压力管道的检验检测技术

8压力管道得检验检测技术

主要内容

1、工业管道得检验检测方法

2、公用管道得检验检测方法

前言

什么就是压力管道？

根据最新得《特种设备目录》（2014年）定义，压力管道就是指利用一定得压力，用于输送气体或者液体得管状设备，

其范围规定为坡高工作压力大于或者等于0、IMPa（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得液体，且公称直径大于或者等于50mm得管道。

公称直径小于150mm,且其最高工作压力小于1、6MPa（表压）得输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体得管道与设备本体所

属管道除外。其中，石油天然气管道得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。

什么就是工业管道？

工业管道就是指企业、事业单位所属用于输送工艺介质得工艺管道、公用工程管道及其她辅助管道，划分为GC1级、GC2

级、GC3级。

符合下列条件之一得工业管道为GC1级：

（1）输送GB5044-85《职业接触毒物危害程度分级》中规定得毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质与工作温度

高于标准沸点得高度危害液体介质得管道：

（2）输送GB50160T999《石油化工企业设计防火规范》及GB50016-2006《建筑设计防火规范》中规定得火灾危险性为

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、OHPa得管道；

（3）输送流体介质并且设计压力大于或者等于10、OMPa,或者设计压力大于或者等于4、OMPa,并且设计温度大于或者

等于400℃得管道。

符合以下规定得工业管道为GC3级：

输送无毒、非可燃液体介质，设计压力小于或者等于1、OMPa,并且设计温度大于-20C但就是小于185e得管道。

其余为GC2工业管道。

1、工业管道得检验检测方法

〉〉1、1、压力管道常见得缺陷

>>1、2、检验检测方法

>>1、3、工业管道得定期检验

1、1、压力管道常见得缺陷

(1)制造安装过程中产生得缺陷

压力管道在制造安装得过程产生得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得缺陷。

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。

管道焊接缺陷就是压力管道中普遍存在也就是最多得缺陷。

压力管道最常见得焊接缺陷为：未焊透、未熔合、气孔、夹渣与裂纹；

最常见得焊缝形状缺陷为：咬边、错边。

1)裂纹缺陷

裂纹就是最危险得缺陷，按其发生得原因分为管道原材料裂纹、焊接不当产生得裂纹、管道材料热处理不当产生得裂纹、

管道过载产生得裂纹、腐蚀产生得裂纹及交变载荷产生得疲劳裂纹等(其中有些就是使用过程中产生得裂纹)。

裂纹会引起严重得应力集中，严重破坏了材料得连续性，降低材料得强度：如强度较高而韧性较低得材料，或者材料已

发生劣化，则极易发生低应力脆断。•般讲，缺陷造成得应力集中越严重，脆性断裂得危险性越大。在交变教荷下，裂纹尖

端得高应变区极易使裂纹尖端萌生新得裂纹，并使裂纹扩展，降低结构得疲劳寿命。对压力管道安全使用而言，裂纹得危害

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。因此就是工程上严格控制得一种严重缺陷，在

一般得标准中就是裂纹就是不允许存在得。

2)未焊透缺陷

未焊透就是一种严重得焊接缺陷，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，产生未焊透得原因主要有：

(a)焊接电太小，运条速度太快，角度不对或电弧偏吹，未能使已熔化得金属焊条与焊件得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，阻碍了焊层之间得熔合■

未焊透缺陷得危害就是减少了焊缝得有效截面积，降低了管道得承载能力与机械性能。尖而细未焊透比较危险，它将引

起得严重得应力集中，在交变载荷作用下，未焊透不规则得边缘，将可能逐步扩展形成裂纹，成为压力管道潜在破坏得裂纹

源。

3)未熔合缺陷

未熔合也就是一种在焊接过程中不当引起得严重得焊接缺陷。•方面，由于存在未熔合缺陷，减少了焊缝得有效截面积,

使得压力管道得承载能力与机械性能显著得降低。另一方面未熔合缺陷两端比较细，容易引起得管道得应力集中，在载荷或

交变载荷作用下，将可能逐步扩展形成裂纹，成为潜在破坏得裂纹源。

未熔合缺陷产生得原因主要有：

(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，致使焊条得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，焊条得熔化金属已经

