人力资源-8压力管道的检验检测技术.docx

8 压力管道的检验检测技术

　　主要内容
　　1.工业管道的检验检测方法
　　2.公用管道的检验检测方法
　　前言
　　什么是压力管道？
　　根据最新的《特种设备目录》（2014年）定义，压力管道是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体，且公称直径大于或者等于50mm的管道。
　　公称直径小于150mm，且其最高工作压力小于1.6MPa（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。其中，石油天然气管道的安全监督管理还应按照《安全生产法》、《石油天然气管道保护法》等法律法规实施。
　　什么是工业管道？
　　工业管道是指企业、事业单位所属用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道，划分为GC1级、GC2级、GC3级。
　　符合下列条件之一的工业管道为GC1级：
　　（1）输送GB5044-85《职业接触毒物危害程度分级》中规定的毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道；
　　（2）输送GB50160-1999《石油化工企业设计防火规范》及GB50016-2006《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体，并且设计压力大于或者等于4.0MPa的管道；
　　（3）输送流体介质并且设计压力大于或者等于10.0MPa，或者设计压力大于或者等于4.0MPa，并且设计温度大于或者等于400℃的管道。
　　符合以下规定的工业管道为GC3级：
　　输送无毒、非可燃液体介质，设计压力小于或者等于1.0MPa，并且设计温度大于-20℃但是小于185℃的管道。
　　其余为GC2工业管道。

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　1.工业管道的检验检测方法
　　>>1.1.压力管道常见的缺陷
　　>>1.2.检验检测方法
　　>>1.3.工业管道的定期检验
　　1.1.压力管道常见的缺陷
　　（1）制造安装过程中产生的缺陷
　　压力管道在制造安装的过程产生的缺陷包括管道材料冶炼、轧制、机加工、焊接、热处理等过程中产生的缺陷。
　　冶炼缺陷，如缩管、气孔非金属夹杂物等；
　　轧制缺陷，如夹层、折叠、发纹、拉痕、白点等；
　　机加工缺陷，几何形状或尺寸不符、冲压裂纹等；
　　热处理过程中产生得缺陷，如材料变脆、热处理裂纹等。
　　管道焊接缺陷是压力管道中普遍存在也是最多的缺陷。
　　压力管道最常见的焊接缺陷为：未焊透、未熔合、气孔、夹渣和裂纹；
　　最常见的焊缝形状缺陷为：咬边、错边。
　　1）裂纹缺陷
　　裂纹是最危险的缺陷，按其发生的原因分为管道原材料裂纹、焊接不当产生的裂纹、管道材料热处理不当产生的裂纹、管道过载产生的裂纹、腐蚀产生的裂纹及交变载荷产生的疲劳裂纹等（其中有些是使用过程中产生的裂纹）。

　　裂纹会引起严重的应力集中，严重破坏了材料的连续性，降低材料的强度；如强度较高而韧性较低的材料，或者材料已发生劣化，则极易发生低应力脆断。一般讲，缺陷造成的应力集中越严重，脆性断裂的危险性越大。在交变载荷下，裂纹尖端的高应变区极易使裂纹尖端萌生新的裂纹，并使裂纹扩展，降低结构的疲劳寿命。对压力管道安全使用而言，裂纹的危害性最大。它不仅会使焊接结构报废，还可能会使压力管道破裂造成严重事故。因此是工程上严格控制的一种严重缺陷，在一般的标准中是裂纹是不允许存在的。
　　2）未焊透缺陷
　　未焊透是一种严重的焊接缺陷，可以分为根部未焊透、边缘未焊透、层间未焊透等。在压力管道中，由于其焊接方法采用单面焊，极易在管道内表面产生根部未焊透缺陷。

　　就一般而言，产生未焊透的原因主要有：
　　（a）焊接电太小，运条速度太快，角度不对或电弧偏吹，未能使已熔化的金属焊条与焊件的边缘或底层充分熔合，从而形成未焊透；
　　（b）焊件对口不正确，如钝边太厚，间隙太小；
　　（c）锈污等脏物未清理干净，或有熔渣，阻碍了焊层之间的熔合。
　　未焊透缺陷的危害是减少了焊缝的有效截面积，降低了管道的承载能力和机械性能。尖而细未焊透比较危险，它将引起的严重的应力集中，在交变载荷作用下，未焊透不规则的边缘，将可能逐步扩展形成裂纹，成为压力管道潜在破坏的裂纹源。
　　3）未熔合缺陷
　　未熔合也是一种在焊接过程中不当引起的严重的焊接缺陷。一方面，由于存在未熔合缺陷，减少了焊缝的有效截面积，使得压力管道的承载能力和机械性能显著的降低。另一方面未熔合缺陷两端比较细，容易引起的管道的应力集中，在载荷或交变载荷作用下，将可能逐步扩展形成裂纹，成为潜在破坏的裂纹源。

