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第十章第十章 设备制造质量检验设备制造质量检验 （4课时）课时）10.1 概述概述 10.2 射线检测射线检测 10.3 超声波检测超声波检测 10.4 表面缺点检测表面缺点检测 第1页表10-1 产品制造标准第2页第一节第一节 概概 述述一一.质量检验主要性质量检验主要性 设备质量检验是确保制造厂设备制造质量主要步骤。为确保质量检验执行，设备制造厂应制订一套完善检验制度；设置设备制造过程质量检验控制系统和质检点；明确检验专门机构及人员职能、责任和权力，如：1.及时发觉材料及各加工工序中产生缺点，方便对有害缺点作出判断，如决定修补、报废或改变后道加工工序等，以降低损失。2.为制订工艺过程卡提供依据，并评定工艺过程合理性。比如，在采取新钢种、新焊接材料、新焊接工艺时，先对工艺试验进行检验和评定，防止不正确工艺用于产品；为制订合理产品施工工艺和对产品质量判定提供依据，以判定其工艺方法能否满足产品设计要求。3.作为产品质量优劣及合格等级评定依据。第3页 在设备制造中，绝对地无任何缺点要求是不可能实现。1.在规范设计中，为了对允许缺点有一个统一要求，把全部缺点都看成是减弱容器强度安全隐患，且并不考虑详细使用差异，而单从制造和规范化情况出发，将缺点尽可能地降低到一个能满足安全要求最低程度，这就是设备检验质量控制标准。如：焊缝质量控制标准应符合GB3323钢焊缝射线摄影及底片等级分类法及JB1152锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤等要求。2.质量控制标准是压力容器规范设计中质量检验依据，它能够无须过细地考虑设计和使用中种种复杂情况，只要求用常规检验方法，便于普通制造厂所掌握，且含有较高安全性。是当前容器制造和维修中普遍采取检验标准。3.质量控制标准是从确保容器制造和修复质量出发，并未考虑各种详细情况，所以在一定程度上含有较多安全保守性。二二.质量检验标准与基本要求质量检验标准与基本要求第4页 设备质量检验落实于制造工艺过程一直。按产品制造工序分，有原材料(包含焊接材料)检验、工序间检验和产品综合性检验三部分。其详细检验内容以下;1.原材料检验：制造压力容器材料必须有原始材料质量证实书，并最少应列出钢材炉批号、实测化学成份和机械性能、供货熔炼及热处理状态。但为确保容器制造和使用安全，依据相关要求，还应对容器主体材料进行部分或全部项目标复检。对于三类容器，则必须对质量证实书中全部项目，包含化学成份，机械性能及金相组织等进行全方面复检。2.工序间检验：包含工艺评定检验、零部件尺寸和几何形状检验，焊缝检验等。检验方法有宏观察量、化学成份分析、机械性能试验和焊缝无损探伤等。3.设备压力试验与气密性试验：是容器制造综合性检验项目。它包含水压试验、气压试验和气密性试验。在制造工序进行中，除少数情况(比如夹套容器内筒等)是在制造中间过程进行外，普通均为产品制造最终程序。4.5.在上述检验内容中，除原材料质量证实书检验内容外，其它备项检验内容随6.设备不一样，其检验项目也不相同。如：工艺评定中检验，对于已经取得压力容器7.制造许可证制造厂来说，多在采取新材料、新结构和新工艺时才选取；对于钢材8.