檢查和 X 射線檢查合格后可以不做超聲波檢測，也可以不做磁粉檢測。主要有以下理由。

（1）對于壁厚小于 12mm 的鋼制對接焊縫，X射線檢測具有較高的檢測靈敏度。能夠檢測出焊縫中存在的未焊透、氣孔、夾渣、裂紋和坡口未熔合等缺陷。對于較難檢測出的細小裂紋，多數(shù)為冷裂紋在低碳低強度鋼中，發(fā)生率極低。即使有這樣的小裂紋漏檢，也不會影響該類承壓設備的安全運行。至于可能漏檢的層間未熔合的情況，由于其方向與主應力方向大致相同，其危害性小，不會導致承壓設備失效。

（2）超聲波檢測對面狀缺陷，特別是細小裂紋具有較高的檢出率，但由于在薄壁低碳低強度鋼金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)，不具備形成淬硬組織的基礎條件，因而也不具備形成冷裂紋的條件。而長度相對較長、具有危害性的熱裂紋多發(fā)生于焊縫中部，為縱向表面裂紋且開口比一般冷裂紋寬，在射線檢測中容易被檢出。超聲波檢測表面裂紋，需用二次波掃查，焊縫表面的溝槽反射會干擾對表面裂紋缺陷波的識別。檢測表面裂紋，超聲波檢測不具有優(yōu)勢。

（3）允許用于承壓設備制造的低碳低強度鋼。如 Q235B，20# 鋼非金屬加雜含量控制較嚴，且因壁厚較薄，焊層也薄，發(fā)生熱裂紋的幾率也很低。一些檢測單位經(jīng)年累月地對這類設備進行表面檢測，也未發(fā)現(xiàn)一條像樣的裂紋，久而久之就懈怠了。對焊縫表面不認真進行清理就直接檢測，其檢測效果則很差。還有一些檢測單位，即使熟知低碳低強度鋼的性能，在薄壁條件下也會出現(xiàn)表面缺陷漏檢現(xiàn)象，雖然沒有太大風險，但這并不表示可以不認真檢測就出檢測報告，這樣做則白白浪費建設單位的檢測費。

案例二

壁厚在 20mm 以上、由強度級別為 55 kg/mm2 以上低合金高強度鋼制造的高壓容器和高壓管道，其無損檢測應選擇射線檢測、超聲波檢測和磁粉檢測。主要基于以下理由。

（1）射線檢測能確定缺陷的平面投影位置、大小及性質(zhì)，能直觀、全面地獲取缺陷的信息。從理論上說，但凡能用射線檢測到的缺陷，用超聲波也都能檢測到。由于掃查不到位和缺陷波識別困難，缺陷漏檢的情況也時有發(fā)生。尤其由于超聲波檢測較難確定缺陷的性質(zhì)，這也影響到對缺陷危害程度的判斷。射線檢測對操作人員技能水平的依賴程度較低，檢測質(zhì)量容易得到保證；而超聲波檢測對操作人員的技能水平依賴程度高，檢測質(zhì)量不易保證。射線檢測能長久、全面地記錄缺陷的信息，將來還可以與在役檢測結(jié)果進行比對，以研判缺陷擴展的情況；而超聲波檢測可記錄的檢測信息較少。所以，射線檢測仍然是首選的無損檢測項目。對射線檢測進行選擇時，一般優(yōu)先考慮 X 射線檢測。X 射線檢測能控制能量；Y 射線能量大且無法對射線能量進行調(diào)控，Y 射線檢測本身清晰度不高，對檢測靈敏度存在不利影響，且對防護要求高。

（2）低合金高強度鋼具有較強的淬硬傾向，細小的冷裂紋發(fā)生率高。高強度鋼對力集中敏感，焊接接頭發(fā)生低應力脆斷風險高。隨著壁厚的增加，因受幾何不清晰度的影響，射線檢測像質(zhì)指數(shù)下降，檢測靈敏度降低，發(fā)現(xiàn)裂紋類缺陷的能力也隨之降低，在這種情況下，對于面狀缺陷檢測，超聲波檢測明顯具有優(yōu)勢。

（3）表面裂紋對于低合金高強度鋼焊接接頭危害性很大，表面無損檢測不可或缺。磁粉檢測能檢測出鐵磁性材料表面開口缺陷和近表面缺陷。滲透檢測能檢測出金屬材料表面開口的缺陷。NB/T 47013《承壓設備無損檢測》在通用原則中明確：對于鐵磁性材料，為檢測表面缺陷或近表面缺陷，應優(yōu)先選用磁粉檢測方法，當且僅當結(jié)構(gòu)形狀等原因而不能采用磁粉檢測方法時，方可采用其他無損檢測方法。