　　未熔合缺陷产生的原因主要有：
　　（a）焊接电流过小，运条不当，使填充金属在未全部熔透前就互相黏结在一起，而在其另以侧却形成了漏焊孔洞；
　　（b）使用电流过大，致使焊条的后半截由于过热而发红，造成熔化太快，当焊件边缘尚未熔化时，焊条的熔化金属已经覆盖上去，形成未熔合。
　　4）气孔缺陷
　　气孔是管道焊接过程中焊缝中最常见的焊接缺陷。气孔缺陷的存在破坏了管道焊缝的连续性，使管道的承载的有效截面积减小，从而降低焊缝的机械性能和承载能力。当气孔面积占截面积的5%以下时，气孔对静强度的影响较小，但当成串气孔总面积超过焊缝截面积的20%时，结构的强度极限会急剧下降。因此，成串或密集气孔要比单个气孔危险得多，表面气孔对材料的弯曲和冲击性能影响较大，因此表面气孔要比埋藏的气孔危险。气孔使有效截面积减少10%时，材料的疲劳强度则下降50%。

　　产生的主要原因有：
　　（a）焊接过程中，焊接运条不当，焊接速度太快，致使熔化金属冷却太快，焊缝熔溶金属中气体在成形冷却前未能来得及逸出，在焊缝金属内部或表面形成的孔穴。
　　（b）焊条受潮，焊条涂层太薄，药皮剥落而芯锈；焊条烘干时温度太高，使药皮成分变质失效；
　　（c）焊接过程中焊件未清理干净；
　　（d）焊接过程中，气体来不及从焊缝中逸出；电流过大；
　　（e）焊接周围环境湿度过大等。
　　5）夹渣缺陷
　　夹渣也是焊缝中最常见的焊接缺陷。夹渣存在尖锐的棱角边界，其尖角处易引起应力集中，其危害性比气孔缺陷严重，特别是条形的连续夹渣。夹渣洞穴中填充着非金属的夹杂物，会影响焊缝的致密性，从而影响材料的性能，根据其截面的大小成正比例的降低材料的抗拉强度，但夹渣对屈服强度影响较小，但使材料的冷弯、冲击性能大幅度减低。单个间断小球状的夹渣物影响较小，而细小的线状的连续夹渣相对影响较大些。在有交变载荷和温度变化的环境下，条形夹渣内的熔渣与金属的膨胀系数相差悬殊导致产生很大的内应力，从而引发裂纹产生。

