JB4730.1通用部分标准讲解.ppt

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1、JB/T4730.1 承压设备无损检测,明阳质量部 富浩,一、JB/T4730.1通用部分 1.JB/T4730.14730.6适用范围 JB/T4730-2005包括了特种设备安全监察条例中规定的承压设备：锅炉、压力容器及压力管道的所有无损检测，即不但适用于承压设备制造、安装过程的无损检测。同时还适用于承压设备的原材料、零部件的检测，以及在用承压设备定期检验的无损检测。 2.射线检测有哪些优点和局限性？ 射线检测的优点和局限性概括如下： (1)检测结果有直接记录底片。 由于底片上记录的信息十分丰富，且可以长期保存，从而使射线照相法成为各种无损检测方法中记录最真实、最直观、最全面、可追踪性最好

2、的检测方法。 (2)可以获得缺陷的投影图象，缺陷定性定量准确。 各种无损检测方法中，射线照相对缺陷定性是最准的。在定量方面，对体积型缺陷（气孔、夹渣类）的长度、宽度尺寸的确定也很准，其误差大致在零点几毫米。但对面积型缺陷（如裂纹、未熔合类），如缺陷端部尺寸（高度和张口宽度）很小，则底片上影像尖端延伸可能辨别不清，此时定量数据会偏小。 (3)体积型缺陷检出率很高。而面积型缺陷的检出率受到多种因素影响,体积型缺陷是指气孔、夹渣类缺陷。一般情况下，直径在试件厚度的1%以上的体积型缺陷可以检出。在薄试件中，可检出缺陷的最小尺寸受人眼分辨率的限制，可达0.5mm或更小。面积型缺陷是指裂纹、未熔合类缺陷，

3、其检出率的影响因素包括缺陷形态尺寸、透照厚度、透照角度、透照几何条件、源和胶片种类、像质计灵敏度等。虽然如此，一般可以说厚试件中的裂纹检出率较低，但对薄试件，,除非裂纹或未熔合的高度和张口宽度极小，否则只要照相角度适当，底片灵敏度符合要求，裂纹检出率还是足够高的。 (4)适宜检验厚度较薄的工件而不适宜较厚的工件。 因为检验厚工件需要高能量的射线探伤设备。300KV便携式X射线机透照厚度一般小于40mm， 420KV移动式X射线机和Ir192射线机透照厚度均小于100mm，对厚度大于100mm的工件照相需使用加速器或Co60，因此是比较困难的。此外，板厚增大，射线照相绝对灵敏度是下降的，也就是说

4、对厚工件采用射线照相，小尺寸缺陷以及一些面积型缺陷漏检的可能性增大。 (5)适宜检测对接焊缝，检测角焊缝效果较差，不适宜检测板材、棒材、锻件。 检测角焊缝的透照布置比较困难，摄得底片的黑度变化大，成像质量不够好；不适宜检验板材、棒材、锻件的原因是板材、锻件中的大部分缺陷与板平行，射线照相无法检出。此外棒材、锻件厚度较大，射线穿透比较困难，效果也不好。 (6)有些试件结构和现场条件不适合射线照相。 由于是穿透法检验，检测时需要接近工件的两面，因此结构和现场条件有时会限制检测的进行。例如有内件的容器，有厚保温层的容器，内部液态或固态介质未排空的容器等均无法检测；采用双壁单影法透照虽然可以不进入容器

5、内部，但只适用于直径较小的容器，对直径较大（一般大于1000mm）的容器，双壁单影法透照很难实施。此外射线照相对源至胶片的距离（焦距）有一定要求，如焦距太短，则底片清晰度会很差。 (7)对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的确定比较困难。,除了一些根部缺陷可结合焊接知识和规律来确定其在工件中厚度方向的位置，很多缺陷无法用底片提供的信息定位。 缺陷高度可通过黑度对比的方法作出判断，但精确度不高，尤其影像细小的裂纹类缺陷，其黑度测不准，用黑度对比方法测定缺陷高度的误差较大。 (8)检测成本高。 射线照相设备和透照室的建设投资巨大：穿透能力40mm（钢）的300KV便携式X射线机至少需8万元，