尺寸和几何形状测定，普通仅在热套容器确定过盈量或对上道工序制造缺点进9.行赔偿时才需采取。但不论是属何类压力容器，其焊缝检验都是必不可少。三三.质量检验内容和方法质量检验内容和方法第5页四四.破坏性试验破坏性试验1.化学成份分析 常规化学成份分析：是设备制造、维修和使用事故分析中最惯用试验分析方法。在设备制造中，化学成份分析用于原材料检验上和焊缝和工艺评定中。常规分析普通仅要求测定C,Si,Mn,S,P等五个元素成份比。特殊成份分析：2.机械性能试验 常规机械性能试验：对原材料、焊接接头所必须进行一个破坏性试验方法。普通包含拉力试验、冷弯试验和常温冲击韧性试验等。对于管子焊接接头则多以管子压扁试验代替弯曲试验。特种机械性能试验方法：应变时效及时效冲击试验；脆性转变温度和低温冲击韧性试验3.金相检验：是设备制造中焊接和热处理工艺评定以及设备事故分析所必须检验程序。主要用来检验钢材金相组织及其内部可能存在显微缺点。依据检验目标及其方式不一样，又分为宏观检验和微观组织检验两种。宏观检验：又称为低倍组织检验，包含酸蚀和断口检验。前者是将试样研磨至Ra1.6断面，经酸蚀处理后，用5-10倍放大镜检验断面未焊透、未溶合、裂纹及组织偏析等焊接缺点，并测定其焊口尺寸。显微组织检验：用金相显微镜观察其显微组织状态，并作出定性和定量方面分析以及摄影备存等。第6页五五.无损检测无损检测 利用声、光、热、电、磁和射线等与物质相互作用，在不损伤被检物使用性情况下，探测材料、构件或设备各种宏观内部或表面缺点，并判断其位置、大小、形状和种类方法。1.超声检测（UT）能够检测材料或构件表面缺点和内部缺点，尤其是对裂纹、重合和分层等平面状缺点含有很强检出能力。2.磁粉检测（MT）观察缺点直观快速，并有较高检验灵敏度，尤其对裂纹显露十分敏感，不足是只适合用于铁磁性材料，而且只能发觉表面和近表面缺点。3.渗透检测（PT）只能检验材料或构件表面开口缺点。4.涡流检测（ET）只适合用于导体，而且只能检验表面和近表面缺点。5.射线检测（RT）:适合用于几乎全部材料，成本较高，检测速度不快。射线对人体有伤害。第7页第二节第二节 射线检测射线检测一一.射线探伤原理射线探伤原理 当前射线检测主要有X射线检测、射线检测、高能X射线和中子射线检测 射线是沿直线传输，它能够透过普通可见光无法透过固体物质，而且在经过穿透层并发生一些衰减后，仍能使摄影软片感光。射线探伤就是依据射线透过工件后，穿透过缺点射线衰减与透过无缺点射线衰减不一样，使摄影软片得到不一样程度感光，从而将缺点平面形状统计在底片上原理来实现。（波长愈短，穿透力越强）图10-1 X射线探伤原理第8页二二.射线检测准备射线检测准备 在射线检测之前，首先要了解被检工件检测要求、验收标准，了解其结构特点，材质、制造工艺过程，结合实际条件选择适当射线检测设备、附件，如射线源、胶片、增感屏、象质计等，制订必要检测工艺。1.射线源选择：选择射线源应考虑射线能量。能量大、穿透力强、透照厚度增大，但能量过大不但浪费，而且会降低胶片黑度反差效果。生产中首先要确保设备能量能够穿透被检工件，在曝光时间许可条件下，应尽可能采取较低射线能量。2.胶片选择：射线检测结果是利用胶片显示和统计保留，了解和选择好胶片是确保透照影像质量和结果可靠性主要步骤。