　　夹渣产生的原因主要是焊件边缘及焊层之间未清理干净；焊接电流太小，而焊条太粗；焊件坡口角度过小，加上运条不当，致使焊渣与铁水分离不清，阻碍了焊渣上浮；熔化金属凝固太快，熔渣来不及浮出；焊件与焊条的化学成分不相宜等。
　　（2）使用过程中产生的缺陷
　　压力管道在使用过程中，由于周围环境、介质、返修、载荷等因素会使压力管道产生各种缺陷，常见的缺陷主要包括：
　　（a）由于环境、介质等引起各种腐蚀缺陷；
　　（b）由于长期在高温环境下运行产生的材料损伤和组织缺陷；
　　（c）管道在交变载荷、振动作用下引起的疲劳裂纹；
　　（d）压力管道在修理焊接引起的缺陷。
　　（a）腐蚀缺陷
　　在用压力管道常见腐蚀缺陷主要有：
　　>>均匀腐蚀（与材料和介质有关）；
　　>>点腐蚀（孔蚀）（与材料和介质有关）；
　　>>冲刷腐蚀（与部位和介质流速以及介质中的颗粒含量有关）；
　　>>晶间腐蚀（主要与介质和材料有关）；
　　>>应力腐蚀（与介质，应力，材料有关）；
　　>>缝隙腐蚀（与介质、材料、结构缝隙有关）；
　　>>氢腐蚀（与氢介质、高温、压力、材料有关）；
　　>>电偶腐蚀（与介质、相接触的多种金属材料有关）；
　　>>有保温腐蚀（与介质、材料、温度有关）；
　　>>无保温腐蚀（与周围环境有关）；
　　>>管道与支架局部接触处腐蚀。
　　（b）长期使用引起压力管道的材料损伤
　　管道材料损伤是指管道材料在长期运行中组织和性能发生变化的现象。压力管道材料长期在高温下运行，材料会发生损伤。如高温、高压临氢设备及管道一般设计寿命大约在10万小时左右，随着运行时间的增加，特别在超过设计寿命情况下，发生各类损伤和失效破坏的可能性将越来越大。
　　国内外不少石油化工企业高温临氢管线在服役未满10万小时曾发生过严重的破坏事故。一般而言，高温临氢管道长期服役后主要的损伤形式为高温下的材料氢损伤和高温下的材料脆化损伤。高温蒸汽管道的管材一般为低碳钢和低合金钢。这些管道中输送的蒸汽介质不会引起管道材质劣化损伤，但由于温度较高，材料经长时间运行后仍会受到损伤。低碳钢和低合金钢管道高温长期服役后的材料损伤形式主要为珠光体球化和石墨化。蒸汽管道因材料发生珠光体球化致使蠕变强度和持久强度下降而引发的爆管事故也经常发生。
　　I.珠光体球化
　　压力管道用低碳钢与低合金钢一般在常温下组织为铁素体+珠光体。此类钢在高温下长期使用后，珠光体组织中的片状渗碳体会逐渐地趋向形成球状渗碳体，并慢慢聚集长大，此种现象叫做珠光体球化。
　　珠光体组织中渗碳体的球化及其聚集过程是通过渗碳体的溶解、碳原子在固溶体中的扩散以及由α固溶体中析出渗碳体几个步骤组成。这一过程主要与温度、时间及钢的成份有关。在一定的温度下，时间愈长，球化愈完全。
　　在常用的管道用钢中，低碳钢比钼钢更易产生球化现象，铬钼钢与铬钼钒钢则比钼钢的球化速度低。
　　钢发生珠光体球化后，会使钢的室温强度显著降低。我国对20号钢的球化通常分为6级，20号钢珠光体中度球化后将使钢的抗拉强度降低20%。
　　II.石墨化
　　钢在高温、应力长期作用下，由于珠光体内渗碳体（Fe3C）分解出游离石墨的现象叫做石墨化。在渗碳体不断的分解下这些石墨不断聚集长大，形成石墨球。时间愈长，石墨球愈严重。我国根据钢中石墨化的发展程度，一般将石墨化分为四级：
　　1级：石墨化现象不明显；
　　2级：明显的石墨化；
　　3级：严重的石墨化；
　　4级：很严重的石墨化（危险的）。
　　石墨化现象只在高温下发生，低碳钢当温度在450℃以上、0.5Mo钢约在480℃以上长期工作后都可能发生石墨化。此时，钢发生不同程度的脆化，强度与塑性降低，石墨化严重时可导致压力管道发生失效。
　　一般钢发生石墨化的时间需要几万小时，所以电厂高温下长期运行的过热器管子和主蒸汽管道的主要检查管子的金相组织变化（石墨化和珠光体球化）及对管子材料力学性能的影响。石墨化达到4级的碳钢和钼钢三通及弯头应予以更换。
　　III.蠕变
　　金属材料在长时间恒温（高温）和不超过其屈服强度的恒应力作用下发生缓慢塑性变形的现象称为蠕变。晶粒在最易错动的晶面或晶界上发生滑移是蠕变变形的主要原因。同时，蠕变也使晶格歪曲、破碎和材料硬化，使继续滑移受到限制。因此钢材在350℃以下不发生蠕变。但在高温下金属的晶界首先发生软化，蠕变得以发生和继续，一直延续到断裂。
　　蠕变使材料损伤主要是在晶界上先形成微小的空洞，空洞不断的变大和相互连通，并逐步形成沿晶的微裂纹，直至形成宏观裂纹，扩展后断裂。在断裂之前宏观上表现出宏观变形不断增加。
　　（c）长期在温度、压力波动、频繁的开停车等交变载荷作用下工作压力管道（如泵、压缩机进出口处的压力管道），会产生疲劳裂纹缺陷，也会使原来存在的其它缺陷发生扩展，最后形成新的危险的裂纹缺陷。
　　（d）压力管道使用过程中，如果返修或检修不当，也会产生新的缺陷。如压力管道返修焊接时，如果施工工艺不当或焊接工艺选择不准确，会产生新的制造缺陷。