6、穿透能力100mm（钢）的420KV移动式X射线机至少需60万元，穿透能力100mm（钢）的Ir192射线机至少需6万元，穿透能力大于100mm（钢）的60Co至少需50万元，加速器则需100万元以上。透照室按其面积、高度、防护等级等设计条件的不同，建设费用在数十万乃至数百万。此外，与其它无损检测方法相比，射线照相的材料成本（胶片、冲洗药液等）、人工成本也是很高的。 (9)射线照相检测速度慢。 一般情况下定向X射线机一次透照长度不超过300mm，拍一张片子需10分钟，射线源的曝光时间一般更长。射线照相从透照开始到评定出结果需数小时。与其它无损检测方法相比，射线照相的检测速度很慢，效率很低。但特

7、殊场合的特殊应用另当别论，例如周向X射线机周向曝光或射线源全景曝光技术应用则可以大大提高检测效率。 (10)射线对人体有伤害。 射线会对人体组织造成多种损伤，因此对职业放射性工作人员剂量当量规定了限值。要求在保证完成射线探伤任务的同时，使操作人员接受的剂量当量不超过限值，并且应尽可能的降低操作人员和其他人员的吸收剂量。防护的主要措施,有屏蔽防护、距离防护和时间防护。现场照相因防护会给施工组织带来一些问题，尤其是射线，对放射同位素的严格管理规定将影响工作效率和成本。 3.超声波检测有哪些优点和局限性？ 超声波检测的优点和局限性概括如下： (1)面积型缺陷的检出率较高，而体积型缺陷的检出率较低。

8、从理论上说，反射超声波的缺陷面积越大，回波越高，越容易检出，因为面积型缺陷反射面积大而体积型缺陷反射面积小，所以面积型缺陷的检出率高。实践中，对较厚（约30mm以上）焊缝的裂纹和未熔合缺陷检测，超声波检测确实比射线照相灵敏。但在较薄的焊缝中，这一结论不一定成立。 必须注意，面积型缺陷反射波并不总是很高的，有些细小裂纹和未熔合反射波并不高，因而也有漏检的例子。此外，厚焊缝中的未熔合缺陷反射面如果较光滑，单探头检测可能接收不到回波，也会漏检。 (2)适宜检测厚度较大的工件，不适宜检测较薄的工件。 超声波对钢有足够的穿透能力，检测直径达几米的锻件，厚度达上百毫米的焊缝并不太困难。另外，对厚度大的工件

9、检测，表面回波与缺陷波容易区分。因此相对于射线检测来说，超声波更加适宜检测厚度较大的工件。但对较薄的工件，例如厚度小于8mm的焊缝和6mm的板材，进行超声波检测检测则存在困难。薄焊缝检测困难是因为上下表面形状回波容易与缺陷波混淆，难以识别；薄板材检测困难除了表面回波容易与缺陷波混淆的问题外，还因为超声波探伤存在盲区以及脉冲宽度影响纵向分辨率。 (3)应用范围广，可用于各种试件。 超声波探伤应用范围包括对接焊缝、角焊缝、T型焊缝、板材、管材、棒,材、锻件、以及复合材料等。但与对接焊缝检测相比，角焊缝、T型焊缝检测工艺相对不成熟，有关标准也不够完善。板材、管材、棒材、锻件、以及复合材料的内部缺陷检

10、测超声波是首选方法。 (4)检测成本低、速度快，仪器体积小，重量轻，现场使用较方便。 便携式手工探伤超声波仪器有模拟式和数字式两种，模拟式仪器1-2万元，数字式仪器4-8万元(国产)。检测过程消耗材料费用很少。正常情况下，一个检测人员一天能检测数十米焊缝，检测结果当场就能得到。目前数字式仪器的体积只有词典大小，重2-3公斤，与射线仪器相比，现场使用要方便得多。 (5)无法得到缺陷直观图象，定性困难，定量精度不高。 超声波探伤是通过观察脉冲回波来获得缺陷信息的。缺陷位置根据回波位置来确定，对小缺陷（一般10mm以下）可直接用波高测量大小，所得结果称为当量尺寸；对大缺陷，需要移动探头进行测量，所的

