無損檢測方法

1、壓力管道檢測試驗技術(shù)壓力管道檢測試驗技術(shù) 中國特種設(shè)備檢測研究院 李光壓力管道檢驗最重要的內(nèi)容是對管道的整體和局部進(jìn)行一系列檢測和試驗，這些檢測和試驗中，有些屬于應(yīng)會項目，即由壓力管道檢驗人員親手操作或親自主持完成的項目，例如 宏觀檢查、幾何尺寸測量、測厚、現(xiàn)場硬度測定、耐壓試驗、氣密試驗等； 有些屬于應(yīng)知項目，即委托有關(guān)專業(yè)技術(shù)人員來完成的項目，例如 金相試驗、硬度試驗、化學(xué)元素分析、力學(xué)性能試驗、無損檢測等。對于前者，壓力管道檢驗人員應(yīng)熟練掌握應(yīng)用。而對于后者，則要求了解其基本原理、實施方法、工藝要點、適用范圍與不適用場合、優(yōu)點和局限性。這樣才能在壓力管道檢驗中，

2、針對壓力管道狀況、現(xiàn)場條件、可能產(chǎn)生缺陷的性質(zhì)來正確地選擇檢測項目和方法，綜合各種的檢測和試驗結(jié)果，最終對壓力管道安全性能作出全面、準(zhǔn)確的評價。1 壓力管道宏觀檢查與測量技術(shù)壓力管道宏觀檢查與測量技術(shù)v 外部宏觀檢查的方法簡單易行，可以直接發(fā)現(xiàn)管道外部比外部宏觀檢查的方法簡單易行，可以直接發(fā)現(xiàn)管道外部比較明顯的缺陷，快速獲得管道的總體質(zhì)量印象，從而為下一較明顯的缺陷，快速獲得管道的總體質(zhì)量印象，從而為下一步其他檢驗內(nèi)容，包括檢測項目、方法、比例、部位的選擇步其他檢驗內(nèi)容，包括檢測項目、方法、比例、部位的選擇和實施提供依據(jù)。和實施提供依據(jù)。v 宏觀檢查包括目視檢查和幾何尺寸測量。管道的幾何尺宏觀

3、檢查包括目視檢查和幾何尺寸測量。管道的幾何尺寸測量包括管道組成件和支承件的結(jié)構(gòu)尺寸、形狀尺寸、缺寸測量包括管道組成件和支承件的結(jié)構(gòu)尺寸、形狀尺寸、缺陷尺寸、以及厚度尺寸等。其中厚度測定需要使用超聲波儀陷尺寸、以及厚度尺寸等。其中厚度測定需要使用超聲波儀器，其余項目則是根據(jù)需要使用各種不同的手工量具進(jìn)行檢器，其余項目則是根據(jù)需要使用各種不同的手工量具進(jìn)行檢查，所以又稱量具檢查。查，所以又稱量具檢查。v 幾何尺寸測量又可分為管線幾何尺寸測量和組成件與支幾何尺寸測量又可分為管線幾何尺寸測量和組成件與支承件幾何尺寸測量兩類。前者對管道的主要幾何尺寸進(jìn)行檢承件幾何尺寸測量兩類。前者對管道的主要幾何尺寸進(jìn)

4、行檢測，通常是在管道安裝過程中或安裝接近完工階段的規(guī)定驗測，通常是在管道安裝過程中或安裝接近完工階段的規(guī)定驗收項目；而后者則是在目視檢查的基礎(chǔ)上進(jìn)行的定量測量。收項目；而后者則是在目視檢查的基礎(chǔ)上進(jìn)行的定量測量。1.1目視檢查v 目視檢查是指檢驗人員用肉眼對管道的結(jié)構(gòu)和表面狀態(tài)進(jìn)行檢查，目視檢查是指檢驗人員用肉眼對管道的結(jié)構(gòu)和表面狀態(tài)進(jìn)行檢查，目目視檢查是一種定性檢測，目視檢查對易于觀察或能暴露檢查的組成件、視檢查是一種定性檢測，目視檢查對易于觀察或能暴露檢查的組成件、連接接頭及其它管道元件的部分在其制造、制作、裝配、安裝、檢查或連接接頭及其它管道元件的部分在其制造、制作、裝配、安裝、檢查或試

