柯洪剛 范樹孫
(廣西壯族自治區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,廣西 南寧 530022)
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及方法也在不斷豐富,技術(shù)水平也在逐漸提高。各種技術(shù)的基本原理有較大的區(qū)別,需要技術(shù)人員根據(jù)其特點(diǎn),結(jié)合檢測(cè)項(xiàng)目的情況合理選擇,因而對(duì)該問題的深入研究也是十分有必要的。
聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)( Acoustic Emission,簡(jiǎn)稱AE),是一項(xiàng)新型的無(wú)損檢測(cè)方法,材料在受到外力的作用時(shí),其內(nèi)部會(huì)發(fā)出一定的應(yīng)力波,再通過探測(cè)判斷容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否受到損傷,或者評(píng)估其受到損傷的情況。聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)的基本原理是聲發(fā)射源發(fā)射的彈性波經(jīng)過一定的傳播途徑,最后到達(dá)材料表面,使得聲發(fā)射傳感器探測(cè)出現(xiàn)表面位移的現(xiàn)象,探測(cè)器則會(huì)把材料的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),再實(shí)施放大處理,并結(jié)合觀察到的聲發(fā)射信號(hào),對(duì)其實(shí)施深入的分析與推斷,判斷材料產(chǎn)生聲發(fā)射的基本流程。該技術(shù)存在一定的缺陷,即其無(wú)法提供靜態(tài)缺陷的情況,實(shí)施聲發(fā)射檢測(cè)之前,需要先調(diào)查掌握其過往的受力情況,且聲發(fā)射過程中會(huì)存在一定的噪聲,需要對(duì)其進(jìn)行處理或者排除,才能得到較為準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。
聲發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用范圍較為廣闊,對(duì)于各種大型構(gòu)件進(jìn)行水壓檢測(cè),評(píng)估其缺陷情況,并進(jìn)行報(bào)警等,包括壓力容器檢測(cè)、鍋爐檢測(cè)、管道檢測(cè)等,較為實(shí)用。
TOFD 技術(shù)即Time of Flight Diffraction Technique,其主要是通過缺陷端部衍射波播的時(shí)間差來(lái)對(duì)缺陷進(jìn)行檢測(cè),并判斷缺陷程度的檢測(cè)方法,也可以稱為衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)技術(shù)。其技術(shù)原理的本質(zhì)是利用超聲波衍射現(xiàn)象,使用縱波斜探頭,在被檢測(cè)設(shè)備沒有出現(xiàn)缺陷部位,先發(fā)射超聲脈沖,直通波會(huì)比底面反射波更快的到達(dá)接收探頭。如果設(shè)備中有缺陷,兩種兩波之間,探頭就會(huì)接收到衍射波或反射波。
該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于檢測(cè)數(shù)據(jù)是以數(shù)字形式的形式表現(xiàn)出來(lái),且能夠永久保存,隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行選取及分析,且數(shù)據(jù)通訊及傳輸十分便利。較難檢測(cè)的缺陷也能夠被檢測(cè)出來(lái),包括不垂直缺陷、設(shè)備表面缺陷、裂紋等;檢測(cè)的準(zhǔn)確性良好,能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)是缺陷的高度,適應(yīng)性也極強(qiáng),能夠?qū)囟瘸^200℃ 的表面實(shí)施檢測(cè),且檢測(cè)過程簡(jiǎn)單方便。該技術(shù)操作時(shí)無(wú)法設(shè)置獨(dú)立的空間,能夠在保持生產(chǎn)工藝狀態(tài)的過程中進(jìn)行檢測(cè),并能夠根據(jù)工程的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),迅速評(píng)定缺陷,并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定顯示的缺陷進(jìn)行挖補(bǔ)修復(fù)。
根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,該技術(shù)的使用范圍是全焊透的對(duì)接接頭,且材質(zhì)一般屬于低碳鋼或者合金鋼,構(gòu)件的厚度保持在12mm至400mm之間,均可以使用其進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。
