| 本文論述了鍋爐鋼管的水壓試驗(yàn)和渦流探傷都是材料的致密性能試驗(yàn)，它們之間在試驗(yàn)方法上具有等效性；而且鋼管的渦流探傷具有快速、準(zhǔn)確、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)等特點(diǎn)，它在試驗(yàn)方法上優(yōu)于既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力、準(zhǔn)確性較差的水壓試驗(yàn)方法，因此，渦流探傷檢測(cè)方法完全可以用來代替鍋爐鋼管的逐根水壓試驗(yàn)，而其他形式的無損探傷方法不能代替渦流探傷的致密性試驗(yàn)，這對(duì)于控制鍋爐鋼管的材料質(zhì)量和提高鍋爐制造質(zhì)量以及保證鍋爐的安全可靠性都具有重要意義。由于渦流探傷技術(shù)在鍋爐鋼管的質(zhì)量檢測(cè)和控制有很強(qiáng)的實(shí)用性，因而在鍋爐行業(yè)中具有良好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。 |
| 主題詞： 鍋爐鋼管 渦流探傷 水壓試驗(yàn) |
鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)組 |
| 一、鍋爐鋼管的質(zhì)量問題 |
| 鍋爐用無縫鋼管（以下簡(jiǎn)稱鍋爐鋼管）是制造鍋爐用的重要材料，它的質(zhì)量如何將直接關(guān)系鍋爐制造質(zhì)量以致于安裝質(zhì)量和使用質(zhì)量。鍋爐鋼管質(zhì)量本應(yīng)是由鋼管廠來作出保證的，但是在供不應(yīng)求的情況下，提供給鍋爐制造廠使用的鍋爐鋼管總免不了存在一些質(zhì)量問題，用它制成的鍋爐主要受壓部件如水冷壁管、對(duì)流管、過熱器管、換熱器管等漏水或爆管現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，已成為困擾鍋爐產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)大問題，對(duì)此鍋爐制造廠和用戶都很有意見。在賣方市場(chǎng)的情況下，鍋爐制造廠幾乎承擔(dān)了包括材料供應(yīng)方在內(nèi)的全部責(zé)任；如何控制鍋爐鋼管的質(zhì)量現(xiàn)已成為鍋爐制造廠家越來越關(guān)心的問題，解決的辦法不外乎是兩個(gè)：一個(gè)是對(duì)鍋爐鋼管進(jìn)行逐根的水壓試驗(yàn)；另一個(gè)是對(duì)鍋爐鋼管實(shí)行100%的渦流探傷。 |
| 二、鍋爐鋼管的缺陷與傷 |
| 按照材料學(xué)的觀點(diǎn)，優(yōu)良的金屬材料其化學(xué)成分、物理性能、幾何形狀應(yīng)該是連續(xù)的、純潔的和均勻的。如果這三方面存在不足或受到破壞，就認(rèn)為金屬材料存在缺陷。如果金屬材料在幾何形狀上存在著不連續(xù)性（即不緊密性或不密實(shí)性或者不致密性），例如有裂紋、縮孔、起皮、凹坑、分層、針孔、夾渣等，則認(rèn)為金屬材料存在傷痕（簡(jiǎn)稱為傷），它不包括化學(xué)成分的不連續(xù)或物理性能上的不連續(xù)。從這里可以看出，缺陷包含著傷。鍋爐鋼管在冶煉和軋制過程中同樣可能存在缺陷和傷。據(jù)鋼管廠介紹，鍋爐鋼管的缺陷（這里主要是指?jìng)┲饕诒砻妫彝獗砻娑嘤趦?nèi)表面。這些缺陷70%左右來自于原料（鋼坯），鋼坯中吹氧不夠而殘存的夾渣物、縮孔等，用它軋制鋼管就有可能出現(xiàn)橫向裂紋、夾層、折迭、重皮等缺陷，縱向裂紋多屬軋制時(shí)拉傷造成的。如果鍋爐鋼管中出現(xiàn)了這些缺陷或傷痕，就認(rèn)為材質(zhì)中出現(xiàn)了不連續(xù)，材料內(nèi)部的致密性受到破壞，在水壓試驗(yàn)時(shí)就有可能漏水，制成的鍋爐受壓元件在運(yùn)行時(shí)就有可能發(fā)生泄漏或爆管。正因?yàn)槿绱耍瑸榱吮ＷC鍋爐鋼管質(zhì)量，不論是我國(guó)還是外國(guó)有關(guān)鍋爐用無縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)都明確規(guī)定，作為工藝性能保證，鋼管應(yīng)逐根作水壓試驗(yàn)。 |