5、驗之前、進(jìn)行中或之后進(jìn)行觀察。這種檢查包括核實材料、組件、尺試驗之前、進(jìn)行中或之后進(jìn)行觀察。這種檢查包括核實材料、組件、尺寸、接頭的制備、組對、焊接、粘接、釬焊、法蘭連接、螺紋或其它連寸、接頭的制備、組對、焊接、粘接、釬焊、法蘭連接、螺紋或其它連接方法、支承件、裝配以及安裝等的質(zhì)量是否達(dá)到規(guī)范和工程設(shè)計的要接方法、支承件、裝配以及安裝等的質(zhì)量是否達(dá)到規(guī)范和工程設(shè)計的要求。求。v 在用檢驗?zāi)恳暀z查包括：泄漏檢查、防腐絕熱層檢查、振動檢查、位置在用檢驗?zāi)恳暀z查包括：泄漏檢查、防腐絕熱層檢查、振動檢查、位置與變形檢查、支吊架檢查、閥門檢查、法蘭檢查、膨脹節(jié)檢查、陰極保與變形檢查、支吊架檢查、閥門檢查

6、、法蘭檢查、膨脹節(jié)檢查、陰極保護(hù)裝置檢查、蠕脹測點檢查、管道標(biāo)識檢查、管系總體結(jié)構(gòu)檢查、管道護(hù)裝置檢查、蠕脹測點檢查、管道標(biāo)識檢查、管系總體結(jié)構(gòu)檢查、管道組成件檢查、焊接接頭檢查、腐蝕檢查等組成件檢查、焊接接頭檢查、腐蝕檢查等v 對于管道內(nèi)表面的檢查，可以利用內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢查。對于管道內(nèi)表面的檢查，可以利用內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢查。v 錘擊檢查也是一種常用的輔助方法，根據(jù)錘擊時所發(fā)出的聲響和小錘擊檢查也是一種常用的輔助方法，根據(jù)錘擊時所發(fā)出的聲響和小錘彈跳程度的手感來判斷該查部位是否存在缺陷。錘彈跳程度的手感來判斷該查部位是否存在缺陷。1.2 管道幾何尺寸測量管道幾何尺寸測量v (1). 錯邊量與棱角度的

7、測量錯邊量與棱角度的測量v 通?？刹捎煤敢?guī)、焊縫檢測尺、樣板尺、取形規(guī)等工通?？刹捎煤敢?guī)、焊縫檢測尺、樣板尺、取形規(guī)等工具測量錯邊量與棱角度。具測量錯邊量與棱角度。v 焊規(guī)測量時，將焊規(guī)的基準(zhǔn)面靠平在被測焊縫的一側(cè)，焊規(guī)測量時，將焊規(guī)的基準(zhǔn)面靠平在被測焊縫的一側(cè)，滑動尺靠上檢測焊縫的另一側(cè)，讀出滑動尺的數(shù)據(jù)。如果滑動尺靠上檢測焊縫的另一側(cè)，讀出滑動尺的數(shù)據(jù)。如果檢測環(huán)向焊縫，焊規(guī)必須與管道的軸向平行，垂直于管道檢測環(huán)向焊縫，焊規(guī)必須與管道的軸向平行，垂直于管道的環(huán)向中心切線，如圖的環(huán)向中心切線，如圖1-1。如果檢測的是縱向焊縫，焊。如果檢測的是縱向焊縫，焊規(guī)必須與管道的環(huán)向切線平行，垂直于管道