覆盖上去，形成未熔合。

4)气孔缺陷

气孔就是管道焊接过程中焊缝中最常见得焊接缺陷。气孔缺陷得存在破坏了管道焊缝得连续性，使管道得承载得有效截

面积减小，从而降低焊缝得机械性能与承载能力。当气孔面积占截面积得5%以下时，气孔对静强度得影响较小，但当成串气

孔总面积超过焊缝截面积得20%时，结构得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

对材料得弯曲与冲击性能影响较大，因此表面气孔要比埋藏得气孔危险。气孔使有效截面积减少10*时，材料得疲劳强度则

下降50%。

产生得主要原因有：

(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得孔穴。

(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

夹渣也就是焊缝中最常见得焊接缺陷。夹渣存在尖锐得棱角边界，其尖角处易引起应力集中，其危害性比气孔缺陷严重,

特别就是条形得连续夹渣。夹渣洞穴中填充着非金属得夹杂物，会影响焊缝得致密性，从而影响材料得性能，根据其截面得

大小成正比例得降低材料得抗拉强度，但夹渣对屈服强度影响较小，但使材料得冷弯、冲击性能大幅度减低。单个间断小球

状得夹渣物影响较小，而细小得线状得连续夹渣相对影响较大些。在有交变载荷与温度变化得环境下，条形夹渣内得熔渣与

金属得膨胀系数相差悬殊导致产生很大得内应力，从而引发裂纹产生。

夹渣产生得原因主要就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；焊件与焊条得化学成分不相宜等。

(2)使用过程中产生得缺陷

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，常见得缺陷主要包括：

(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得材料损伤与组织缺陷；

(c)管道在交变载荷、振动作用下引起得疲劳裂纹；

(d)压力管道在修理焊接引起得缺陷。

(a)腐蚀缺陷

在用压力管道常见腐蚀缺陷主要有：

＞〉均匀腐蚀(与材料与介质有关)；

＞＞点腐蚀(孔蚀)(与材料与介质有关)：

〉〉冲刷腐蚀（与部位与介质流速以及介质中得颗粒含量有关）；

＞＞晶间腐蚀（主要与介质与材料有关）：

＞＞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、相接触得多种金属材料有关）；

＞〉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得材料损伤

管道材料损伤就是指管道材料在长期运行中组织与性能发生变化得现象。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，随着运行时间得增加，特别在超过设计寿命情况下，

发生各类损伤与失效破坏得可能性将越来越大。

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得破坏事故。一般而言，高温临氢管道长期服

役后主要得损伤形式为高温下得材料氢损伤与高温下得材料脆化损伤。高温蒸汽管道得管材一般为低碳钢与低合金钢。这些

管道中输送得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。低碳钢与低合金

钢管道高温长期服役后得材料损伤形式主要为珠光体球化与石墨化。蒸汽管道因材料发生珠光体球化致使蠕变强度与持久强

度下降而引发得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，珠光体组织中得片状渗

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得球化及其聚集过程就是通过渗碳体得溶解、碳原子在固溶体中得扩散以及由a固溶体中析出渗碳

体几个步骤组成。这一过程主要与温度、时间及钢得成份有关。在一定得温度下，时间愈长，球化愈完全。

在常用得管道用钢中，低碳钢比铝钢更易产生球化现象，铭铜钢与铝钥钢钢则比铝钢得球化速度低。

钢发生珠光体球化后，会使钢得室温强度显著降低。我国对20号钢得球化通常分为6级，20号钢珠光体中度球化后将

使钢得抗拉强度降低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）分解出游离石墨得现象叫做石墨化。在渗碳体不断得分解下

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得发展程度，一般将石墨化分为四级:

1级：石墨化现象不明显；

2级：明显得石墨化；

3级：严重得石墨化；

4级：很严重得石墨化（危险得）。

石墨化现象只在高温下发生，低碳钢当温度在450匕以上、0、5M。钢约在480匕以上长期工作后都可能发生石墨化。此

时，钢发生不同程度得脆化，强度与塑性降低，石墨化严重时可导致压力管道发生失效。

一般钢发生石矮化得时间需要几万小时，所以电厂高温下长期运行得过热器管子与主蒸汽管道得主要检查管子得金相组

织变化（石墨化与珠光体球化）及对管子材料力学性能得影响。石墨化达到4级得碳钢与铝钢三通及弯头应予以更换。

IIR蠕变

金属材料在长时间恒温（高温）与不超过其屈服强度得恒应力作用下发生缓慢塑性变形得现象称为蠕变。晶粒在最易错

动得晶面或晶界上发生滑移就是蠕变变形得主要原因。同时，蠕变也使晶格歪曲、破碎与材料硬化，使继续滑移受到限制。

因此钢材在350℃以下不发生蠕变。但在高温下金属得晶界首先发生软化，蠕变得以发生与继续，一直延续到断裂。

蠕变使材料损伤主要就是在晶界上先形成微小得空洞，空洞不断得变大与相互连通，并逐步形成沿晶得微裂纹，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I。

（O长期在温度、压力波动、频繁得开停车等交变载荷作用下工作压力管道（如泵、压缩机进出口处得压力管道），会

产生疲劳裂纹缺陷，也会使原来存在得其它缺陷发生扩展，最后形成新得危险得裂纹缺陷。

（d）压力管道使用过程中，如果返修或检修不当，也会产生新得缺陷。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，会产生新得制造缺陷。

1、2、检验检测方法

在用工业压力管道定期检验就是通过一系列得检验检测技术对压力管道安全性能作出全面、准确得评价.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得项目，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得表面缺陷。

