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浅谈压力容器的无损检测

随着时代的发展、科学技术的进步,对产品的安全状况和产品的质量以及使用的性能都提出了越来越高的要求。由于无损检测具有不损伤材料不破坏试件且检验灵敏度高等优点,因此,其应用也日益广泛。
 1、无损检测的应用特点
压力容器的检验不同于一般的工业生产,它虽不产生直接的经济效益,但是它能有效地防止恶性事故的发生,从而保证了人们的生命、财产的安全。
1.1  无损检测需与破坏性检测相配合
由于无损检测的最大特点就是在不损坏材料、工件、结构的前提下进行检测的。因此,在实施无损检测后,产品的检查率通过率可达百分之百。但是,就无损检测技术本身也有一定的局限性,并不是所有需要检测的项目和指标都可以采用无损检测的。某些试验只能采用破坏性检测,所以说目前无损检测还不能完全取代破坏性检测。换句话说,也就是对某个工件、材料、机械设配的评价,必须通过无损检测的结果与破坏性检测的结果进行比较、互相融合,才能做出准确的评定。
1.2  正确选用无损检测的时机
在进行无损检测时必须根据无损检测的目的正确选则采用无损检测实施的最佳时机。
1.3 选用恰当无损检测方法
由于无损检测实施在应用中具有一定的局限性,不能适用于所有工件和缺陷。为了提高检测结果的可靠性,必须在检测前依据被检测物体的材质、结构、形状等特点进行综合的分析,然后再根据无损检测方法和各自的特点选择最合适的检测方法。在选用无损检测方法和应用的同时还应充分的认识到,检测的目的不是片面的追求产品的高质量而是要保证产品安全性的同时还要考虑产品的经济性。
1.4 综合的应用无损检测方法
因为每一种无损检测的方法都不是万能的,且每种检测方法都有它各自的优点与缺点,因此,在无损检测的应用中,不要采用单一的无损检测方法,而是尽可能的同时采用多种检测方法,以便于各种无损检测方法进行取长补短。
2. 压力容器无损检测的方法
无损检测是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下,对被检验不见的表面和内部质量进行检查的一种检测手段.无损检测的方法大体可分为超声检测、渗透检测、射线检测、磁粉检测和涡流检测五种。检测方法不同所倾向的侧重点也有所不同,具体分析如下:
2.1 超声检测
超声检测主要用于探测试件的内部缺陷它是利用超声波在介质中传播时产生衰减,遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。其特点:一是超声波声束能集中在特定的方向上,在介质中沿直线传播,具有良好的指向性。二是超声波在介质中传播过程中,会发生衰减和散射。三是超声波在异种介质的界面上将产生反射、折射和波型转换。利用这些特性,可以获得从缺陷界面反射回来的反射波,从而达到探测缺陷的目的。四是超声波的能量比声波大得多。五是超声波在固体中的传输损失很小,探测深度大,由于超声波在异质界面上会发生反射、折射等现象,尤其是不能通过气体固体界面。如果金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷(缺陷中有气体)或夹杂,超声波传播到金属与缺陷的界面处时,就会全部或部分反射。反射回来的超声波被探头接收,通过仪器内部的电路处理,在仪器的荧光屏上就会显示处不同高度和有一定间距的波形。可以根据波形的变化特征判断缺陷在工件重的深度、位置和形状。
2.2渗透检测
渗透检测就是利用液体的毛细管作用,将渗透液渗入固体材料表面开口缺陷处。再通过显象剂将渗入的渗透液吸出到表面显示缺陷的存在。其具体操作步骤如下:渗透——清洗——显像——观察。
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,待渗透液充分渗透的到缺陷内之后,用清水或清洗剂吧试件表面的渗透液冲洗干净,然后把显像剂喷洒或涂摸在试件表面,使残留在缺陷中的渗透液吸出,表面上形成放大的黄绿色荧光或者红色的显示痕迹。