| 三、鍋爐鋼管的水壓試驗(yàn)是致密性試驗(yàn) |
| 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3087-82《低中壓鍋爐用無縫鋼管》在技術(shù)要求中工藝性能規(guī)定：鋼管應(yīng)逐根作水壓試驗(yàn)，不能出現(xiàn)漏水或出汗現(xiàn)象。對(duì)于20號(hào)鋼最大試驗(yàn)壓為9.8MPa，耐壓時(shí)間不得少于5秒。水壓試驗(yàn)的壓力按下式計(jì)算： |
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| 式中：P--試驗(yàn)壓力，MPa；S--鋼管的壁厚，mm；D--鋼管的外徑，mm；t--鋼號(hào)規(guī)定屈服點(diǎn)的60%，MPa |
| 冶金部推薦標(biāo)準(zhǔn)YB（T）33-86《低中壓鍋爐用冷拔無縫鋼管》也作了同樣的規(guī)定。 |
| 例如：GB3087-82標(biāo)準(zhǔn)中20號(hào)鋼Φ51×3鋼管，此時(shí)屈服點(diǎn)為245MPa ，其水壓試驗(yàn)壓力為： |
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| 我國(guó)冶金部推薦標(biāo)準(zhǔn)YB（T）32-86《高壓鍋爐用冷拔無縫鋼管》在技術(shù)要求中工藝性能規(guī)定，鋼管應(yīng)逐根進(jìn)行水壓試驗(yàn)，最大壓力為20MPa，試驗(yàn)時(shí)間不少于10秒。在試驗(yàn)壓力過程中，鋼管不是出現(xiàn)漏水或出汗現(xiàn)象。GB5310-85《高壓用無縫鋼管》也作了同樣的規(guī)定。 |
| 通常認(rèn)為，水壓試驗(yàn)的目的有兩種：一種是工藝性水壓試驗(yàn)，其目的是檢驗(yàn)材料（或部件）是否漏水，即檢驗(yàn)材料的密封性能；另一種是驗(yàn)證性水壓試驗(yàn)，其目的是檢驗(yàn)材料（或部件）的強(qiáng)度是否足夠。從這里可以看出，鍋爐鋼管的水壓試驗(yàn)是屬于工藝性的水壓試驗(yàn)，是材質(zhì)的致密性試驗(yàn)，檢驗(yàn)材料是否連續(xù)和是否密實(shí)；它不是驗(yàn)證強(qiáng)度的試驗(yàn)。從材料力學(xué)的強(qiáng)度理論可知，無縫鋼管屬于細(xì)而長(zhǎng)的構(gòu)件，其直徑很小，即使是壁厚較薄的細(xì)管也可承受很大的壓力。例如GB3087-82標(biāo)準(zhǔn)中20號(hào)鋼Φ51×3鋼管，假設(shè)其外表有1.5mm深的裂紋，對(duì)它進(jìn)行強(qiáng)度水壓試驗(yàn)，當(dāng)它達(dá)到爆管或漏水時(shí)其壓力仍然很高（此時(shí)材料應(yīng)力取抗拉強(qiáng)度：σb =392MPa）。 |
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| 這說明其爆管壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水壓試驗(yàn)壓力。也就是說，當(dāng)鋼管達(dá)到試驗(yàn)壓力時(shí)，即使有較深的裂紋，也不可能發(fā)生漏水現(xiàn)象。 |