感光乳剂层(感光药膜)：其主要成份是极小溴化银微粒和明胶，二者组成悬浮体，溴化银接收不一样强度射线照射后析出多少不一样银，经过潜影、显影、定影处理，在胶片上将显示出黑度不一样影像。第9页 底片黑度D：黑度值由经常年检可靠黑度计来测定，对无余高焊缝，选择最正确黑度为2.5；有余高焊缝，母材黑度为3 3.5，焊缝黑度为1.5 2.0。3.增感屏选择：射线照像时，透过工件抵达胶片上:射线能量只有极少一部分被胶片吸收（约为1），使胶片感光。为此常在胶片两侧加上增感屏来增强胶片感光效果，加紧感光速度，降低透照时间，提升效率和底片质量。增感屏有金属增感屏、荧光增感屏和金属荧光增感屏。第10页4.象质计选择：线型象质计结构如图所表示，由7根不一样直径金属丝组成。其原理是将其放在射线源一侧被检工件部位(如焊缝)一端（约被检区长度1/4处)，金属丝与焊缝方向垂直，细丝置于外侧，与被检部位同时曝光，则在底片上应观察到不一样直径影像，若被检工件厚度、检测透照条件相同时，能识别出金属丝越细，说明灵敏度越高。图10-2 象质计第11页5.射线检测几何条件：适当几何条件能够到达发觉缺点最正确灵敏度。几何条件要确定主要内容是射线源有效焦点尺寸d、焦距F、缺点至胶片距离b，焊缝透照厚度比k及一次透照长度等参数确实定。确定透照时，射线源到底片距离(焦距)愈近，则射线到底片时强度愈高，对拍片有利。但因为射线源不是点光源，故会使成像产生几何不清楚度Ug，而且焦距愈近，Ug 愈大。几何不清楚度Ug：在含有一定尺寸射线源照射下，透过有缺点工件时，会在底片影像边缘部分产生一定宽度半影区，此半影区即为几何不清楚度。透照方向：要尽可能使射线沿缺点最厚方向穿过，以提升探伤效果，故摄影方向正确是否直接影响到探伤结果，所以对不一样探伤工件和部位，应有不一样摄影方式。第12页图10-3 几何不清楚度产生1.由式可知：d/L1越小，底片上影像就越清楚，所以在可能条件下，尽可能选择焦点尺寸小射线源，并适当增加射线源至工件上表面距离，同时还要注意，胶片应紧紧贴在被检工件上2.d/L1 不变，伴随工件厚度增加而增大，Ug增加。3.诺模图第13页第14页图10-4 几个不一样形状工件摄影位置第15页图10-5 几个不一样形状工件透照方式第16页三三.焊缝射线透照缺点等级评定焊缝射线透照缺点等级评定 对射线底片评定即对底片进行分析、判断、评定并做出结论，是射线检测最终一项主要工作。依据评定结论及被检工件要求和相关标准来决定工件是否合格、返修等。1.评片工作基本要求：底片质量；底片观察条件；评片资格和评片人必须具备劳动部门颁发射线级以上资格证书。2.焊缝质量分级：依据JB4730压力容器无损检测及CB3323钢熔化焊对接接头射线摄影和质量分级中关于钢制压力容器对接焊缝透照缺点等级评定内容，依据缺点性质和数量进行分级。四四.射线检测应用射线检测应用 适宜检测对接焊缝，检测角焊缝效果较差，不宜检测板材、棒材、锻件。检测角焊缝透照布置比较困难，摄得底片黑度改变大，成像质量不够好；不宜检测板材、棒材、锻件原因是板材、锻件中大部分缺点与板面平行，射线摄影无法检出。第17页第三节第三节 超声波检测超声波检测 一一.超声波检测原理超声波检测原理1.超声波：对于振动频率超出声波频率(160Hz）上限弹性振动机械波叫作超声波。