11、结果称指示长度或指示面积。由于无法得到缺陷图象，缺陷的形状、表面状态等特征也很难获得，因此判定缺陷性质是困难的。在定量方面，所谓缺陷当量尺寸、指示长度或指示面积与实际缺陷尺寸都有误差，因为波高变化受很多因素影响。超声波对缺陷定量的尺寸与实际缺陷尺寸误差几毫米甚至更大，一般认为是正常的。 近些年来，在超声波定性和定量技术方面有一些进展。例如用不同扫查手法结合动态波形观察对缺陷定性、采用聚焦探头对缺陷定量、以及各种成像技术等等，但实际应用效果还不能令人满意。 (6)检测结果无直接见证记录。 由于不能象射线照相那样留下直接见证记录，超声波检测结果的真实性、直观性、全面性和可追踪性都比不上射线照相。超

12、声波检测的可靠性在很大程度上,受检测人员责任心和技术水平的影响，如果检测方法选择不当，或工艺制订不当，或操作方面失误，有可能导致大缺陷漏检。而对超声波检测结果的审核或复查是困难的，因其错误的检测结果不象射线照相那样容易发现和纠正，这是超声波检测的一大不足。 近年来发展的数字式超声波探伤仪虽然能记录波形，但仍不能算检测结果的直接见证记录。只有做到对检测全过程的探头位置、回波反射点位置、以及回波信号三者关联记录，才能算真正的检测直接记录，而这对于便携式超声波仪器和手工探伤方法来说，是很困难的。 (7)对缺陷在工件厚度方向上的定位较准确。 这一条是相对于射线照相来说的。由于射线照相无法对缺陷在工件厚

13、度方向上定位，通常对射线照相发现的缺陷用超声波检测定位。 (8)材质、晶粒度对探伤有影响。 晶粒粗大的材料，例如铸钢、奥氏体不锈钢焊缝，未经正火处理的电渣焊焊缝等，一般认为不宜用超声波进行探伤。这是因为粗大晶粒的晶界会反射声波，在屏幕上出现大量“草状回波”，容易与缺陷波混淆，因而影响检测可靠性。 近年来对奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤技术进行了专门研究，如果采用特殊的探头（纵波窄脉冲探头）降低信噪比，并制订专门工艺，可以实施奥氏体不锈钢焊缝超声波检测，其精度和可靠性基本上是能够保证的。 (9)工件不规则的外形和一些结构会影响检测。 例如台，槽，孔较多的锻件，不等厚削薄的焊缝，管板与筒体的对接焊缝，

14、直边较短的封头与筒体连接的环焊缝，高颈法兰与管子对接焊缝等。,对锻件，一般在台、槽、孔加工前进行超声波检测。管板与筒体的对接焊缝，直边较短的封头与筒体连接的环焊缝一类结构对超声波检测的影响主要是探头扫查面长度不够，可通过增加扫查面，或采用两种角度探头，或把焊缝磨平后检测等方法来解决。不等厚削薄的焊缝或类似结构的问题是扫查面不规则，对此可通过改变扫查面，或采用计算法选择合适角度探头和对缺陷定位等方法来解决。 对上述结构无论采用何种方法检测，都必须仔细检查是否做到所有检测区域100%被扫查到，检查可通过计算法或作图法进行。 不平或粗糙的表面会影响耦合和扫查，从而影响检测精度和可靠性。 (10)探头

15、扫查面的平整度和粗糙度对超声波检测有一定影响。一般轧制表面或机加工表面即可满足要求。严重腐蚀表面、铸、锻原始表面无法实施检测。用砂轮打磨处理表面要特别注意平整度，防止沟槽和凹坑的产生，否则严重影响耦合以及检测的进行。 4.磁粉检测有哪些优点和局限性？ 磁粉检测的优点和局限性概括如下： (1)适宜铁磁材料探伤，不能用于非铁磁材料检测。用于制造压力容器的材料中，属于铁磁材料的有：各种碳钢、低合金钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、镍及镍合金；不具有铁磁性质的材料有：奥氏体不锈钢、钛及钛合金、铝及铝合金、铜及铜合金。 (2)可以检出表面和近表面缺陷，不能用于检查内部缺陷。可检出的缺陷埋藏深度与工件状况、