| 從這個(gè)實(shí)例計(jì)算可看出：鋼管工藝性水壓試驗(yàn)是難于發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象的，因而對(duì)埋藏比較深的缺陷就有可能存在漏檢風(fēng)險(xiǎn)。美國(guó)ASME-SA-450《碳鋼管、鐵素體合金鋼管和奧氏體合金鋼管通用規(guī)范》則十分明確的強(qiáng)調(diào)：“……水壓試驗(yàn)是許多產(chǎn)品規(guī)范都提供的試驗(yàn)方法。這種試驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)液體從內(nèi)管壁向外滲漏的情形，可以用肉眼觀察或者用壓力下降來判斷。水壓試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不了穿透管壁但又非常緊密的缺陷或者深入壁厚相當(dāng)距離但尚未完全穿透的缺陷。”日本一家著名的鋼鐵企業(yè)住友金屬工業(yè)公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)B-NO440《冷拔鍋爐無縫鋼管制造技術(shù)條件》則明確規(guī)定：對(duì)每根鋼管進(jìn)行渦流探傷后，則該鋼管不必進(jìn)行水壓試驗(yàn)，以渦流探傷代替水壓試驗(yàn)。德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN17175《用耐熱鋼制成的無縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)同樣規(guī)定，可用渦流探傷代替水壓試驗(yàn)。 |
| 四、鋼管的渦流探傷同樣是致密性試驗(yàn) |
| 我國(guó)GB5310-85和YB（T）32-86標(biāo)準(zhǔn)十分明確規(guī)定：“凡經(jīng)過渦流檢驗(yàn)的鋼管，可以不做水壓試驗(yàn)。”這是因?yàn)闇u流探傷同樣也是一種材質(zhì)的致密性試驗(yàn)，它與水壓試驗(yàn)是等效的。德國(guó)鋼鐵試驗(yàn)規(guī)范SEP1925-74《鋼管的渦流致密性試驗(yàn)》說：“渦流檢驗(yàn)是一種致密性檢驗(yàn)，用它代替水壓試驗(yàn)--各種形狀的空心體規(guī)定內(nèi)壓的水壓試驗(yàn)。”為什么說渦流探傷也是一種致密性試驗(yàn)?zāi)兀窟@還得從渦流探傷檢測(cè)的基本原理談起。 |
| 1、渦流檢測(cè)的原理： |
| 渦流檢測(cè)（ET）是常規(guī)無損檢測(cè)技術(shù)之一，它適用于導(dǎo)電材料如鐵磁性和非鐵磁性的型材和零件以及石墨制品的檢測(cè)，能發(fā)現(xiàn)裂縫、折迭、凹坑、夾雜、疏松等表面和近表面缺陷，通常能確定缺陷的位置和相對(duì)尺寸，但難于判定缺陷的種類。渦流檢測(cè)在型材（如管材、棒材、線材）的探傷、材料分選、測(cè)厚、測(cè)定試件的物理性能等方面都有廣泛的應(yīng)用。 |
| 渦流檢測(cè)是以電磁感應(yīng)理論為基礎(chǔ)的，一個(gè)簡(jiǎn)單的渦流檢測(cè)系統(tǒng)包括一個(gè)高頻交流電壓發(fā)生器，一個(gè)檢測(cè)線圈和一個(gè)指示器。高頻電壓發(fā)生器（或稱為振蕩器）供給檢測(cè)線圈以激勵(lì)電流，從而在試件（管材）及其周圍形成一個(gè)激勵(lì)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)在試件中感應(yīng)出旋渦狀電流稱為渦流；試件中的渦流及產(chǎn)生自己的磁場(chǎng)，渦流磁場(chǎng)的作用削弱或抵削激勵(lì)磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)的變化。這種變化取決于線圈與和管材間的距離、管材的幾何尺寸、電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率以及管材的冶金和機(jī)械缺陷。當(dāng)管材通過線圈時(shí)，由于管材的這些參量的變化，會(huì)引起電磁效應(yīng)的變化而產(chǎn)生電信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過放大和轉(zhuǎn)變，進(jìn)行報(bào)警，記錄和分選，最終可達(dá)到管材探傷的目的。 |
| 2、趨膚效應(yīng)和趨膚深度 |