工业上用作探伤频率普通为 0.510MHz。2.超声波能够用各种方法取得，探伤所用超声波是经过压电效应产生。其过程是将脉冲式高频交变电压加在一石英或碳酸钡等晶片上，晶片就会随所加电压改变而引发对应变形，即产生了同频率振动，从而使电振动变成为呈脉冲机械振动超声波。3.超声波含有很好指向性，其扩散角很好，波长较短，在介质中是作直线传输。在超声波传输过程中，当碰到密度不一样材料界面时，会产生折射和反射。超声波探伤便是利用上述特征和不一样声程位置反射时间差而进行探伤。4.检测原理：超声波传入工件时，首先在工件起始表面产生反射；在继续传输过程中，若工件有缺点存在，则因缺点处有不一样界面，使超声波再次反射；当超声波传输至工件底面，即与大气接触界面时，又一次产生全反射。这些反射回超声波被探头接收并转换成电讯号，经放大器放大后在示波器上显示出不一样波形及不一样时间间隔，于是便可依据超声波在工件上反射而转化成电讯号来区分工件内部缺点，内部缺点在工件中详细位置，可依据缺点波比底面早出现时间座标值，经过声程距离就可方便地计算出。第18页二二.超声波种类超声波种类第19页1.超声波探伤仪：是超声检测中关键主体设备，它功效是产生电振荡并加在换能器（探头）上，使之产生超声波，同时又能够将探头接收返回信号放大处理，以脉冲波、图像显示在荧光屏上，方便深入分析判断被检对象详细情况。超声波探伤仪有各种，其中按缺点被显示方式不一样类型，见表。二二.超声波探伤仪、探头、藕合剂、试块超声波探伤仪、探头、藕合剂、试块第20页2.探头：探头是与超声波探伤仪配合产生超声波和接收反射回信号主要部件，也是将电能转换成超声波能(机械能)和将超声波能转换为电能一个换能器。探头分类方式可参见表。3.耦合剂：当探头与被检工件表面直接接触时，即采取直接接触式检测时，必须选取适当藕合剂以降低声能损失，同时也能提升探头使用寿命。在选择耦合剂时要注意不要对工件、探头及操作者组成损伤、腐蚀等影响。惯用有机油、浆糊、甘油和水等透声性好藕合剂。4.试块：采取超声波进行检测或测量时，为校验超声波探伤仪、探头等设备综合系统性能，统一检测操作灵敏度，使评价缺点位置、大小、性质等尽可能到达一致要求，对被检测工件评级、判废等工作有共同衡量标准，在进行超声波被测之前按不一样用途设计并制造出各种形状简单人工反射，统称试块。伴随超声波检测工作不停发展，国际焊接学会对试块材质、形状、尺寸及表面状态等都作了详细统一要求，成为在国际范围内标准。第21页三三.超声波检测操作与应用超声波检测操作与应用 超声波检测结果与超声波探伤操作人员素质、经验、技能和详细工作环境有很大关系。为确保超声波探伤结果正确性，相关人员必须严格恪守超声波探伤规程和要求。藕合剂选取：油耦合剂用在焊缝或材料局部探伤上，而水耦合剂用于钢板大面积探伤中。探头入射角选择：斜探头横波探伤中，入射角大小则是很主要。增大探头入射角，适宜于薄钢板探伤。探头移动要求：要发觉工件内部缺点，应使探头在探测区域内进行滑动。对于直探头纵波探伤这是不成问题，不过要采取斜探头对焊缝进行探伤，就必须要在焊缝一侧或两侧上，进行有规则滑动，才能使声束逐一扫查到焊缝和热影响区各个部位。第22页超声波探伤应用及其要求：超声波探伤灵敏度较高，尤其是探测垂直于工件表面线状缺点是其它探伤方法难于实现，而且探测方便、安全性好，适合用于制造和维修现场无损探伤。