还有些属于应知项目，即委托有关专业技术人员来完成得项目，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）与无损检测等。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得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、优点与局限性。这样才能在压力管道检验中，针对压力管道状况、现场条件、可能产生缺陷得性质来正确地

选择检测项目与方法，综合各种得检测与试验结果。

＞〉宏观检查（目视检查、放大镜检杳、焊缝检验尺测埴、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

宏观检查就是压力管道检验最基本得检验方法.宏观检查得方法简单易行、可以直接发现管道组成件与支撑件表面较为

明显得缺陷，快速获得压力管道得总体质量状况，从而为下一步其她检验内容，包括检测项目、方法、比例、部位得选择与

实施提供依据。

压力管道得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、防腐层检测仪检查与电火花检测仪检查。

1、目视检查

目视检查就是指检验人员用肉眼对管道得结构与表面状态进行检查，目视检查就是一种定性检测，目视检查对易于观察

或能暴露检查得组成件、连接接头及其它管道元件得部分在其制造、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、接头得制备、组对、焊接、粘接、钎焊、法兰连接、螺纹或其它连接方法、

支承件、装配以及安装等得质量就是否达到规范与工程设计得要求。

(1)检测顺序

•结构后瞧表面

•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得部位，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得表面细小得裂纹、弧坑、气孔等缺陷。

3、焊缝检验尺测量

焊接检验尺就是利用线纹与游标测量等原理，检验焊接件得焊缝余高、错边量、焊脚高度、焊角厚度（焊喉）、咬边深

度、点蚀深度等得计量器具。主要结构形式如图所示。下面将对几种常规尺寸得测量方法进行介绍。

主尺高度尺咬边深度尺

（正面）

（宽度尺标记）多用尺谈单装置

（反面）

（1）焊缝余高得测量

首先将主尺得工作面平行于管道得轴线方向紧贴着管道表面，然后滑动高度尺与焊缝接触，此时高度尺得所指示值，即

为焊缝高度尺寸。

(2)焊缝错边量得测量

首先将主尺得工作面平行于管道得轴线方向紧贴着焊缝得一侧，然后滑动高度尺与焊缝得另一侧接触，此时高度尺得所

指示值，即为错边量尺寸。

(3)焊脚高度得测量

用主尺得工作面靠紧焊件与焊缝，并滑动高度尺与焊件得另一-边接触，观察与记录高度尺得指示线，指示值即为焊缝高

度尺寸。

（4）焊角厚度（焊喉）得测量

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）深度得测量

用主尺得工作面靠紧管道表面，然后使用咬边尺测量咬边（点蚀）深度，瞧咬边尺指示值，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

时管道表面得微浅坑槽与细微裂纹都能清楚地显示出来，鼓包与变形得凹凸不平现象也能够瞧得更清楚。

5、游标卡尺检查

游标卡尺就是工业上常用得测量长度得仪器，它由尺身及能在尺身上滑动得游标组成。若从背面瞧，游标就是一个整体。

游标与尺身之间有一弹簧片，利用弹簧片得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得任意

位置。尺身与游标都有量爪，利用内测量爪可以测量槽得宽度与管得内径，利用外测量爪可以测量零件得厚度与管得外径。

深度尺与游标尺连在一起，可以测槽与筒得深度。

於I■深破

活动卡立

询HI外表而

(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）得物体，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。

压力管道常用得公称直径尺寸

公称直径大外径小外径公称直径大外径小外径

DN15622618D/p>

DN204)274)25DN20062126212

DN254)34。32DN25062736273

DN32642638DN30063246325

DN40648645DN3506356@377

DN50<t)60657DN4004)4066426

DN65076(73)4)73DN45064576480

DN80682682DN50065084)530

DN100(bll44>108DN6004)6106630

DN1254>1404)133

（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，即以毫米为单位得整数部分。

然后瞧游标上第几条刻度线与尺身得刻度线对齐，（若没有正好对齐得线，则取最接近对齐得线进行读数），游标上第

n条刻度线与尺身得刻度线对齐X（乘以）分度值，相乘得结果即为小数部分。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得零误差），读数结果：1=整数部分+小数部分一零误差

（3）读数实例

①在主尺上读出副尺零刻度线以左得刻度，该值就就是最后读数得整数部分。图示33nlm。

②副尺上一定有一条与主尺得刻线对齐，在副尺上读出该刻线距副尺得零刻度线以左得刻度得格数，乘上该游标卡尺得

精度0、02mm,就得到最后读数得小数部分。或者直接在副尺上读出该刻线得读数，图示为0、24mm。

③将所得到得整数与小数部分相加，就得到总尺寸为33、24mm。

6、卡钳测量

卡钳就是一种测量长度得量具。卡钳根据不同得测量用途可以分为内卡钳与外卡钳。常用内卡钳用于管道得内径，用外

卡钳测量管道得外径。它们本身都不能直接读出测量结果，而就是把测量得得长度尺寸，在钢直尺上进行读数，或在钢直尺

上先取下所需尺寸，再去检验零件得尺寸就是否符合相关要求。

卡钳得使用方法如下:

(1)卡钳测量法

用外卡钳测量圆得中心距时，要使两钳脚测量面得连线垂直于圆得轴线，不加外力，靠外卡钳自重滑过圆得外圆，这时

外卡钳开口尺寸就就是圆柱得直径。

用内卡钳测量孔得直径时，要使两钳脚测量面得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，并沿孔壁得圆周方向摆动，当摆动得距离最小时，内卡钳得开口尺寸就就是内孔直径。

(2)卡钳在钢尺上取尺寸方法

外卡钳得一个钳脚得测量面靠着钢尺得端面,另一钳脚得测量面对准所取得尺寸刻线上，且两测量面得连线应与钢尺平

行。使用内卡钳时，其取尺寸方法与外卡钳一样,只就是在钢尺得端面须靠着一个铺助平面，内卡钳得一个脚也靠着该平面。

7、钢板尺测量

钢板尺就是量具得一种，，外形像普通塑料尺。常用钢板尺测量管道得长度、高度(深度)等尺寸。

8、卷尺测量

卷尺就是日常生活中常用得工量具，在压力管道得检验中我们常用卷尺来测量管道得长度、高度、周长、直径等尺寸。

9、测厚仪测量

(1)工作原理

厚度测量就是压力管道检验中最常见得检测项目。由于管道就是闭合壳体，测厚只能从一面进行，所以需要采用特殊得

物理方法，最常用得就是超声波。

目前压力管道检验中使用得测厚仪都就是脉冲反射式超声波测厚仪，其测厚原理如下：

厚度值：8=l/2ct

式中：c——超声波工件中得波速，m/s；在钢中得波速为5920m/s。

t一一超声波在工件中往返一次传播得时间，So

(2)测厚仪使用得一般程序

①测厚仪得校准

每一次测厚前，必须对测厚仪应进行校准。钢中得纵波声速5900m/s,仪器中得声速一般按钢得声速设定。校准时，用仪

器配置得标准试块测试，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

进行声速与仪器线性得校准。

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。测试时要施加一定得耦合剂。常用得耦合剂有甘油、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

＞＞声速调节与仪器线性

对配有“声速调节”与“延迟调节”得测厚仪，应注意仪器设定得声速值应与试件中传输得声速一致，这样才能保证测

厚数据准确。

＞＞材料晶粒对测厚得影响

晶粒粗大得材料，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、功率较大得专门用于粗晶材料得测厚仪；或使用功率更大得超声波探伤仪来测厚。

〉〉表面涂层对测厚得影响

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，以确定涂层引起得厚度增加值。

＞〉特殊条件下得测厚

压力管道检验中得特殊条件下得测厚包括：特殊试件，例如复合材料；特殊条件,例如高温下得测厚。

(4)仪器得操作步骤

＞＞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，如卜.图所示。此时可开始测量。

/皿r,

声速~

＞〉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，屏幕显示得横线将逐条消失，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：Ho=HXV),/5900

ll-5900m/s声速下测得厚度值

V。-材料实际声速值

H「材料实际厚度值

超声波测厚仪各种常见材料声速表

声速

材料（英）

In/usM/S

铝Aluminum0、2506340-6400

钢Steel、common0、2335920

不锈钢Steel、stanless0、2265740

黄铜Brass0、1734399

铜Copper0、1864720

铸铁Iron0、173-0、2294400-5820

铅Lead0、0942400

尼龙Nylon0、1052680

冰Ice0、1573988

银Nickel02225639

树脂玻璃Plexiglas0、1062692

聚苯乙烯Polystyrene0、0922337

陶瓷Porcelain0、2305842

聚氯乙烯PVC0、0942388

石英Quartz0、2225639

硫化橡胶Rubber>vulcanized0、912311

银Sliver0、1423667

金Gold0、1283251

锌Zinc0>1644170

钛Titanium0、2365990

10、内窥镜检查

压力管道得内径一般都比较小，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得内部情况进行检查，检查工业管道内部焊缝、腐蚀、堵塞、差异、异物等情况。

内窥镜就是光、机、电一体得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

在压力管道得定期检验中，常用红外成像仪对高温管道进行检查，检查管道得绝热层有无破损、跑冷等情况。

红外热成像仪接收被测物体各部位辐射得红外能量，并将其转换为温度值，用不同得颜色标示不同得温度，以热像图方

式在液晶屏上显示。

红外热成像仪得操作方法十分简便，只需选择合适得距离，将红外热成像仪对准被测物并按动测试按钮，此时被测物得

热像仪即被保存。可以通过对热像仪得分析来判断被测物得各个部位得温度差异。

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、易爆介质得管道采取抽查得方式进行防静电接地电阻与

法兰间得接触电阻值得测定。管道对地电阻不得大于100。，法兰间得接触电阻值应小于0、03。。常用得电阻测量方法有万

用表测量与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，即根据被测电阻得欧姆值选择合适得倍率，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。它得刻度就是