2.2 技術(shù)應(yīng)用
TOFD 技術(shù)主要是應(yīng)用于各工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工程中,包括石油采油管道對(duì)接焊縫的檢測(cè)、西氣東輸天然氣管線焊縫的檢測(cè)等?,F(xiàn)代的工程項(xiàng)目逐漸增加,該技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)不斷積累,技術(shù)水平在實(shí)踐中也在不斷進(jìn)步與優(yōu)化。
磁記憶檢測(cè)技術(shù)( Metal Magnetic Memory,簡(jiǎn)稱為MMM),是漏磁檢測(cè)方式,其是對(duì)設(shè)備磁化狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量,從而判斷出其的應(yīng)力集中區(qū)。該技術(shù)的基本原理是鐵制構(gòu)件在工作受載荷的狀態(tài)下,處于地磁環(huán)境中,構(gòu)件的內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)磁疇組織定向及不可逆的重新取向,在應(yīng)力與變集中區(qū),漏磁場(chǎng)最為嚴(yán)重的 Hp 的變化會(huì)逐步構(gòu)成。此時(shí)法向分量 Hp會(huì)改變符號(hào),并存在零值,該條件下,磁場(chǎng)的切向分量 Hp存在最大值,即使荷載解除后,該變化還是會(huì)保存再來(lái),設(shè)備中應(yīng)力較為集中的部位,可以采用漏磁場(chǎng)法向分量 Hp的測(cè)定,將其準(zhǔn)確的計(jì)算出來(lái)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可以直接進(jìn)行檢測(cè),不需要使用串門的磁化裝置對(duì)金屬表面提前實(shí)施預(yù)處理,十分靈敏,能夠確定出現(xiàn)疲勞裂紋的位置,及金屬層滑動(dòng)面的位置,且能夠表現(xiàn)出裂紋在構(gòu)件組織中的發(fā)展方向,有效的預(yù)測(cè)設(shè)備未來(lái)的狀態(tài),進(jìn)行未來(lái)危險(xiǎn)的預(yù)報(bào)。能檢測(cè)出設(shè)備的實(shí)際應(yīng)力及變形狀況的信息,便于分析缺陷出現(xiàn)的因素。
其在我國(guó)的石油、化工行業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛,最為典型的應(yīng)用則是某電廠對(duì)接焊口的檢測(cè)及鍋爐改造的檢驗(yàn)等,未來(lái)還會(huì)不斷的拓展出新的應(yīng)用領(lǐng)域。
超聲相控陣探頭是以惠更斯原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的,其探頭是數(shù)量不等且互相獨(dú)立的壓電晶片構(gòu)成的陣列,每個(gè)晶片被當(dāng)做一個(gè)單位,利用電子控制系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)則及順序?qū)ζ溥M(jìn)行控制,激發(fā)不同的單元,使得其發(fā)出的超聲波疊加構(gòu)成一個(gè)波面陣。再根據(jù)相應(yīng)的規(guī)則及順序接收反射波時(shí),并將信號(hào)進(jìn)行合成,根據(jù)合成結(jié)果顯示出現(xiàn)。該技術(shù)一般應(yīng)用于較為高精尖的行業(yè),如核工業(yè)、航空工業(yè)等,也可以應(yīng)用于檢測(cè)壓力容器、高能管道焊縫、輸油管道焊縫等。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各項(xiàng)特種設(shè)備的運(yùn)用,使得生產(chǎn)活動(dòng)能夠正常進(jìn)行,而該類特種設(shè)備的質(zhì)量對(duì)于后期的應(yīng)用情況、使用效果及其在生產(chǎn)活動(dòng)中基本作用的發(fā)揮等,均有著直接的作用,需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的無(wú)損檢測(cè)。現(xiàn)代科技的發(fā)展,無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也十分豐富,本文僅僅簡(jiǎn)單介紹了幾項(xiàng)較為常見的技術(shù),實(shí)踐的活動(dòng)中,還需要檢測(cè)人員根據(jù)特種設(shè)備的性質(zhì)、特點(diǎn)等,結(jié)合無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)等,合理選擇無(wú)損檢測(cè)技術(shù),提升檢測(cè)的準(zhǔn)確性,保障特種設(shè)備的質(zhì)量,為生產(chǎn)活動(dòng)的正常進(jìn)行提供保障。
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