　1.2.检验检测方法
　　在用工业压力管道定期检验是通过一系列的检验检测技术对压力管道安全性能作出全面、准确的评价。这些检验检测中，有些属于应会项目，即由压力管道检验人员亲手操作完成的项目，例如宏观检查（目视检查、尺寸测量以及简单设备检测）。通过这些手段我们来发现管道中较为明显的表面缺陷。
　　还有些属于应知项目，即委托有关专业技术人员来完成的项目，如理化检验（金相试验、硬度试验、化学元素分析、力学性能试验）和无损检测等。通过上述这些检测项目，我们可以进一步获得管道内部可能存在的缺陷或材料变化状况。
　　对于前者，压力管道检验人员应熟练掌握应用。而对于后者，则要求了解其基本原理、实施方法、工艺要点、适用范围与不适用场合、优点和局限性。这样才能在压力管道检验中，针对压力管道状况、现场条件、可能产生缺陷的性质来正确地选择检测项目和方法，综合各种的检测和试验结果。
　　>>宏观检查（目视检查、放大镜检查、焊缝检验尺测量、手电筒照射检查、内窥镜检查、红外成像仪检查等）
　　>>电阻测定
　　>>无损检测（射线、超声波、磁粉、渗透检测等）
　　>>理化检验（化学成分分析、金相检验、硬度测试等）
　　1.2.1 宏观检查
　　宏观检查是压力管道检验最基本的检验方法。宏观检查的方法简单易行，可以直接发现管道组成件和支撑件表面较为明显的缺陷，快速获得压力管道的总体质量状况，从而为下一步其他检验内容，包括检测项目、方法、比例、部位的选择和实施提供依据。
　　压力管道的宏观检查包括目视检查、放大镜检查、焊缝检验尺测量、手电筒照射检查、使用游标卡尺、卡钳、钢板尺、卷尺检查、测厚仪测量、内窥镜检查、红外成像仪检查、防腐层检测仪检查和电火花检测仪检查。
　　1.目视检查
　　目视检查是指检验人员用肉眼对管道的结构和表面状态进行检查，目视检查是一种定性检测，目视检查对易于观察或能暴露检查的组成件、连接接头及其它管道元件的部分在其制造、制作、装配、安装、检查或试验之前、进行中或之后进行观察。这种检查包括核实材料、组件、尺寸、接头的制备、组对、焊接、粘接、钎焊、法兰连接、螺纹或其它连接方法、支承件、装配以及安装等的质量是否达到规范和工程设计的要求。
　　（1）检测顺序
　　·结构后看表面
　　·从整体到局部
　　·从宏观到微观
　　（2）检测内容
　　·泄漏检查
　　·防腐层检查
　　·振动检查
　　·位置检查
　　·挠曲、下沉及异常变形检查
　　·支吊架检查
　　·管道组成件（管子、阀门、法兰、膨胀节等）检查
　　·阴极保护装置检查
　　·蠕胀测点检查
　　·标识检查
　　·焊接接头检查
　　·表面腐蚀检查
　　2.放大镜检查
　　目视检查时，有时采用一些器具辅助检查，如对肉眼检查有怀疑的部位，可用5～10倍放大镜做进一步观察。采用放大镜检查，可以更为清晰地发现肉眼很难发现的表面细小的裂纹、弧坑、气孔等缺陷。
　　3.焊缝检验尺测量
　　焊接检验尺是利用线纹和游标测量等原理，检验焊接件的焊缝余高、错边量、焊脚高度、焊角厚度（焊喉）、咬边深度、点蚀深度等的计量器具。主要结构形式如图所示。下面将对几种常规尺寸的测量方法进行介绍。

　　（1）焊缝余高的测量
　　首先将主尺的工作面平行于管道的轴线方向紧贴着管道表面，然后滑动高度尺与焊缝接触，此时高度尺的所指示值，即为焊缝高度尺寸。

　　（2）焊缝错边量的测量
　　首先将主尺的工作面平行于管道的轴线方向紧贴着焊缝的一侧，然后滑动高度尺与焊缝的另一侧接触，此时高度尺的所指示值，即为错边量尺寸。

　　（3）焊脚高度的测量
　　用主尺的工作面靠紧焊件和焊缝，并滑动高度尺与焊件的另一边接触，观察和记录高度尺的指示线，指示值即为焊缝高度尺寸。

　　（4）焊角厚度（焊喉）的测量
　　首先把工作面两侧分别与焊件靠紧，并滑动高度尺与焊点接触，高度尺所指示值即为焊角厚度（焊喉）尺寸。

　　（5）咬边（点蚀）深度的测量
　　用主尺的工作面靠紧管道表面，然后使用咬边尺测量咬边（点蚀）深度，看咬边尺指示值，即为咬边深度尺寸。

　　4.手电筒照射检查
　　为了能有效地观察到管道表面变形、腐蚀凹坑等缺陷，在对管道做目视检查时，可用手电筒贴着管道表面平行照射，此时管道表面的微浅坑槽和细微裂纹都能清楚地显示出来，鼓包和变形的凹凸不平现象也能够看得更清楚。
　　5.游标卡尺检查
　　游标卡尺是工业上常用的测量长度的仪器，它由尺身及能在尺身上滑动的游标组成。若从背面看，游标是一个整体。游标与尺身之间有一弹簧片，利用弹簧片的弹力使游标与尺身靠紧。游标上部有一紧固螺钉，可将游标固定在尺身上的任意位置。尺身和游标都有量爪，利用内测量爪可以测量槽的宽度和管的内径，利用外测量爪可以测量零件的厚度和管的外径。深度尺与游标尺连在一起，可以测槽和筒的深度。