8、的軸向中心切規(guī)必須與管道的環(huán)向切線平行，垂直于管道的軸向中心切線，如圖線，如圖1-2。需要注意，檢測縱向焊縫時，由于焊規(guī)基。需要注意，檢測縱向焊縫時，由于焊規(guī)基準(zhǔn)面為一平面，在曲面上很難或不太好靠平，特別是管道準(zhǔn)面為一平面，在曲面上很難或不太好靠平，特別是管道直徑較小的焊縫對接縫，有經(jīng)驗的檢驗員一般采用左右兩直徑較小的焊縫對接縫，有經(jīng)驗的檢驗員一般采用左右兩邊測量，測得的兩個數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，來判定其錯邊量數(shù)值。邊測量，測得的兩個數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，來判定其錯邊量數(shù)值。不難看出，焊規(guī)測量縱向焊縫錯邊量的測量誤差較大。不難看出，焊規(guī)測量縱向焊縫錯邊量的測量誤差較大。v v 圖1-1 焊規(guī)檢測環(huán)向焊縫 圖1

9、-2 焊規(guī)檢測縱向焊縫v 圖1-3 焊縫檢查尺檢測縱向焊縫v 采用焊縫檢測尺來測量錯邊量與棱角度的精確度要高一些。如圖1-3。v 焊縫檢測尺測量時先將焊縫尺的v 兩基準(zhǔn)點（支腳）調(diào)整到所需的v 管道直徑刻度上，將檢測尺平行v 于管道的環(huán)向切線，垂直于管道v 軸向中心線，檢測尺滑動時，在v 對接焊縫的兩邊各測一點，測得v 的兩次數(shù)據(jù)之差，為該縱向?qū)雍缚p的錯邊量數(shù)值。圖1-4 樣板R檢測完工的縱焊縫v 樣板尺測量錯邊量與棱角度見圖.1-3。圖1-4為樣板尺測量完工的縱向?qū)雍缚p。 圖1-4 樣板R檢測完工的縱焊縫v 在用工業(yè)管道在用工業(yè)管道：當(dāng)錯邊缺陷超過下表的范圍時，若管道經(jīng)過長期使用且該部位

10、在全面檢驗中未發(fā)現(xiàn)較嚴(yán)重的缺陷時，安全狀況等級可定為2級或3級；若伴有裂紋、未熔合、未焊透等嚴(yán)重缺陷時，定為4級。 新安裝工業(yè)管道新安裝工業(yè)管道：不等壁厚的工件對接時，薄件端面的內(nèi)側(cè)或外側(cè)應(yīng)位于厚件端面范圍之內(nèi)。當(dāng)內(nèi)壁錯邊量大于10%或2mm時，或外壁錯邊量大于3mm 時，焊件端部進(jìn)行削薄修整。管道級別管道級別錯邊量（錯邊量（mm）安全狀況等級安全狀況等級GC1外壁錯邊量小于壁厚的20%且不大于3mm2級GC2、GC3外壁錯邊量小于壁厚的25%且小于5mm2級v (2).彎管的不圓度、褶皺彎管的不圓度、褶皺v v 承受內(nèi)壓的彎管其不圓度應(yīng)不大于8；承受外壓的彎管其不圓度應(yīng)不大于3。 彎管內(nèi)側(cè)褶

11、皺高度彎管內(nèi)側(cè)褶皺高度h hm m 應(yīng)不大于管子外徑的應(yīng)不大于管子外徑的3 3；波浪間距；波浪間距a a 應(yīng)大于等于應(yīng)大于等于12 h12 hm m。 2 壓力管道焊縫外形尺寸測量壓力管道焊縫外形尺寸測量v 焊縫的外觀質(zhì)量包括焊縫表面缺陷、成形形狀和尺寸。通常需要檢驗員測量的缺陷和形狀尺寸有以下幾種。v （1）焊縫的咬邊v （2）焊縫的余高v （3）表面弧坑和飛濺物，一般采用目測的方法檢驗，對于要求較高，例如尿素級筒體焊縫，對于飛濺的檢測有時采用手摸，用手感來找出飛濺處，加以消除。v 焊縫的咬邊和余高一般采用焊規(guī)和焊縫檢測尺和深淺尺來測量，測量方法如下：采用焊規(guī)則量時，將焊規(guī)的基準(zhǔn)面靠在焊縫邊