16、缺陷状况以及工艺条件有关，对光洁表面，例如经磨削加工的轴，一般可检出深度为12mm的近表面缺陷，采用强直流磁场可检出深度达35mm近表面缺陷。但对焊缝检测来说，因为表面粗糙不平，背景噪声高，,弱信号难以识别，近表面缺陷漏检的几率是很高的。 (3)检测灵敏度很高，可以发现极细小的裂纹以及其他缺陷。有关理论研究和试验结果认为：磁粉检测可检出的最小裂纹尺寸大约为：宽度1m，深度10m，长度1mm，但实际现场应用时可检出的裂纹尺寸达不到这一水平，比上述数值要大得多。虽然如此，在RT、UT、MT、PT四种无损检测方法中，对表面裂纹检测灵敏度最高的仍是MT。 (4)检测成本很低，速度快。磁粉探伤设备不贵，

17、压力容器常用的磁轭式磁粉探伤机和用于荧光磁粉探伤的黑光灯都只有几千元，用于轴类工件直接通电检测的固定床式大功率探伤机也就几万元。至于消耗材料费用更低，一台大型球罐探伤所消耗的材料成本只有几十元。磁粉检测速度很快，例如使用交叉磁轭检测焊缝，每分钟检测速度可达2米左右，轴类工件直接通电检测，完成磁化只需数秒。 (5)工件的形状和尺寸有时对探伤有影响，因其难以磁化而无法探伤。磁粉探伤的磁化方法有很多种，根据工件的形状、尺寸和磁化方向的要求，选取合适的磁化方法是磁粉探伤工艺的重要内容。如果磁化方法选择不当，有可能导致检测失败。对不利于磁化某些结构可通过连接辅助块加长或形成闭合回路来改善磁化条件。对没有

18、合适的磁化方法且无法改善磁化条件的结构应考虑采用其它检测方法。 5.渗透检测有哪些优点和局限性？ 渗透检测的优点和局限性概括如下： (1)渗透探伤可以用于除了疏松多孔性材料外任何种类的材料。工程材料中，疏松多孔性材料很少，绝大部分材料，包括钢铁材料、有色金属、陶瓷材料,和塑料等都是非多孔性材料。所以渗透检测对压力容器材料的适应性是最广的。但考虑到方法特性、成本、效率等各种因素，一般对铁磁材料工件首选磁粉探伤，渗透探伤只是作为替代方法。但对非铁磁材料，渗透探伤是表面缺陷检测的首选方法。 (2)形状复杂的部件也可用渗透探伤，并一次操作就可大致做到全面检测。工件几何形状对磁粉探伤影响较大，但对渗透探

19、伤的影响很小。对因结构、形状、尺寸不利于实施磁化的工件，可考虑用渗透探伤代替磁粉探伤。 (3)同时存在几个方向的缺陷，用一次探伤操作就可完成检测。为保证缺陷不漏检，磁粉探伤需要进行至少两个方向的磁化检测，而渗透探伤只需一次探伤操作。 (4)不需要大型的设备，可不用水、电。对无水源、电源、或高空作业的现场，使用携带式喷罐着色渗透探伤剂十分方便。 (5)试件表面光洁度影响大，探伤结果往往容易受操作人员水平的影响。工件表面光洁度低会导致本底很高，影响缺陷识别，所以表面光洁度越高，渗透探伤效果越好。由于渗透探伤是手工操作，过程工序多，如果操作不当，就会造成漏检。 (6)可以检出表面开口的缺陷，但对埋藏

20、缺陷或闭合型的表面缺陷无法检出。由渗透探伤原理可知，渗透液渗入缺陷并在清洗后能保留下来，才能产生缺陷显示，缺陷空间越大，保留的渗透液越多，检出率越高。埋藏缺陷渗透液无法渗入，闭合型的表面缺陷没有容纳渗透液的空间，所以无法检出。 (7)检测工序多，速度慢。渗透检测至少包括以下步骤：预清洗、渗透、去除、显像、观察。即使很小的工件，完成全部工序也要20-30分钟。对大型工件,大面积渗透检测是非常麻烦的工作，每一道工序，包括预清洗、渗透、去除、显像都很费时间。 (8)检测灵敏度比磁粉探伤低。从实际应用的效果评价，渗透探伤的灵敏度比磁粉探伤要低很多，可检出缺陷尺寸大约要大3-5倍。即便如此，与射线照相或