以兆欧(MQ)为单位得。兆欧表就是电工常用得•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

相间得绝缘电阻，以保证这些设备、电器与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，确保测量结果得正确性。

(3)测量前应将兆欧表进行一次开路与短路试验，检查兆欧表就是否良好。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),观察指针就是否指在标尺得“8”位置。将接线柱“线(L)与地(E)”短接，缓慢摇

动手柄，观察指针就是否指在标尺得“0”位。如指针不能指到该指得位置，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、牢固得地方，且远离大得外电流导体与外磁场。

(5)必须正确接线。兆欧表上一般有三个接线柱，其中L接在被测物与大地绝缘得导体部分，E接被测物得外壳或大地。

G接在被测物得屏蔽上或不需要测量得部分。测量绝缘电阻时，一般只用“L”与"E”端。但在测量电缆对地得绝缘电阻或

被测设备得漏电流较严重时，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

动得速度应由慢而快，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

无损检测得定义就是：在不损坏试件得前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进得技术与设备器材，对试件得内部

及表面得结构、性质、状态进行检查与测试得方法。

射线检测(RadiographicTesting,简称RT)、超声波检测(UltrasonicTesting,简称UT)、磁粉检测(Magnetic

Testing,称MT)、渗透检测(PenetrantTesting,简称PT)与涡流检测(EddyCurrentTesting,简称ET)就是在承压

类特种设备应用较广泛得探测缺陷得方法，称为五大常规检测方法。其中RT与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与ET主要用于探测试件表面与近表面缺陷。

无损检测得目得：

(1)保证产品质量

应用无损检测技术，可以探测到肉眼无法瞧到得试件内部得缺陷：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瞧见得细小缺陷。由于无损检测技术对缺陷检测得应用范围广，灵敏度高，检测结果可靠性好，因此

在承压类特种设备与其她产品制造得过程检验与最终质量检验中普遍采用。

应用无损检测技术得另一优点就是可以进行百分之百检验。众所周知，采用破坏性检测，在检测完成得同时，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。许多重要得材料、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

即使就是设计与制造质量完全符合规范要求得承压类特种设备，在经过•段时间使用后，也有可能发生破坏事故。这就

是由于苛刻得运行条件使设备状态发生变化，例如由于高温与应力得作用导致材料蠕变；由于温度、压力得波动产生交变应

力，使设备得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得，制造规范允许得小缺陷扩展开裂，或使一设备中原来没有缺陷得地方产生这样或

那样得新生缺陷，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，而无损检测就就是在用锅炉、压力容器、压力管道定期检验得主要内容与发现缺陷最有效得手段。

除锅炉压力容器压力管道外，其她在用重要设备、构件、零部件得定期检验时，也经常应用无损检测手段。

(3)改进制造工艺

在产品生产中，为了了解制造工艺就是否适宜，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，最终确定理想得制造工艺。

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

够达到质量要求得焊接工艺。又如，在进行铸造工艺设计时，通过射线照相探测试件得缺陷发生情况，并据此改进浇口与冒

口得位置，最终确定合适得铸造工艺。

(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。可就是如果在制造过程中间得适

当环节正确地进行无损检测，就就是防止以后得工序浪费，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I,但总

得制造成本降低了。又如，对铸件进行机械加工，有时不允许机加工后得表面上出现夹渣、气孔、裂纹等缺陷，选择在机加

工前对要进行加工得部位实施无损检测，对发现缺陷得部位就不再加工，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，应掌握以下几方面得特点:

(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得时机

(3)选用最适当得无损检测方法

(4)综合应用各种无损检测方法

1、射线检测

>>射线检测得原理

X射线与Y射线都就是波长极短得电磁波。X射线就是从X射线管中产生得，Y射线就是从放射性同位素得原子核中放射

出来得，能量在IMeV以上得高能X射线，就是通过电子加速器获得得。

射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用，因吸收与散射而使其强度减弱。强度衰减程度取决于物质得衰减系数与

射线在物质中穿越得厚度。如果被透照物体(试件)得局部存在缺陷，且构成缺陷得物质得衰减系数又不同于试件，该局部

区域得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得作用下感光，经暗室处理后得到底片。

底片上各点得黑化程度取决于射线照射量，由于缺陷部位与完好部位得透射射线强度不同，底片上相应部位就会出现黑

度差异。底片上相邻区域得黑度差定义为“对比度”。把底片放在观片灯上借助透过光线观察，可以瞧到由对比度构成得不

同形状得影像，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

II1H：乂间'(九(porosityembedded)