12、緣的筒體一側(cè)，滑動尺伸進(jìn)咬邊外，直接讀出數(shù)值，深淺尺的操作方法與焊規(guī)相同。v 值得提醒注意的是，管道縱向焊縫咬邊和余高檢測時，由于管道基準(zhǔn)面為一圓弧形，焊規(guī)及深淺尺的基準(zhǔn)面又是一個平面，這就造成了檢測時的不準(zhǔn)確，這時可采用焊縫錯邊量棱角度檢測尺來測量，這時讀出的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，檢測時，檢測工具必須與管道的環(huán)向或軸向垂直才能夠測量準(zhǔn)確。v 咬邊不僅削弱了焊縫的承載截面積，更重要的是產(chǎn)生結(jié)構(gòu)咬邊不僅削弱了焊縫的承載截面積，更重要的是產(chǎn)生結(jié)構(gòu)不連續(xù)而引起應(yīng)力集中。不連續(xù)而引起應(yīng)力集中。v 高強度鋼管道、承受交變載荷的管道、厚度較大的管道和低溫高強度鋼管道、承受交變載荷的管道、厚度較大的管道和低溫下使用

13、的管道都必須對焊縫的咬邊嚴(yán)加控制。下使用的管道都必須對焊縫的咬邊嚴(yán)加控制。v 在用工業(yè)管道，在用工業(yè)管道，GC2級或級或GC3級管道，咬邊深度不超過級管道，咬邊深度不超過0.8mm;GC1級管道咬邊深度不超過級管道咬邊深度不超過0.5mm時，不影響定級。時，不影響定級。否則應(yīng)打磨消除或圓滑過渡，并按局部減薄的規(guī)定定級。（注否則應(yīng)打磨消除或圓滑過渡，并按局部減薄的規(guī)定定級。（注意意GB/T 20801的要求，的要求，壓力管道的檢查等級分為壓力管道的檢查等級分為、五個等級五個等級）v 焊縫余高的要求：焊縫余高的要求： 較薄管道的名義厚度 余高高度v mm mm3 測厚測厚v 厚度測量是壓力管道檢驗

14、中最常見的檢測項目。由于管道是閉合殼體，測厚只能從一面進(jìn)行，所以需要采用特殊的物理方法，最常用的是超聲波。v 目前壓力管道檢驗中使用的測厚儀都是脈沖反射式超聲波測厚儀，其測厚原理如下：v式中 c工件中的波速；v t超聲波在工件中往返一次傳播的時間。12ctv 3.1. 脈沖反射式測量儀發(fā)展非?？?，由于采用集成電路，體積重量大大減小，精度也明顯提高，可達(dá)0.01mm。v 3.2. 測厚儀使用的一般程序v （1）測厚儀的校準(zhǔn)v 每一次測厚前,必須對測厚儀應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。鋼中的縱波聲速為5900mn/s，儀器中的聲速一般按鋼的聲速設(shè)定。校準(zhǔn)時，用儀器配置的標(biāo)準(zhǔn)試塊測試，調(diào)節(jié)旋鈕使儀器讀數(shù)與試塊厚度一致。

15、然后再對鋼鐵材料進(jìn)行測厚。v 當(dāng)對非鋼鐵材料測厚前，必須進(jìn)行聲速和儀器線性的校準(zhǔn)。v （2）測厚操作v 要求工件表面光潔平整，達(dá)不到要求時，要進(jìn)行打磨。測試時要施加一定的耦合劑。常用的耦合劑有甘油、機油、水玻璃等。測厚時，探頭放置要平穩(wěn)、壓力適當(dāng)。每個測試位置應(yīng)稍加移動測量兩次。當(dāng)管道中有沉積物，且沉積物聲阻抗與工件相差不大時，要先用小錘敲擊幾下管壁后再測，以免誤判。v 3.3 測厚注意事項測厚注意事項v （1）聲速調(diào)節(jié)和儀器線性）聲速調(diào)節(jié)和儀器線性v 對配有對配有“聲速調(diào)節(jié)聲速調(diào)節(jié)”和和“延遲調(diào)節(jié)延遲調(diào)節(jié)”的測厚儀，應(yīng)注意儀器設(shè)定的聲速值應(yīng)的測厚儀，應(yīng)注意儀器設(shè)定的聲速值應(yīng)與試件中傳輸?shù)穆曀?/p>