| 直流電在導(dǎo)體內(nèi)流過時(shí)，它在導(dǎo)體橫截面上的電流密度分布基本上是均勻的，但是當(dāng)交流電在導(dǎo)體內(nèi)流過時(shí)，它在導(dǎo)體橫截面上的電流分布是不均勻的。表面層電流密度最大，愈進(jìn)入導(dǎo)體中心其電流分布隨著距離表面的濃度增加而衰減，此種現(xiàn)象稱為交流電的趨膚效應(yīng)。 |
| 交流電在導(dǎo)體橫截面上的電流密度分布是按指數(shù)函數(shù)規(guī)律衰減的，即： |
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| 式中：Io--表面電流密度，安培/米2 ；I--距表面深度δ處的電流密度，安培/米2；μ--導(dǎo)體的磁導(dǎo)率，亨利/米；σ--導(dǎo)體的電導(dǎo)率，1/ 歐姆·米；f--頻率，赫芝；δ--趨膚深度，米；e--自然對(duì)數(shù)的底，e = 2.718 ……； |
| 趨膚效應(yīng)的大小是以趨膚深度δ來描述，即電流密度減少到表面電流密度的1/e =37% 時(shí)的密度，就是： 當(dāng)I／Io = I／e = e -1 時(shí)，則 |
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| 上式表明，趨膚深度δ是與頻率f的平方根成反比，f愈大則δ愈小。在渦流檢測(cè)中，工件的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率是不變的，唯一可改變的是激勵(lì)電流的頻率，因此，通過改變電流的頻率即可檢測(cè)出不同深度的缺陷。 |
| 在實(shí)際渦流探傷時(shí)，由于探傷工藝的需要，上式的物理意義有所變化。如導(dǎo)體的磁導(dǎo)率μ用相對(duì)于磁導(dǎo)率μr表示，若是鐵磁性材料經(jīng)飽和磁化后，μr ≈ 1；交流電源頻率f用激勵(lì)頻率fd表示；導(dǎo)體的電導(dǎo)率用試件的電導(dǎo)率σ表示，單位改為1／微歐·厘米，或用試件的電阻率P表示，P = 1／σ 。此時(shí)，渦流探傷的標(biāo)準(zhǔn)趨膚深度d可用下式表示： |
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| 例如：GB3087-82標(biāo)準(zhǔn)中20號(hào)鋼Φ51×3鋼管，材質(zhì)為低碳鋼，查表可知P = 16.9（微歐·厘米）；若采用5KHz的激勵(lì)頻率在理論上具有的檢出厚度為： |
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| 從理論計(jì)算中看出，當(dāng)采用上述探傷工藝時(shí)，Φ51×3鋼管的全部壁厚都處在有效探傷檢出范圍之內(nèi)，從理論上講不會(huì)漏檢。 |
| 3、端部效應(yīng) |
| 在渦流檢測(cè)中，由于工件的幾何形狀（邊緣）急劇改變而引起鄰邊磁場(chǎng)和渦流干擾，將掩蓋著一定范圍的缺陷的檢出。這種現(xiàn)象稱之為端部效應(yīng)。由于端部效應(yīng)的存在，在鋼管探傷時(shí)，當(dāng)管子的端部（頭和尾）進(jìn)入或離開檢測(cè)線圈時(shí)，對(duì)于位于靠近管子端部的缺陷，將失去靈敏度，管子端部通常存在著一段肓區(qū)。因此，鋼管渦流探傷都是整根進(jìn)行的，生產(chǎn)工藝上是先渦流探傷，后切管下料。 |
| 4、渦流檢測(cè)線圈 |
| 檢測(cè)線圈是渦流探傷的傳感器，它的主要作用是：在導(dǎo)線工件上建立磁場(chǎng)，激勵(lì)出渦流，傳遞探傷信息。檢測(cè)線圈基本形式有三種：穿過式，內(nèi)插式和點(diǎn)式。穿過式是線圈環(huán)繞被檢測(cè)工件外部，讓工件在其中自由通過。管材探傷主要是采用穿過式。這種線圈較適于快速自動(dòng)化檢測(cè)，也可采用點(diǎn)式線圈使其與鋼管作相對(duì)螺旋運(yùn)動(dòng)。 |