卜夹杂(Slaginclusive);

图谱号缺陷名称财政厚度焊接方法图片来源

159裂缝16MnR18mm自动焊□2^北京

＞〉射线检测设备与器材

射线检测使用得设备与主要器材简介如下：

(1)射线检测设备

射线检测设备可分为：X射线探伤机、丫射线探伤机、高能射线探伤设备三大类。X射线探伤机管电压在450kV以下，

可分为携带式、移动式两类，最大穿透钢铁厚度可达100mm。Y射线探伤机得射线能量取决于放射性同位素得种类，常用Y

源有C060、Irl22,Se75等。

(2)胶片

胶片就是射线检测记录信息得器材。射线胶片不同于一般得感光胶片，一般感光胶片只在胶片片基得一面涂布感光乳剂

层，在片基得另一面涂布反光膜。

图9.3.2光胶片的构造“

1一片基2-结合层3—乳刑层4—保护膜

(3)增感屏

射线底片上得影像主要就是靠胶片乳剂层吸收射线产生光化学作用形成得。但通常只有不到设得射线被胶片所吸收，而

22%以上得射线透射过胶片被浪费。使用增感屏可增强射线对胶片得感光作用，从而达到缩短曝光时间提高工效得目得。

(4)像质计

像质计就是用来检查与定量评价射线底片影像质量得工具.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得材料制作。像质计中设有一些人为得有厚度差得结构(如槽、