渗透检测的特点:首先是检测范围,除了疏松多孔性材料外的任何种类材料,诸如,钢铁材料、有色金属、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷等都可以采用渗透检测技术进行检测。其次就是形状复杂的部件。
2.3 射线检测
射线检测是工业检测无损检测的一个重要专业门类,射线检测的最主要应用就是探测试件内部的宏观几何缺陷。目前射线检测按照美国材料试验学会的定义可以分为:照相检测、实时成像检测、层析检测和其它射线检测技术四类。本文就以应用最广泛的照相检测为例作具体的说明。
    射线照相法是指x射线或r射线穿透试件,以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法。x射线和r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,x射线管是一种两级电子管,将阴极灯丝通电使之白炽,电子就在真空中放出。电子是从阴极移向阳极,而电流则相反是从阳极向阴极流动的。如果管电压一定,变动管电流或者靶金属的种类,只能从改变x射线的相对强度,而x射线谱的形状不变。只是当变动管电压时,x射线谱的分布也就随之改变了,提高管电压时,最短波长和最高强度的波长都向波长短的方向移动,所以说管电压越高,平均波长就越短。而r射线则是从放射性同位素的原子核中放射出来的。
2.4 磁粉检测
磁粉检测是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。其原理就是铁磁性材料在被磁化之后,内部产生很强的磁感应强度,磁力线密度增大几百倍到几千倍,如果材料种存在不连续性(主要包括缺陷造成的不连续性和结构、形状、材质等原因造成的不连续性)磁力线会发生畸变,部分磁力线就有可能溢出材料表面,从空间穿过形成漏磁场。磁,粉检测的操作程序如下:预处理——磁化——施加磁粉——磁痕的观察与判断——后处理。
首先把试件表面的油脂、涂料以及铁锈等杂质给去掉,以免妨碍磁粉附着在缺陷上。用干磁粉时还应使试件表面干燥,并且组装的部件要一件一件的拆开后进行逐个的检测;在磁化前要先选定适当的磁化方法和磁化电流值,然后再接通电源并对试件进行磁化操作;在施加磁粉的环节中,要先按选定的干法或者是湿法施加干粉或者是磁悬粉(磁粉的喷洒时间,按连续法和剩磁法两种施加方式。连续法就是在磁化工件的同时喷施磁粉,磁化一直延续到磁粉施加完成为止,而剩磁法则是磁化工件之后才施加的磁粉)。磁痕的观察是在施加磁粉后进行的,用非荧光磁粉检测时,在光线明亮的地方要用自然的日光和灯光进行观察;而用荧光磁粉检测时,则在暗室等暗处用紫外线等进行观察。在磁粉检测中,肉眼见到的磁粉堆集,简称为磁痕,但不是所有的磁痕都是缺陷,形成磁痕的原因也很多,所以说对磁痕必须进行分析判断,把假磁痕排除掉,有事还需要其它检测方法(诸如渗透检测)的配合重新检测进行验证。在检测完毕之后根据需要,要对工件进行退磁除去磁粉和防锈处理。进行退磁的原因是由于剩磁可能造成工件运行受阻和加大了工件的磨损,尤其是转动部件经磁粉检验后,更应该进行退磁处理。
2.5  涡流检测
 涡流检测是以电磁感应原理为基础。金属材料在交变磁场作用下产生了涡流,根据涡流的大小和分布可检出铁磁性和非铁磁性的缺陷,或者是用以分选材质、测量膜层厚度和工件尺寸以,及材料某些物理性能等。涡流检测的特点有以下几方面:适用于各种导电材质的试件检测并且检出表面和接近表面的缺陷,探测的结果以电信号输出容易实现自动化检测。
3.压力容器检验的发展方向
  从压力容器发展的历史及21世纪的经济发展,我们可以预测到压力容器的今后发展的可观现状;压力容器今后将越来越大,参数也会越来越高,内衬的使用也将越来越广,结构更趋复杂化,且大量的新型材质都会用于压力容器的制造,与此同时这些变化都会对压力容器的检测提出新的要求。

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