| 應(yīng)當(dāng)指出的是渦流探傷的靈敏度是隨著缺陷的埋藏深度（或者是線圈與試件的間隙）的增加而降低。為了提高探傷靈敏度就應(yīng)盡量減少線圈與鋼管之間的間隙，但是如果間隙太小會(huì)阻止鋼管在線圈內(nèi)自由通過，或者損壞線圈。線圈與鋼管之間間隙的大小可用穿過式線圈填充系數(shù)η來表示，它是試件截面積與測(cè)量線圈有效面積之比，通常認(rèn)為η≥0.7 。 |
| 5、渦流探傷對(duì)檢出缺陷的敏感性 |
| 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7735-87《鋼管渦流探傷方法》是適用于鍋爐、船舶、石油、化工等設(shè)備用圓形無縫鋼管渦流探傷的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)鋼管作全表面探傷時(shí)，采用穿過式線圈，被探鋼管的最大外徑不大于180mm ，人工缺陷采用鉆孔。 |
| 由于渦流探傷方法不是一種缺陷深度的絕對(duì)測(cè)量方法，而是一種相對(duì)檢測(cè)方式，也就是對(duì)探傷結(jié)果的判定是借助于對(duì)比試樣的人工缺陷與自然缺陷顯示信號(hào)的幅度對(duì)比法即當(dāng)量比較法來判定鋼管缺陷。人工缺陷形狀分為兩種，一種是穿過管壁并垂直于鋼管表面的孔。另一種是平行于鋼管縱軸且側(cè)邊平行的槽口。鉆孔人工缺陷最能摸擬鋼管表面的凹坑，短而嚴(yán)重的起皮以及橫向裂紋等缺陷或傷痕，所以，用以代替水壓試驗(yàn)的渦流探傷多采用鉆孔人工缺陷。而槽口缺陷則能模擬自然的縱抽裂紋等缺陷。 |
| 鋼管渦流探傷時(shí)需要制備對(duì)比試樣，對(duì)比試樣的鋼管應(yīng)與被探鋼管的公稱尺寸相同，化學(xué)成份、表面狀況及熱處理狀態(tài)相似，即要有相似的電磁特性。鋼管的彎曲度（直線度）應(yīng)不大于1.5‰，表面無氧化皮，且長(zhǎng)度應(yīng)能滿足探傷設(shè)備的要求。 對(duì)比試樣上的人工缺陷為五個(gè)，其中三個(gè)處于對(duì)比試樣的中間部位，沿圓周分布互為120°，彼此之間的軸間距離不小于200mm ，另外兩個(gè)距兩端不大于200mm ，以檢驗(yàn)端部效應(yīng)。 |
| 由此可見，只要渦流探傷的工藝方法得當(dāng)，對(duì)于薄壁鋼管而言，是完全可以檢測(cè)出金屬斷面厚度中存在的各種缺陷，因此可以說，鋼管的渦流探傷同樣也是一種材質(zhì)的致密性試驗(yàn)，與鋼管的水壓試驗(yàn)具有等效性。GB7735-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：A級(jí)適用于代替水壓試驗(yàn)。 |
| 五、其他無損探傷方法不能代替渦流探傷的致密性試驗(yàn) |
| 德國(guó)鋼鐵規(guī)范SEP1925-72指出：“其他形式的無損探傷方法都不能代替渦流探傷的致密性試驗(yàn)。”這是由各種探傷方法的各自原理不同而決定的。目前常用的五種常規(guī)無損檢測(cè)方法由于原理不同和檢測(cè)對(duì)象不同，因而它們的適用范圍也就不同。 |
| 1、射線探傷方法 |
| 射線探傷是根據(jù)高能射線對(duì)工件具有很強(qiáng)的穿透能力并在材料中被吸收后產(chǎn)生黑度差異來進(jìn)行探傷的。它較適用工件位置相對(duì)固定的中薄板焊縫的探傷，對(duì)管材焊縫多采用單壁單影或雙壁單影探傷法，而對(duì)于直而長(zhǎng)的無縫鋼管的材質(zhì)致密性檢驗(yàn)，射線探傷是很不適宜的。 |
| 2、超聲波探傷方法 |
| 無縫鋼管的超聲波探傷方法多采用水浸法或接觸法，探傷工藝相當(dāng)復(fù)雜，沒有渦流探傷方法那樣簡(jiǎn)捷方便。GB5777-86《無縫鋼管超聲波探傷方法》明確指出：“本標(biāo)準(zhǔn)所述探傷方法主要是檢驗(yàn)鋼管的縱向或橫向缺陷，但不能有效地檢出分層缺陷。”因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)不了環(huán)形方向的缺陷或短而深的缺陷，而這些缺陷恰恰是影響鋼管致密性的缺陷。 |
| 3、磁粉探傷方法 |