孔、金属丝等），其尺寸与被检工件得厚度有一定得数值关系.射线底片上得像质计影像可以作为一种永久性得证据，表明

射线检测就是在适当条件下进行得，但像质计得指示数值并不等于被检工件中可以发现得自然缺陷得实际尺寸。

＞〉基本操作

把射线源、工件与胶片按一定得相互位置进行布置，一般把被检得物体安放在离X射线装置或Y射线装置一定距离（符

合射线检测标准要求）得位置处，把胶片盒紧贴在试样背后，让射线照射适当得时间（根据曝光曲线选择）进行曝光。把曝

光后得胶片在暗室中进行显影、定影、水洗与干燥。将干燥得底片放在观片灯得显示屏上观察，根据底片得黑度与图像来判

断存在缺陷得种类、大小与数量。随后按相应得射线检测标准（NB/T47013）,对缺陷进行评定与分级。以上就就是射线照

相探伤得一般步骤。

＞＞射线得安全防护

射线具有生物效应，超辐射剂量可能引起放射性损伤，破坏人体得正常组织出现病理反应。辐射具有积累作用，超辐射

剂量照射就是致癌因素之一，并且可能殃及下一代，造成婴儿畸形与发育不全等。由于射线具有危害性，所以在射线照相中,

防护就是很重要得。

主要得防护措施有以下三种：屏蔽防护、距离防护与时间防护。

＞〉射线检测得优缺点

①检测结果有直接记录（底片）。

②可以获得缺陷得投影图像，缺陷定性定量准确。

③体积型缺陷检出率很高，而面积型缺陷得检出率受多种因素影响。

④适宜检验较薄工件，不适宜检验较厚工件（灵敏度）。

⑤适宜对接焊缝得检验,检测角焊缝效果差,不适宜板材，棒材，锻件。

⑥不适合某些试件结构与现场条件（焦距条件）。

⑦对缺陷在工件中厚度方向得位置，尺寸（高度）得确定比较难。

⑧检测成本高，检测速度慢。

⑨对人体有伤害。

2、超声波检测

>>超声波检测得原理

脉冲反射法在垂直探伤时用纵波，在斜入射探伤时大多用横波。把超声波射入被检物得一面，然后在同一面接收从缺陷

处反射回来得向波，根据I可波情况来判断缺陷得情况。纵波垂直探伤与横波倾斜人射探伤就是超声波探伤中两种主要探伤方

法。

两种方法各有用途，互为补充，垂直纵波探伤容易发现与探测而平行或稍有倾斜得缺陷，主要用于钢板、锻件、铸件得

探伤，而斜射得横波探伤，容易发现垂直于探测面或倾斜较大得缺陷，主要用于焊缝得探伤。

(1)垂直探伤

把脉冲振荡器发生得电压加到晶片上时，晶片振动，产生超声波脉冲。如果被检物就是钢工件得话，超声波以5900m/s

得固定速度在钢工件内传播，超声碰到缺陷时，一部分从缺陷反射回到晶片，而另一部分未碰到缺陷得超声波继续前进，一

直到被检物底面才反射回来。

缺陷波所经时间短于底波所经时间，故缺陷波F应处于T与B之间。缺陷回波高度hr就是随缺陷尺寸得增大而增高得。

所以可由缺陷向波高度％来估计缺陷大小。当缺陷很大时，可以移动探头，按显示缺陷得范围来求出缺陷得延伸尺寸。

探兵

（2）斜射探伤法

在斜射法探伤中，由于超声波在被检物中就是斜向传播得，超声波就是斜向射到底面，所以不会有底面回波。因此，不

能再用底面回波调节来对缺陷进行定位。而要知道缺陷位置，需要用适当得标准试块来把示波管横坐标调整到适当状态。

在测定范围作了适当调整后，探测到缺陷时，从示波管上显示得探头到缺陷得距离W与缺陷位置得关系如下式所示。从

以下关系式可以求出缺陷位置水平距离X与缺陷深度（垂直距离）do

X=Wsine

d=Wcos。

横波探伤中得位置不仅取决于声程w,还取决于折射角0。

＞〉超声波检测设备与器材

(1)超声检测仪

超声检测仪就是超声检测得主体设备，它得作用就是产生电振荡并施加于换能器(探头)激励探头发射超声波，同时接

收来自于探头得电信号，将其放大后以一定方式显示出来从而得到被检工件中有关缺陷得信息。

根据采用得信号处理技术，超声检测仪可分为模拟式与数字式仪器，目前广泛使用得超声波检测仪如CTS-22、CTS-26等

就是A型显示脉冲反射式模拟检测仪，而HS-600、CTS300。等则就是A型显示脉冲反射式数字检测仪。按照不同得用途，人

们制造了非金属检测仪、超声测厚仪等。按超声波得通道数，分为单通道与多通道。

(2)探头

凡能将任何其她形式能量转换成超音频振动形式能量得器件均可用来发射超声波，具有可逆效应时又可用来接收超声波，

这类元件称为超声换能器。以换能器为主要元件组装成具有一定特性得超声波发射、接收器件，常称为探头。超声波探头就

是组成超声检测系统得最重要得组件之一。探头得性能直接影响超声检测能力与效果。

(3)耦合剂

超声耦合就是指超声波在检测面上得声强透射率。声强透射率高，超声耦合好。为了改善探头与工件间声能得传递，而

加在探头与检测面之间得液体薄层称为耦合剂。在液浸法检测中，通过液体实现耦合，此时液体就是藕合剂.当探头与工件

之间有一层空气时、超声波得反射率几乎为100%,即使很薄得一层空气也可以阻止超声波传人工件。

因此，排除探头与工件之间得空气非常重要。耦合剂可以填充探头与工件间得空气间隙，使超声波能够传入工件，这就

是使用耦合剂得主要目得。除此之外，耦合剂有润滑作用，可以减小探头与工件之间得摩擦，防止工件表面磨损探头，并使

探头便于移动。常用耦合剂有水、甘油、机油、变压器油、化学襁糊等。

(4)试块

在无损检测技术中，常常采用与已知量相比较得方法来确定被检物得状况。超声探伤中就是以试块作为比较得依据。试

块上有各种已知得特征，例如特定得尺寸，规定得人工缺陷，即某一尺寸得平底孔、横通孔、凹槽等。用试块作为调节仪器、

定量缺陷得参考依据，就是超声探伤得一个特点。

＞〉基本操作

现将超声脉冲A显示探伤操作要点叙述如下:

(1)探伤方法选择

(2)探伤仪器得选择

(3)探伤方向与扫查面得选定

(4)频率得选择

(5)晶片直径、折射角得选定

(6)探伤面修整

(7)耦合剂与耦合方法得选择

(8)确定探伤灵敏度

(9)进行粗探伤与精探伤

〉〉优缺点

超声波检测得优点就是穿透力强、设备轻便、检测成本低、检测效率高，能即时知道检测结果(实时检测)，能实现自

动化检测，在缺陷检测中对危害性较大得裂纹类缺陷特别敏感等。超声波检测得缺点就是通常需要耦合介质使声能透入被检

物，需要有参考评定标准，特别就是显示得检测结果不直观，因而对操作人员得技术水平有较高要求等，此外，对于小而薄

或者形状较复杂，以及粗晶材料等工件检测还存在一定困难，检测结果无直接见证记录。

3、磁粉检测

>>磁粉检测得原理

铁磁性材料被磁化后，其内部产生很强得磁感应强度，磁力线密度增大几百倍到几千倍.如果材料中存在不连续性(包

括缺陷造成得不连续性与结构、形状、材质等原因造成得不连续性)，磁力线便会发生畸变，部分磁力线有可能逸出材料表

面，从空间穿过，形成漏磁场。漏磁场得局部磁极能够吸引铁磁物质。

MT不能检测奥氏体不锈钢材料与用奥氏体不锈钢焊条焊接得焊缝，也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。对于表面