a.钢板探伤：钢板探伤是经过直探头来完成，它要求钢板探测表面光滑，能发觉与探查表面平行或近似平行缺点。直探头探伤通常又称为纵波探伤。b.焊缝探伤：焊缝超声波探伤是经过斜探头横波探伤法来完成。它能够发觉垂直于钢板表面缺点。焊缝探伤对容器来说主要是指对接焊缝探伤。第23页第四节第四节 表面缺点检测表面缺点检测一一.磁粉检测磁粉检测 在容器焊接过程和在役设备定时检验中，需要随时发觉表面缺点和观察缺陷改变情况，方便及时采取对应办法。表面探伤就是完成上述检验最惯用检测方法。包含渗透探伤、磁粉探伤和管材涡流检测。当被磁化工件表面和内部存在缺点时，缺陷导磁率远小于工件材料，磁阻大，妨碍磁力线顺利经过，造成磁力线弯曲。并会逸出表面进人空气中，形成漏磁场。此时若在工件表面撒上导磁率很高磁性铁粉，在漏磁场处就会有磁粉被吸附，聚集形成磁痕，经过对磁痕分析即可评价缺点。表面缺点越窄越深，磁痕聚焦越明显，缺点区分灵敏度亦越高。图10-6 磁粉检测原理磁粉探伤是利用铁磁材料在磁场中因缺点而引发导磁率改变，使磁力线均布受到影响而产生漏磁原理来进行。第24页外加磁场强度：缺点漏磁场强度强弱与工件被磁化程度相关。普通说来，假如外加磁场使被检材料磁感应强度到达其饱和值80以上，缺点漏磁场强度就会显著增加。缺点形状和位置：缺点方向与磁力线方向越靠近90，其漏磁场强度越大。不然相反，检测时，极难发觉与被检表面所夹角度小于20夹层；表面漏磁场强度伴随缺点深宽比增加而增加；缺点位置越靠近表面，漏磁场强度就越强。被检材料性质：常温下钢铁材料是体心立方晶格，非奥氏体组织，是铁磁性材料；而面心立方晶格、奥氏体组织是非铁磁性材料。材料合金化程度，冷加工程度及热处理状态也会影响材料磁性。被检材料表面状态：若被检材料表面有覆盖层(如有涂料等)，则会降低缺点漏磁场强度。磁粉检测前提是要努力使被检材料有足够强缺点漏磁场强度1.影响漏磁场强度主要原因影响漏磁场强度主要原因第25页适合用于能被磁化材料（如铁、钻、镍及其合金等），不能用于非磁性材料(如铜、铝、铬等)适合用于材料和工件表面和近表面缺点能直观地显示出缺点形状、尺寸、位置，进而能做出缺点定性分析检测灵敏度较高，能发觉宽度仅为0.1m表面裂纹能够检测形状复杂、大小不一样工件检测工艺简单，效率高、成本低。2.磁粉检测特点磁粉检测特点第26页 横向磁化、纵向磁化和联合磁化等三种方法。见表横向磁化法：使磁场方向与焊缝或零件中心线相垂直，以显示焊缝纵向裂纹。这种方法多用于容器焊缝或大型工件局部探伤。如图所表示。则常采取电磁触头来进行局部磁化。纵向磁化法：即为轴向磁化方法。它是将工件或工件一部分放在多匝通电线圈内，使工件产生一个与线圈轴线平行磁场。纵向磁化法多用于管件或轴类零件表面探伤。3.磁化方法及特点磁化方法及特点图10-7 横向磁化1裂纹，2磁力线第27页4.磁化规范磁化规范灵敏度试片磁化电流第28页4.磁粉磁粉 磁粉是在缺点处形成缺点磁痕主要材料，正确选取磁粉能够使检测灵敏度提高，为缺点评定提供直接确保。用作显示磁粉应含有高导磁率和低剩磁性，而且要求磁粉之间无吸引。磁粉种类 a.荧光磁粉：在磁性氧化铁粉（如Fe3O4，Fe3O4）或工业纯铁粉外面再涂覆一层荧光染料制成磁粉。