| 磁粉探傷僅適用于鐵磁性材料，適用于檢測(cè)件表面或近表面的裂紡及其它缺陷。它對(duì)工件內(nèi)部埋藏較深的缺陷測(cè)不出來，因而不適用于鋼管的致密性試驗(yàn)。 |
| 4、滲透探傷方法 |
| 滲透探傷方法適用于各種材料表面開口缺陷的檢驗(yàn)，對(duì)工件內(nèi)部各種缺陷檢測(cè)不出來。 |
| 5、渦流探傷方法 |
| 渦流探傷方法來源于電磁感應(yīng)原理，它能發(fā)現(xiàn)表面缺陷或埋藏較深的缺陷，特別是短而形狀突變的缺陷，加上它具有高速、非接觸、不要耦合劑等特點(diǎn)，因而特別適用于管材的檢測(cè)。這也就是其他無損探傷檢測(cè)方法不能代替渦流探傷的致密性試驗(yàn)的原因。 |
| 六、渦流探傷的特點(diǎn) |
| 從渦流產(chǎn)生的原理中可以看出渦流檢測(cè)具有如下特點(diǎn)： |
| （1）渦流檢測(cè)只適用于導(dǎo)電材料，如果是非導(dǎo)電材料，就不能感應(yīng)出旋渦形的電流，也就無法利用渦流進(jìn)行檢測(cè)。 |
| （2）渦流檢測(cè)特別適用于導(dǎo)電材料的表面和近表面檢測(cè)。 |
| （3）渦流檢測(cè)不需要耦合劑。渦流檢測(cè)中所激勵(lì)的電磁場(chǎng)實(shí)質(zhì)只是一種電磁波，具有波動(dòng)性和粒子性，所以探頭（線圈）與工件之間無需耦合便可傳播，因此可進(jìn)行非接觸性的檢測(cè)。這一點(diǎn)優(yōu)于超聲波檢測(cè)。因?yàn)槌暡ㄊ菣C(jī)械波，只能在物質(zhì)中傳播。所以超聲波檢測(cè)必須在探頭和工件之間加入耦合劑。 |
| （4）渦流檢測(cè)可實(shí)現(xiàn)快速和自動(dòng)化檢測(cè)。 |
| （5）渦流檢測(cè)能適用于高溫金屬的檢測(cè)，因?yàn)榻饘僭诟邷叵戮哂袑?dǎo)電性。 |
| （6）渦流檢測(cè)還適用于異形材的檢測(cè)，只要線圈制成各種形狀就可以進(jìn)行檢測(cè)。 |
| 七、渦流探傷可以代替鍋爐管的水壓試驗(yàn) |
| 基于以上分析可以認(rèn)為，雖然，水壓試驗(yàn)和渦流探傷都是鋼管材質(zhì)的致密性試驗(yàn)。但是，不論是試驗(yàn)方法上還是試驗(yàn)結(jié)果上，渦流探傷可以代替鍋爐管的水壓試驗(yàn)。 |
事實(shí)上鋼管的逐根水壓試驗(yàn)的可行性是很差的，它既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力、工效低、準(zhǔn)確性差。不要說是鍋爐制造廠在為創(chuàng)優(yōu)產(chǎn)品中鋼管復(fù)檢時(shí)不易做到，就是鋼管廠也不易做到，以往鋼管廠提供的質(zhì)保書只提到“保證水壓試驗(yàn)不漏”，卻無具體試壓數(shù)據(jù)就是證明。值得高興的是現(xiàn)在的鋼管廠大都采用了鋼管渦流探傷檢測(cè)技術(shù)，使鋼管的質(zhì)量有了很大的提高。隨著用戶要求提高鍋爐制造質(zhì)量的呼聲日益高漲，鍋爐制造廠家對(duì)鍋爐鋼管質(zhì)量問題已列為企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理中的重要議題，對(duì)鍋爐鋼管進(jìn)廠復(fù)檢進(jìn)行100%的渦流探傷，作為質(zhì)量保證體系中的重要手段，以保證鍋爐制造質(zhì)量和可靠性。
鋼管渦流探傷機(jī) |
| 八、我廠渦流探傷的實(shí)踐 |
| 我廠與中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司無損檢測(cè)中心于1988年底起共同合作開發(fā)了鍋爐鋼管渦流探傷技術(shù)及成套設(shè)備。這套設(shè)備已于1990年初投入使用，主要用于GB3087-82標(biāo)準(zhǔn)中的20號(hào)鋼Φ51×3鋼管的渦流探傷。