16、一致，這樣才能保證測厚數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。與試件中傳輸?shù)穆曀僖恢拢@樣才能保證測厚數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。v （2）材料晶粒對測厚的影響）材料晶粒對測厚的影響v 晶粒粗大的材料，例如鑄鋼或鑄鐵，對超聲波衰減很大，普通測厚儀無法晶粒粗大的材料，例如鑄鋼或鑄鐵，對超聲波衰減很大，普通測厚儀無法使用，得不到讀數(shù)。解決方法有：使用頻率較低、功率較大的專門用于粗晶材使用，得不到讀數(shù)。解決方法有：使用頻率較低、功率較大的專門用于粗晶材料的測厚儀；或使用功率更大的超聲波探傷儀來測厚。料的測厚儀；或使用功率更大的超聲波探傷儀來測厚。v （3）表面涂層對測厚的影響）表面涂層對測厚的影響v 表面涂層會影響測厚結(jié)果，使測厚讀數(shù)變大，所以測

17、厚前應(yīng)將表面涂層去表面涂層會影響測厚結(jié)果，使測厚讀數(shù)變大，所以測厚前應(yīng)將表面涂層去除。如實際情況不允許去除表面涂層，則應(yīng)作對比試驗，以確定涂層引起的厚除。如實際情況不允許去除表面涂層，則應(yīng)作對比試驗，以確定涂層引起的厚度增加值。度增加值。v （4）特殊條件下的測厚）特殊條件下的測厚v 壓力管道檢驗中的特殊條件下的測厚包括：特殊試件，例如復(fù)合材料；特壓力管道檢驗中的特殊條件下的測厚包括：特殊試件，例如復(fù)合材料；特殊尺寸，例如大厚度工件；特殊條件，例如高溫下的測厚。殊尺寸，例如大厚度工件；特殊條件，例如高溫下的測厚。v 對復(fù)合材料測厚，需要制做與復(fù)合材料的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)相同的專用試塊，用對復(fù)合材料測厚

18、，需要制做與復(fù)合材料的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)相同的專用試塊，用超聲波探傷儀進(jìn)行測厚，無論是堆焊復(fù)合還是爆炸復(fù)合，均可獲得滿意的結(jié)果超聲波探傷儀進(jìn)行測厚，無論是堆焊復(fù)合還是爆炸復(fù)合，均可獲得滿意的結(jié)果v 普通測厚儀最大量程為普通測厚儀最大量程為199mm，對厚度超過，對厚度超過200mm 的工件無法測量，這時候的工件無法測量，這時候可用超聲波探傷儀進(jìn)行測厚?？捎贸暡ㄌ絺麅x進(jìn)行測厚。v 當(dāng)溫度在當(dāng)溫度在80度以下時，使用普通測厚儀沒有問題；溫度在度以下時，使用普通測厚儀沒有問題；溫度在80度以上，度以上，100度度以下時，如果是短時間操作，測量少數(shù)點，仍可用普通測厚儀。長時間工作或以下時，如果是短時間操作，

19、測量少數(shù)點，仍可用普通測厚儀。長時間工作或更高溫度，應(yīng)采用專用高溫探頭和高溫耦合劑。更高溫度，應(yīng)采用專用高溫探頭和高溫耦合劑。v 3.4 在用工業(yè)管道測厚在用工業(yè)管道測厚v （1）對管道進(jìn)行剩余厚度的抽查測定，一般采用超聲波測厚的方法，測厚的位置應(yīng)在單線圖上標(biāo)明。(一)彎頭、三通和直徑突變處的抽查比例見下表，對于上述被抽查的每個管件，測厚位置不得少于3處；上述被抽查管件與直管段相連的焊接接頭的直管段一側(cè)應(yīng)進(jìn)行厚度測量，測厚位置不得少于3處；檢驗人員認(rèn)為必要時，對其余直管段進(jìn)行厚度抽查；(二)發(fā)現(xiàn)管道壁厚有異常情況時，應(yīng)在附近增加測點，并確定異常區(qū)域大小，必要時，可適當(dāng)提高整條管線的厚度抽查比例