普通荧光磁粉在紫外光激发下发出人眼敏感黄绿色荧光。在黑光灯下，其色泽鲜明，轻易发觉，可见度、对比度好，可在任何颜色被检表面上使用。普通情况下，荧光磁粉只在湿法检测中使用即把荧光悬浮在煤油或水载液中制成湿粉。b.非荧光磁粉：磁粉性状：a.磁性：磁粉磁性强弱直接关系到磁粉能否被待检表面上漏磁场吸附而形成磁痕。理想磁粉首先应含有高导磁率，易于被微弱缺点漏磁场磁化和吸附，而且有低矫顽力，磁化后易于分散并能够重复使用。第29页磁粉性状：a.磁性：b.粒度：磁粉粒度应小于76m(大于200目)。选择磁粉粒度时，应同时考虑被检缺点性质、尺寸和磁粉使用方式。用干法检验近表面缺点或较大尺寸缺点时，宜采取较粗磁粉；用湿法检验表面缺点或小尺寸缺点时，宜采取细磁粉。c.颗粒形状：条状和球状。条状磁粉轻易在磁场内被磁化，形成磁粉链条；而球状磁粉则因其不易被磁化而含有很好流动性；将球形颗粒和条形颗粒按一定百分比混合起来磁粉能够兼有良好磁性和流动性，是较理想磁粉。磁悬液：湿粉检测时，将磁粉与油或水按一定百分比混合而成悬浮液体称为磁悬液。磁悬液浓度(即每升液体中所含有磁粉克数)对检测灵敏度有很大影响。小缺点会因磁粉浓度太低而被漏检，而磁粉浓度太高，又会使衬度变差，干扰缺点显示。反差增强剂：第30页 有些工件经过磁粉检测后，不允许有剩磁存在或有对应剩磁要求时，则需要退磁。退磁就是将被检工件内剩磁减小，到达对应剩磁要求，以至不妨碍工件使用性能。交流退磁直流退磁5.退磁退磁(极少极少)6.磁痕评定和缺点等级评定磁痕评定和缺点等级评定磁痕评定与统计缺点等级评定第31页 渗透检测是利用液体毛细现象检测非松孔性固体材料表面开口缺点一个无损检测方法。在装备制造、安装、在役和维修过程中，渗透检测是检验焊接坡口、焊接接头等是否存在开口缺点有效方法之一。二二.渗透检测渗透检测1.原理和特点原理和特点原理：当被检工件表面存在有细微肉眼难以观察到裸露开口缺点时，将含有有色染料或者荧光物质渗透剂，用浸、喷或刷徐方法涂覆在被检工件表面，保持一段时间后，渗透剂在存在缺点处毛细作用下渗透表面开口缺点内部，然后用清洗剂除去表面上滞留多出渗透剂，再用浸、喷或刷涂方法在工件表面上涂覆薄薄一层显像剂。经过一段时间后，渗人缺点内部渗透剂又将在毛细作用下被吸附到工件表面上来，利用渗透剂与显像剂颜色反差显著(如前者多为红色。后者多为白色)或者渗透剂中配制有荧光材料，则在白光下或者在黑光灯下，观察到放大缺点显示。第32页类型：着色渗透检测（着色探伤)：渗透剂和显像剂配以不一样颜色染料来显示缺点；荧光渗透检测(荧光探伤)：渗透剂中配以荧光材料时，在黑光灯下能够观察到荧光渗透剂对缺点显示。渗透检测特点：a.适用材料广泛，能够检测黑色金属、有色金属，锻件、铸件、焊接件等，还能够检测非金属材料如橡胶、石墨、塑料、陶瓷、玻璃等制品；b.是检测各种工件裸露出表面开口缺点有效无损检测方法，灵敏度高，但未裸内部深处缺点不能检测；c.设备简单、操作方便，尤其对大面积表面缺点检测效率高，周期短；d.所使用渗透检测剂(渗透剂、显像剂、清洗剂)有刺激性气味，应注意通风;e.若被检表面受到严重污染，缺点开口被阻塞且无法彻底去除时，渗透检测灵敏度将显著下降。第33页2.方法分类和选取方法分类和选取第34页第35页3.缺点显示和缺点等级评定缺点显示和缺点等级评定第36页