經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的探傷實(shí)踐，證明效果良好，按GB7735-87標(biāo)準(zhǔn)A級(jí)要求進(jìn)行探傷，它能夠發(fā)現(xiàn)橫向裂紋、凹坑、分層、重皮、縱向裂紋等缺陷，有效地控制了鍋爐水冷壁管和對(duì)流管的制造質(zhì)量。以往在沒有開展鍋爐鋼管的渦流探傷之前，平均第一臺(tái)SZL4-1.25-AII2水管快裝鍋爐（共510根Φ51×3管子）中就有一根管子在整體水壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)漏水，其管子漏水的概率雖然是1/510 ，但是對(duì)于一臺(tái)鍋爐來說其漏水概率就是100% ，這是絕對(duì)不允許的。現(xiàn)在鍋爐鋼管經(jīng)過渦流探傷之后才下料彎制，有效地控制了鋼管材質(zhì)質(zhì)量，管子的漏水概率下降為零，對(duì)一臺(tái)鍋爐來說漏水概率也下降為零，從而有效地保證鍋爐出廠前的制造質(zhì)量和可靠性。 |
| 1992年4-6月份，我廠對(duì)某鋼管廠出品的Φ51×3鍋爐鋼管進(jìn)行渦流探傷，探傷總數(shù)為11658根，其中發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)報(bào)警缺陷的840根，有缺陷率為7.2% 。在這840根有缺陷鋼管中，經(jīng)渦流探傷的重復(fù)檢驗(yàn)、并輔之以著色探傷表面檢驗(yàn)和人工感官檢驗(yàn)，確認(rèn)有縱向裂縭（含拉傷）71根，占8.5% ；橫向裂紋21根，占2.5% ；表面缺陷（劃傷、凹坑、碰傷等）577根，占68.7% ；重皮65根，占7.7% ；經(jīng)人工檢驗(yàn)表面未發(fā)現(xiàn)缺陷（可能有內(nèi)在缺陷或內(nèi)表面缺陷）106根，占12.6% 。 |
| 分析：在縱向裂紋中，軋制拉傷有53根，折疊、裂紋僅有18根。由于縱向軋制傷痕較淺，表面缺陷的深度也較淺，它們并不影響鍋爐鋼管的實(shí)際使用，所以真正有傷的鋼管數(shù)量為（18+21+65+106 = ）210根；因此這批檢驗(yàn)的鍋爐鋼管中渦流探傷不合格率為210／11658 = 1.8% 。這個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果比較符合鋼廠出廠的質(zhì)量實(shí)際情況，因而是可信的。經(jīng)過渦流探傷后將這些有傷的部位切除，用這批鋼管制做的SZL鍋爐在組裝后整體試壓時(shí)再未出現(xiàn)鋼管漏水現(xiàn)象，從而消除了材質(zhì)隱患，提高了鍋爐的制造質(zhì)量和可靠性。 |
| 九、本文小結(jié) |
| 通過以上的初步實(shí)踐，我們認(rèn)為用渦流探傷代替鍋爐鋼管水壓試驗(yàn)是可行的，其檢驗(yàn)結(jié)果是可信的，用它來控制鍋爐鋼管的質(zhì)量是行之有效的；這對(duì)提高鍋爐制造質(zhì)量和保證鍋爐運(yùn)行安全可靠具有重要意義。因此，渦流探傷技術(shù)在鍋爐制造行業(yè)中具有良好的應(yīng)用前景和實(shí)用推廣價(jià)值。 |
| 主要參考資料： |
| 1、《金屬材料的渦流檢驗(yàn)》 |
| 2、《國(guó)內(nèi)無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)匯編》 |
| 3、《國(guó)外無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)匯編》 |
渦流探傷原理
原作者: 新疆天山鍋爐廠 曾祥照 潘國(guó)敏(常州精密鋼管博客根據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容編緝) |
(發(fā)表于《工業(yè)鍋爐標(biāo)準(zhǔn)化》1992年第2期 2003.5重審) |
說明：本文寫于1992年7月，當(dāng)時(shí)作者在新疆天山鍋爐廠工作，曾祥照，現(xiàn)廣東南海粵海鋼制有限公司總工程師。 |
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