20、。v 注：不銹鋼管道、介質(zhì)無腐蝕性的管道可適當(dāng)減少測厚抽查比例。管道級別管道級別GC1GC2GC3每種管件的抽查比例50%20%5%4 壓力管道理化測試壓力管道理化測試v 4.1 壓力管道檢驗中的硬度檢測壓力管道檢驗中的硬度檢測v 1. 壓力管道檢驗中常用硬度試驗方法v （1）布氏硬度 HBv 布氏硬度試驗方法是把規(guī)定直徑的淬火鋼球（或硬質(zhì)合金球）以一定的試驗力F壓入所測材料表面,保持規(guī)定時間后,測量表面壓痕直徑d，由d計算出壓痕表面積A，布氏硬度值 HB = F / A。v 按照壓頭種類，布氏硬度值有兩種不同表示符號。淬火鋼球作壓頭測得的硬度值用HBS表示，硬質(zhì)合金作壓頭測得的硬度值用HBW

21、表示。v 布氏硬度試驗方法主要用于硬度較低的一些材料，例如經(jīng)退火，正火，調(diào)質(zhì)處理的鋼材，以及鑄鐵，非鐵金屬等。v 布氏硬度壓痕較大，對薄工件或精密制成品表面，這種損傷可能是不允許的，但對壓力管道表面則沒有什么妨礙。壓痕大的一個優(yōu)點是消除微觀組織不均勻造成的影響，測試數(shù)據(jù)離散性小，測試結(jié)果是受壓區(qū)域的平均值，比較可靠。v 布氏硬度試驗機型式有臺式和便攜式兩種。臺式試驗機精度高。便攜式錘擊布氏硬度計價格低、體積不大、可攜帶至現(xiàn)場使用，由于是人工操作，檢測速度較慢。v （2）洛氏硬度）洛氏硬度 HRv 洛氏硬度是采用測量壓痕深度來確定硬度值的試驗方法。為了滿足從軟到硬各種材料的硬度測定,按照壓頭種類

22、和總試驗力的大小組成三種洛氏硬度標(biāo)度，分別用HRA，HRB，HRC表示。其中HRB使用的是鋼球壓頭，用于測量非鐵金屬，退火或正火鋼等；HRA和HRC使用120金剛石圓錐體壓頭，用于測量淬火鋼，硬質(zhì)合金，滲碳層等。v 洛氏硬度試驗適用范圍廣，操作簡便迅速，而且壓痕較小，故在鋼鐵熱處理質(zhì)量檢查中應(yīng)用最多。v 洛氏硬度試驗在室內(nèi)試驗機上進(jìn)行，無法在現(xiàn)場使用。由于壓痕小，當(dāng)材料組織不均勻時，測得的數(shù)值起伏大，缺乏代表性。v （3）維氏硬度）維氏硬度HVv 維氏硬度主要用于測量金屬的表面硬度。它采用正棱角錐體金剛石壓頭，在一定試驗力下在試件表面壓出正方形壓痕，測量壓痕兩對角線平均長度來確定硬度值。v 維

23、氏硬度適用的硬度范圍寬，試驗的壓痕非常小，可以測出很小一點區(qū)域的硬度值，甚至可以測出金相組織中不同相的硬度。主要用于實驗室內(nèi)的顯微硬度測量，焊接性能試驗中的最高硬度試驗就是用維氏硬度計來測定焊縫，熔合線和熱影響區(qū)硬度的。v （4）肖氏硬度）肖氏硬度HSv 肖氏硬度是一種動力試驗法。用一個標(biāo)準(zhǔn)沖頭（鋼球或鑲金剛石錐肖氏硬度是一種動力試驗法。用一個標(biāo)準(zhǔn)沖頭（鋼球或鑲金剛石錐體）從一定高度自由落下，落到被檢試樣表面，借助試樣的彈性回跳體）從一定高度自由落下，落到被檢試樣表面，借助試樣的彈性回跳起來，根據(jù)沖頭回跳高度來確定試樣的硬度。試樣厚度應(yīng)不小于起來，根據(jù)沖頭回跳高度來確定試樣的硬度。試樣厚度應(yīng)不