　　（1）测量方法
　　测量时，右手拿住尺身，大拇指移动游标，左手拿待测外径（或内径）的物体，使待测物位于外测量爪之间，当与量爪紧紧相贴时，即可读数。

　　压力管道常用的公称直径尺寸
公称直径
大外径
小外径
公称直径
大外径
小外径
DN15
φ22
φ18
DN150
φ168
φ152
DN20
φ27
φ25
DN200
φ212
φ212
DN25
φ34
φ32
DN250
φ273
φ273
DN32
φ42
φ38
DN300
φ324
φ325
DN40
φ48
φ45
DN350
φ356
φ377
DN50
φ60
φ57
DN400
φ406
φ426
DN65
Φ76（73）
φ73
DN450
φ457
φ480
DN80
φ82
φ82
DN500
φ508
φ530
DN100
φ114
φ108
DN600
φ610
φ630
DN125
φ140
φ133

　　（2）读数
　　读数时首先以游标零刻度线为准在尺身上读取毫米整数，即以毫米为单位的整数部分。
　　然后看游标上第几条刻度线与尺身的刻度线对齐，（若没有正好对齐的线，则取最接近对齐的线进行读数），游标上第n条刻度线与尺身的刻度线对齐×（乘以）分度值，相乘的结果即为小数部分。如有零误差，则一律用上述结果减去零误差（零误差为负，相当于加上相同大小的零误差），读数结果：L=整数部分+小数部分－零误差
　　（3）读数实例
　　①在主尺上读出副尺零刻度线以左的刻度，该值就是最后读数的整数部分。图示33mm。
　　②副尺上一定有一条与主尺的刻线对齐，在副尺上读出该刻线距副尺的零刻度线以左的刻度的格数，乘上该游标卡尺的精度0.02mm，就得到最后读数的小数部分。或者直接在副尺上读出该刻线的读数，图示为0.24mm。

　　③将所得到的整数和小数部分相加，就得到总尺寸为33.24mm。
　　6.卡钳测量
　　卡钳是一种测量长度的量具。卡钳根据不同的测量用途可以分为内卡钳和外卡钳。常用内卡钳用于管道的内径，用外卡钳测量管道的外径。它们本身都不能直接读出测量结果，而是把测量得的长度尺寸，在钢直尺上进行读数，或在钢直尺上先取下所需尺寸，再去检验零件的尺寸是否符合相关要求。

　　　　内卡钳　　　　　　 外卡钳
　　卡钳的使用方法如下：
　　（1）卡钳测量法
　　用外卡钳测量圆的中心距时，要使两钳脚测量面的连线垂直于圆的轴线，不加外力，靠外卡钳自重滑过圆的外圆，这时外卡钳开口尺寸就是圆柱的直径。
　　用内卡钳测量孔的直径时，要使两钳脚测量面的连线垂直并相交于内孔轴线，测量时一个钳脚靠在孔壁上，另一个钳脚由孔口略偏里面一些逐渐向外测试，并沿孔壁的圆周方向摆动，当摆动的距离最小时，内卡钳的开口尺寸就是内孔直径。
　　（2）卡钳在钢尺上取尺寸方法
　　外卡钳的一个钳脚的测量面靠着钢尺的端面，另一钳脚的测量面对准所取的尺寸刻线上，且两测量面的连线应与钢尺平行。使用内卡钳时，其取尺寸方法与外卡钳一样，只是在钢尺的端面须靠着一个辅助平面，内卡钳的一个脚也靠着该平面。

　　7.钢板尺测量
　　钢板尺是量具的一种，外形像普通塑料尺。常用钢板尺测量管道的长度、高度（深度）等尺寸。

　　8.卷尺测量
　　卷尺是日常生活中常用的工量具，在压力管道的检验中我们常用卷尺来测量管道的长度、高度、周长、直径等尺寸。

　　9.测厚仪测量
　　（1）工作原理
　　厚度测量是压力管道检验中最常见的检测项目。由于管道是闭合壳体，测厚只能从一面进行，所以需要采用特殊的物理方法，最常用的是超声波。
　　目前压力管道检验中使用的测厚仪都是脉冲反射式超声波测厚仪，其测厚原理如下：