浅得划伤、埋藏较深得孔洞与与工件表面夹角小于20°得分层与折叠难以发现。

下图为试件中裂纹造成得不连续性使磁力线畸变。由于裂纹中空气介质得磁导率远远低于试件得磁导率，使磁力线受阻,

一部分磁力线挤到缺陷得底部，一部分穿过裂纹，一部分排挤出工件得表面后再进入工件。如果这时在工件上撒上磁粉，漏

磁场就会吸引磁粉，形成与缺陷形状相近得磁粉堆积，我们称其为磁痕，从而显示缺陷。当裂纹方向平行于磁力线得传播方

向时，磁力线得传播不会受到影响，这时缺陷也不可能检出。

磁泉显示

»磁粉检测设备与器材

(1)磁粉探伤机

按设备体积与重量，磁粉探伤机可分为固定式、移动式、携带式三类。

(2)灵敏度试片

灵敏度试片用于检查磁粉探伤设备、磁粉、磁悬液得综合性能。灵敏度试片通常就是由一侧刻有一定深度得直线与圆形

细槽得薄铁片制成，见下图。使用时，将试片刻有人工槽得一侧与被检工件表面贴紧，然后对工件进行磁化并施加磁粉。如

果磁化方法、规范选择得当，在试片表面上应能瞧到与人工刻槽相对应得清晰显示。

(3)磁粉与磁悬液

磁粉就是具有高磁导率与低剩磁得四氧化三铁或三氧化二铁粉末。按加入得染料可将磁粉分为荧光磁粉与非荧光磁粉，

非荧光磁粉有黑、红、白几种不同颜色供选用。由于荧光磁粉得显示对比度比非荧光磁粉高得多，所以采用荧光磁粉进行检

测具有磁痕观察容易，检测速度快，灵敏度高得优点。但荧光磁粉检测需一些附加条件，暗环境与黑光灯。

磁悬液就是以水或煤油为分散介质，加入磁粉配成得悬浮液。配制含量一般为：非荧光磁粉10〜25g/L,荧光磁粉0、5〜

3g/Lo

＞＞基本操作

探伤操作包括以下几个步骤：预处理、磁化与施加磁粉、观察、记录以及后处理（包括退磁）等。

图9330磁化方法示意图.

a）线BB法b）磁扼法c〉轴向通电法＜1）触头法e）中心导体法£）交叉磁扼・

4、渗透检测

＞＞渗透检测得原理

零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料得渗透液后，在毛细管作用下，经过一定时间，渗透液能够渗进表面开口得缺

陷中。经去除零件表面多余得渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样，在毛细管作用下，显像剂将吸引缺陷中保留得渗

透液，渗透液回渗到显像剂中。在一定得光源（紫外线光或白光）下，缺陷处得渗透液痕迹被显示（黄绿色荧光或鲜艳红色），

从而探测出缺陷得形貌及分布状态。

＞〉渗透检测设备与器材

(1)渗透检测设备

渗透检测使用得设备包括便携式设备与固定式设备。便携式设备，一般就是一个小箱子，里面装有渗透检测剂(包括渗

透剂、去除剂与显像剂)喷罐，如果采用荧光法，还要配备紫外线灯。喷罐一般由盛装容器与喷射机构两部分组成。

(2)渗透检测剂

渗透检测剂主要有渗透剂、去除剂与显像剂三大类。

(3)渗透检测试块

试块就是指带有人工缺陷或自然缺陷得试件。它就是用于衡量渗透检测灵敏度得器材，也称灵敏度试块，承压设备常用

得试块有铝合金试块与镀铭试块。

＞〉基本操作

基本步骤有以下四个：

(1)渗透

首先将试件浸渍于渗透液中，或者用喷雾器或刷子把渗透液涂在试件表面。试件表面有缺陷时，渗透液就渗入缺陷。这

个过程叫渗透。

(2)清洗

待渗透液充分地渗透到缺陷内之后，用水或清洗剂把试件表面得渗透液洗掉。这个过程叫清洗。

(3)显像

把显像剂喷撒或涂敷在试件表面上，使残留在缺陷中得渗透液吸出，表面上形成放大得黄绿色荧光或者红色得显示痕迹,

这个过程叫做显像。

(4)观察

荧光渗透液得显示痕迹在紫外线照射下呈黄绿色，着色渗透液得显示痕迹在自然光下呈红色。用肉眼观察就可以发现很

细小得缺陷。这个过程叫观察。

〉〉优缺点

渗透检测可以检查金属、非金属零件或材料得表面开口缺陷，例如裂纹、疏松、气孔、夹渣、冷隔、折叠等。

渗透探伤不受零件化学成分限制，不受零件结构限制，也不受缺陷形状限制。可以检查磁性材料，也可以检查非磁性材

料；可以检查黑色金属，有色金属，也可以检查非金属；可以检查焊接件，铸件，锻件与机加工件；只需要一次探伤，即可

把零件表面各个方向及形状得缺陷全部检查出来。

但就是，渗透探伤不适用于检查表面就是吸收性得零件或材料，例如粉末冶金零件。并且渗透检测得重复性差，污染较

严重。

5、涡流检测

＞〉涡流检测得原理

如左图所示，使线圈1与线圈2