21、超声波检测相比，渗透探伤的灵敏度还是很高的，至少要高一个数量级。 (9)材料较贵、成本较高。最常用的携带式喷罐着色渗透探伤剂大约100多元一套，每套可探测的焊缝长度大约十多米。由于检测工序多，速度慢，人工成本也是很高的。 (10)有些材料易燃、有毒。渗透探伤所用的探伤剂，几乎都是油类可燃性物质。喷罐式探伤剂有时是用极易燃的丙烷气充装的，这种探伤剂的贮存、运输和使用要特别注意防火要求。渗透探伤所用的探伤剂一般是低毒的，如果人体直接接触和吸收渗透液、清洗剂等，有时会感到不舒服，会出现头痛和恶心。尤其是在密封的容器内或室内探伤时，容易聚集挥发性的气体和有毒气体，所以必须充分地进行通风。 6.检测有色

22、金属（钛及钛合金、铝及铝合金、铜及铜合金）以及镍及镍基合金焊接接头内部缺陷，应优先选择哪种无损检测方法？ 对非钢铁的金属材料的焊接接头内部缺陷检测，应优先选择射线照相，其次才选择超声波检测。这是因为有色金属(钛及钛合金、铝及铝合金、铜及铜合金)以及镍及镍基合金一类材料的厚度一般较薄，从灵敏度、可靠性、缺陷定性定量等方面看，选择射线照相法更适合一些。 如选择超声波检测，除了该方法对薄板焊接接头检测存在灵敏度、可靠性、缺陷定性定量方面的局限性外，还应注意两个问题：一是由于合金材料与钢的,声学特性不同，必须制做与工件同材质的参考试块，才能进行探头折射角测试、仪器扫描线调节、探伤灵敏度确定等操作；二是

23、普通探头的标称折射角是按钢的声速标定的，由于这些材料声速与钢不同，原有探头的折射角将发生改变而可能不适用。 7.制造方法对无损检测方法的选择有何影响？ 在实际应用中，由于本身有局限性，任何一种无损检测方法都不能适用于所有制造方法，因此不同制造方法制作的工件，其结构特点、尺寸、可能发生的缺陷等各不相同，需要有针对性地选择最合适的检测方法。 以焊接，锻造，铸造三种结构件内部缺陷检测为例：铸件的晶粒比较粗大，超声检测就无法应用；而锻件厚度较大，且内部缺陷走向一般沿主要变形方向延伸，与透照方向正好垂直，所以射线检测就不适用；对焊接件，钎焊、摩擦焊等焊接方法制做的焊接接头，其主要缺陷是熔合不良，射线检测

24、的检出率不高，所以不宜采用；对熔化焊，需要根据不同焊接接头型式选择不同检测方法：对接接头既可用射线检测，也可用超声检测；角接接头、T型接头因透照比较困难，且照相质量不高，一般选择超声检测。此外，结构的复杂程度、加工和焊接先后次序、是否热处理等，都会影响无损检测方法的选择。 8.承压类特种设备制造过程中，如何选择无损检测方法？ 承压类特种设备制造过程中，应根据检测对象材质、结构特点、尺寸、可能发生的缺陷以及经济性等多项因素考虑无损检测方法的选择。以下为承压类特种设备制造过程中无损检测方法选择的归纳： 按制造工序叙述（括号内为次要选择）,按工件种类叙述（很适用；适用；有附加条件适用；不适用） 9.

25、如何评价各种无损检测方法对缺陷的适应性？ 射线和超声方法用于内部缺陷检测。磁粉、渗透、涡流用于表面缺陷检测。射线和超声也可以检测出一些表面缺陷，例如表面裂纹、针孔等，但灵敏度比磁粉、渗透、涡流低得多。磁粉、涡流也可以检测出一些近表面的埋藏缺陷，但可靠性不高。,射线对体积型缺陷检出率高，超声对面积型缺陷检出率高；对面积型缺陷，射线检测希望缺陷与射线束平行，此时检出率最高，倾斜角度越大，检出率越低；而超声检测则相反，缺陷与声束垂直时检出率最高。 细小弥散缺陷，如疏松，白点，射线检测困难；表面缺陷，如折叠，超声检测困难，因为缺陷波会与表面回波混淆。 以下为无损检测方法对缺陷的适应性的归纳： 表面缺陷（很适用；适用；有附加条件适用；不适用）,内部缺陷（很适用；适用；有附加条件适用；不适用）,JB/T4730.1的内容到此为止讲解完毕。供大家在工作中参考，如有遗漏或错误之处，敬请斧正！ 谢谢！,