　　厚度值：δ=1/2ct
　　式中：c——超声波工件中的波速，m/s；在钢中的波速为5920m/s。
　　　　　t——超声波在工件中往返一次传播的时间，s。
　　（2）测厚仪使用的一般程序
　　①测厚仪的校准
　　每一次测厚前,必须对测厚仪应进行校准。钢中的纵波声速5900m/s，仪器中的声速一般按钢的声速设定。校准时，用仪器配置的标准试块测试，调节旋钮使仪器读数与试块厚度一致。然后再对钢铁材料进行测厚。当对非钢铁材料测厚前，必须进行声速和仪器线性的校准。
　　②测厚操作
　　要求工件表面光洁平整，达不到要求时，要进行打磨。测试时要施加一定的耦合剂。常用的耦合剂有甘油、机油、水玻璃等。测厚时，探头放置要平稳、压力适当。每个测试位置应稍加移动测量两次。当管道中有沉积物，且沉积物声阻抗与工件相差不大时，要先用小锤敲击几下管壁后再测，以免误判。
　　（3）测厚注意事项
　　>>声速调节和仪器线性
　　对配有“声速调节”和“延迟调节”的测厚仪，应注意仪器设定的声速值应与试件中传输的声速一致，这样才能保证测厚数据准确。
　　>>材料晶粒对测厚的影响
　　晶粒粗大的材料，例如铸钢或铸铁，对超声波衰减很大，普通测厚仪无法使用，得不到读数。解决方法有：使用频率较低、功率较大的专门用于粗晶材料的测厚仪；或使用功率更大的超声波探伤仪来测厚。
　　>>表面涂层对测厚的影响
　　表面涂层会影响测厚结果，使测厚读数变大，所以测厚前应将表面涂层去除。如实际情况不允许去除表面涂层，则应作对比试验，以确定涂层引起的厚度增加值。
　　>>特殊条件下的测厚
　　压力管道检验中的特殊条件下的测厚包括：特殊试件，例如复合材料；特殊条件，例如高温下的测厚。
　　（4）仪器的操作步骤
　　>>测量准备
　　将探头插头插入主机探头插座中，按ＯＮ键开机，全屏幕显示数秒后显示声速，如下图所示。此时可开始测量。

　　>>校准
　　按ZERO键，进入校准状态在随机试块上涂耦合剂，将探头与随机试块耦合，屏幕显示的横线将逐条消失，直到屏幕显示4.0mm即校准完毕。

　　>>测量厚度
　　将耦合剂涂于被测处，将探头与被测材料耦合即可测量，屏幕将显示被测材料厚度，如图：

　　说明：当探头与被测材料耦合时，显示耦合标志。如果耦合标志闪烁或不出现说明耦合不好。
　　当材料实际声速与 5900m/s 不同时，按下式计算实际厚度值：
　　式中：H0=H×V0/5900
　　H-5900m/s声速下测得厚度值
　　V0 -材料实际声速值
　　H0-材料实际厚度值
　　超声波测厚仪各种常见材料声速表

材料（英）
声速
In/us
M/S
铝
Alumlnum
0.250
6340-6400
钢
Smon
0.233
5920
不锈钢
Steel.stanless
0.226
5740
黄铜
Brass
0.173
4399
铜
Copper
0.186
4720
铸铁
Iron
0.173-0.229
4400-5820
铅
Lead
0.094
2400
尼龙
Nylon
0.105
2680
冰
Ice
0.157
3988
镍
Nickel
0222
5639
树脂玻璃
Plexiglas
0.106
2692
聚苯乙烯
Polystyrene
0.092
2337
陶瓷
Porcelain
0.230
5842
聚氯乙烯
PVC
0.094
2388
石英
Quartz
0.222
5639
硫化橡胶
Rubber.vulcanized
0.91
2311
银
Sliver
0.142
3667
金
Gold
0.128
3251
锌
Zinc
0.164
4170
钛
Titanium
0.236
5990

　　10.内窥镜检查
　　压力管道的内径一般都比较小，如果要对其进行内部检查，我们无法像容器那样进入到设备内部进行宏观检查，因此我们一般采用内窥镜设备对管道的内部情况进行检查，检查工业管道内部焊缝、腐蚀、堵塞、差异、异物等情况。
　　内窥镜是光、机、电一体的NDT仪器，分为三类产品。第一类，硬性内窥镜系列；第二类，纤维内窥镜系列；第三类，电子视频内窥镜系列产品。

　　11.红外成像仪检查
　　在压力管道的定期检验中，常用红外成像仪对高温管道进行检查，检查管道的绝热层有无破损、跑冷等情况。
　　红外热成像仪接收被测物体各部位辐射的红外能量，并将其转换为温度值，用不同的颜色标示不同的温度，以热像图方式在液晶屏上显示。
　　红外热成像仪的操作方法十分简便，只需选择合适的距离，将红外热成像仪对准被测物并按动测试按钮，此时被测物的热像仪即被保存。可以通过对热像仪的分析来判断被测物的各个部位的温度差异。

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　　1.2.2 电阻测定
　　《在用工业管道定期检验规程》（试行）中规定：对输送易燃、易爆介质的管道采取抽查的方式进行防静电接地电阻和法兰间的接触电阻值的测定。管道对地电阻不得大于100Ω，法兰间的接触电阻值应小于0.03Ω。常用的电阻测量方法有万用表测量和绝缘电阻测试仪测量。
　　（1）万用表测量
　　将万用表挡位调到欧姆档，即根据被测电阻的欧姆值选择合适的倍率，将黑红表笔分别接触被测电阻两端。

　　（2）绝缘电阻测试仪测试
　　绝缘电阻测试仪即兆欧表。兆欧表（Megger）俗称摇表，兆欧表大多采用手摇发电机供电，故又称摇表。它的刻度是以兆欧（MΩ）为单位的。兆欧表是电工常用的一种测量仪表。兆欧表主要用来检查电气设备、家用电器或电气线路对地及相间的绝缘电阻，以保证这些设备、电器和线路工作在正常状态，避免发生触电伤亡及设备损坏等事故。

　　测量方法：
　　（1）测量前必须将被测设备电源切断，并对地短路放电。
　　（2）被测物表面要清洁。减少接触电阻，确保测量结果的正确性。
　　（3）测量前应将兆欧表进行一次开路和短路试验，检查兆欧表是否良好。即在兆欧表未接上被测物之前。摇动手柄使发电机达到额定转速（120r/min），观察指针是否指在标尺的“∞”位置。将接线柱“线（L）和地（E）”短接，缓慢摇动手柄，观察指针是否指在标尺的“0”位。如指针不能指到该指的位置，表明兆欧表有故障。应检修后再用。
　　（4）兆欧表使用时应放在平稳、牢固的地方，且远离大的外电流导体和外磁场。
　　（5）必须正确接线。兆欧表上一般有三个接线柱，其中L接在被测物和大地绝缘的导体部分，E接被测物的外壳或大地。G接在被测物的屏蔽上或不需要测量的部分。测量绝缘电阻时，一般只用“L”和“E”端。但在测量电缆对地的绝缘电阻或被测设备的漏电流较严重时，就要使用“G”端，并将“G”端接屏蔽层或外壳。线路接好后，可按顺时针方向转动摇把。摇动的速度应由慢而快，当转速达到每分钟120转左右时，保持匀速转动，1分钟后读数。并且要边摇边读数。不能停下来读数。
　　1.2.3 无损检测
　　无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法。
　　射线检测（Radiographic Testing，简称RT）、超声波检测（ Ultrasonic Testing，简称UT）、磁粉检测（ Magnetic Testing，称MT）、渗透检测（ Penetrant Testing，简称PT）和涡流检测（Eddy Current Testing，简称ET）是在承压类特种设备应用较广泛的探测缺陷的方法，称为五大常规检测方法。其中RT和UT主要用于探测试件内部缺陷，PT主要用于探测试件表面缺陷，MT和ET主要用于探测试件表面和近表面缺陷。
　　无损检测的目的：
　　（1）保证产品质量
　　应用无损检测技术，可以探测到肉眼无法看到的试件内部的缺陷；在对试件表面质量进行检验时，通过无损检测方法可以探测出许多肉眼很难看见的细小缺陷。由于无损检测技术对缺陷检测的应用范围广，灵敏度高，检测结果可靠性好，因此在承压类特种设备和其他产品制造的过程检验和最终质量检验中普遍采用。
　　应用无损检测技术的另一优点是可以进行百分之百检验。众所周知，采用破坏性检测，在检测完成的同时，试件也被破坏了，因此破坏性检测只能进行抽样检验。与破坏性检测不同，无损检测不需损坏试件就能完成检测过程，因此无损检测能够对产品进行百分之百检验或逐件检验。许多重要的材料、结构或产品，必须保证万无一失，只有采用无损检测手段，才能为质量提供有效保证。
　　（2）保障使用安全
　　即使是设计和制造质量完全符合规范要求的承压类特种设备，在经过一段时间使用后，也有可能发生破坏事故。这是由于苛刻的运行条件使设备状态发生变化，例如由于高温和应力的作用导致材料蠕变；由于温度、压力的波动产生交变应力，使设备的应力集中部位产生疲劳；由于腐蚀作用使壁厚减薄或材质劣化等等。
　　上述因素有可能使设备中原来存在的，制造规范允许的小缺陷扩展开裂，或使一设备中原来没有缺陷的地方产生这样或那样的新生缺陷，最终导致设备失效。为了保障使用安全，对在用锅炉、压力容器、压力管道，必须定期进行检验，及时发现缺陷，避免事故发生，而无损检测就是在用锅炉、压力容器、压力管道定期检验的主要内容和发现缺陷最有效的手段。
　　除锅炉压力容器压力管道外，其他在用重要设备、构件、零部件的定期检验时，也经常应用无损检测手段。
　　（3）改进制造工艺
　　在产品生产中，为了了解制造工艺是否适宜，必须事先进行工艺试验。在工艺试验中，经常对工艺试样进行无损检测，并根据检测结果改进制造工艺，最终确定理想的制造工艺。
　　例如，为了确定焊接工艺规范，在焊接试验时对焊接试样进行射线照相，随后根据检测结果修正焊接参数，最终得到能够达到质量要求的焊接工艺。又如，在进行铸造工艺设计时，通过射线照相探测试件的缺陷发生情况，并据此改进浇口和冒口的位置，最终确定合适的铸造工艺。
　　（4）降低生产成本
　　在产品制造过程中进行无损检测，往往被认为要增加检查费用，从而使制造成本增加。可是如果在制造过程中间的适当环节正确地进行无损检测，就是防止以后的工序浪费，减少返工，降低废品率，从而降低制造成本。例如，在厚板焊接时，如果在焊接全部完成后再无损检测，发现超标缺陷需要返修，要花费许多工时或者很难修补。
　　因此可以在焊至一半时先进行一次无损检测，确认没有超标缺陷后再继续焊接，这样虽然无损检测费用有所增加，但总的制造成本降低了。又如，对铸件进行机械加工，有时不允许机加工后的表面上出现夹渣、气孔、裂纹等缺陷，选择在机加工前对要进行加工的部位实施无损检测，对发现缺陷的部位就不再加工，从而降低了废品率，节省了机加工工时、成本。
　　无损检测应用时，应掌握以下几方面的特点：
　　（1）无损检测要与破坏性检测相配合
　　（2）正确选用实施无损检测的时机
　　（3）选用最适当的无损检测方法
　　（4）综合应用各种无损检测方法
　　1.射线检测
　　>>射线检测的原理
　　X射线和γ射线都是波长极短的电磁波。X射线是从X射线管中产生的，γ射线是从放射性同位素的原子核中放射出来的，能量在1MeV以上的高能X射线，是通过电子加速器获得的。
　　射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用，因吸收和散射而使其强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿越的厚度。如果被透照物体（试件）的局部存在缺陷，且构成缺陷的物质的衰减系数又不同于试件，该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异。把胶片放在适当位置使其在透过射线的作用下感光，经暗室处理后得到底片。
　　底片上各点的黑化程度取决于射线照射量，由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位就会出现黑度差异。底片上相邻区域的黑度差定义为“对比度”。把底片放在观片灯上借助透过光线观察，可以看到由对比度构成的不同形状的影像，评片人员据此判断缺陷情况并评价试件质量。
　　X射线检测原理示意图

图谱号
缺陷名称
财政
厚度
焊接方法

图片来源
132
未焊透
钢
20mm
手工焊
IIW瑞典

图谱号
缺陷名称
财政
厚度
焊接方法

图片来源
159
裂缝
16MnR
18mm
自动焊
北京

　　>>射线检测设备和器材
　　射线检测使用的设备和主要器材简介如下：
　　（1）射线检测设备
　　射线检测设备可分为：X射线探伤机、γ射线探伤机、高能射线探伤设备三大类。X射线探伤机管电压在450 kV以下，可分为携带式、移动式两类，最大穿透钢铁厚度可达100 mm。γ射线探伤机的射线能量取决于放射性同位素的种类，常用γ源有C060、Irl22.Se75等。
　　（2）胶片
　　胶片是射线检测记录信息的器材。射线胶片不同于一般的感光胶片，一般感光胶片只在胶片片基的一面涂布感光乳剂层，在片基的另一面涂布反光膜。

　　（3）增感屏
　　射线底片上的影像主要是靠胶片乳剂层吸收射线产生光化学作用形成的。但通常只有不到1%的射线被胶片所吸收，而22%以上的射线透射过胶片被浪费。使用增感屏可增强射线对胶片的感光作用，从而达到缩短曝光时间提高工效的目的。
　　（4）像质计
　　像质计是用来检查和定量评价射线底片影像质量的工具。又称为影像质量指示器，或简称IQI、透度计。
　　像质计通常用与被检工件材质相同或对射线吸收性能相似的材料制作。像质计中设有一些人为的有厚度差的结构（如槽、孔、金属丝等），其尺寸与被检工件的厚度有一定的数值关系。射线底片上的像质计影像可以作为一种永久性的证据，表明射线检测是在适当条件下进行的，但像质计的指示数值并不等于被检工件中可以发现的自然缺陷的实际尺寸。
　　>>基本操作
　　把射线源、工件和胶片按一定的相互位置进行布置，一般把被检的物体安放在离X射线装置或γ射线装置一定距离（符合射线检测标准要求）的位置处，把胶片盒紧贴在试样背后，让射线照射适当的时间（根据曝光曲线选择）进行曝光。把曝光后的胶片在暗室中进行显影、定影、水洗和干燥。将干燥的底片放在观片灯的显示屏上观察，根据底片的黑度和图像来判断存在缺陷的种类、大小和数量。随后按相应的射线检测标准（NB/T 47013），对缺陷进行评定和分级。以上就是射线照相探伤的一般步骤。
　　>>射线的安全防护
　　射线具有生物效应，超辐射剂量可能引起放射性损伤，破坏人体的正常组织出现病理反应。辐射具有积累作用，超辐射剂量照射是致癌因素之一，并且可能殃及下一代，造成婴儿畸形和发育不全等。由于射线具有危害性，所以在射线照相中，防护是