24、小于2mm，表面應(yīng)平整光潔。測試時硬度計必須垂直放置，應(yīng)取多次測量平均值表面應(yīng)平整光潔。測試時硬度計必須垂直放置，應(yīng)取多次測量平均值作為試樣硬度值。作為試樣硬度值。v 肖氏硬度計體積小，重量輕，操作簡便迅速，可用于現(xiàn)場檢測。肖氏硬度計體積小，重量輕，操作簡便迅速，可用于現(xiàn)場檢測。但試驗結(jié)果精度較低，重復(fù)性差，并且受人為因素影響較大；當(dāng)對試但試驗結(jié)果精度較低，重復(fù)性差，并且受人為因素影響較大；當(dāng)對試驗結(jié)果有較精確的要求時，應(yīng)選用其他硬度試驗法。驗結(jié)果有較精確的要求時，應(yīng)選用其他硬度試驗法。v （5）里氏硬度）里氏硬度HLv 里氏硬度的測量原理是：當(dāng)材料被一個小沖擊體撞擊時，較硬的里氏硬度的測量原

25、理是：當(dāng)材料被一個小沖擊體撞擊時，較硬的材料使沖擊產(chǎn)生的反彈速度大于較軟者。里氏硬度計采用一個裝有碳材料使沖擊產(chǎn)生的反彈速度大于較軟者。里氏硬度計采用一個裝有碳化鎢球的沖擊測頭，在一定的試驗力作用下沖擊試樣表面，利用電磁化鎢球的沖擊測頭，在一定的試驗力作用下沖擊試樣表面，利用電磁感應(yīng)原理中速度與電壓成正比的關(guān)系，測量出沖擊測頭距試樣表面感應(yīng)原理中速度與電壓成正比的關(guān)系，測量出沖擊測頭距試樣表面1mm處的沖擊速度和回跳速度。里氏硬度值處的沖擊速度和回跳速度。里氏硬度值HL以沖擊測頭回跳速度以沖擊測頭回跳速度VB與沖擊速度與沖擊速度VA之比來表示：之比來表示：HL1000VB/VA。v 里氏硬度計

26、體積小，重量輕，操作簡便，在任何方向上均可測試，里氏硬度計體積小，重量輕，操作簡便，在任何方向上均可測試，所以特別適合現(xiàn)場使用；所以特別適合現(xiàn)場使用；由于測量獲得的信號是電壓值，電腦處理十由于測量獲得的信號是電壓值，電腦處理十分方便，測量后可立即讀出硬度值，并能即時換算為布、洛、維等各分方便，測量后可立即讀出硬度值，并能即時換算為布、洛、維等各種硬度值。種硬度值。4.2 壓力管道檢驗中硬度檢測的應(yīng)用壓力管道檢驗中硬度檢測的應(yīng)用v 材料硬度值與其強度存在著一定的比例關(guān)系，對鋼鐵材料來說，其材料硬度值與其強度存在著一定的比例關(guān)系，對鋼鐵材料來說，其抗拉強度近似等于三分之一的布氏硬度值；材料化學(xué)成分

27、中，大多數(shù)抗拉強度近似等于三分之一的布氏硬度值；材料化學(xué)成分中，大多數(shù)合金元素都會使材料的硬度升高，其中碳對材料硬度的影響最直接，合金元素都會使材料的硬度升高，其中碳對材料硬度的影響最直接，材料中的碳含量越大，其硬度越高，因此硬度試驗有時用來判斷材料材料中的碳含量越大，其硬度越高，因此硬度試驗有時用來判斷材料強度等級或鑒別材質(zhì)；材料中不同金相組織具有不同硬度，一般來說，強度等級或鑒別材質(zhì)；材料中不同金相組織具有不同硬度，一般來說，馬氏體硬度高于珠光體，珠光體的硬度高于鐵素體，奧氏體的硬度高馬氏體硬度高于珠光體，珠光體的硬度高于鐵素體，奧氏體的硬度高于奧氏體鐵素體，故通過硬度值可大致了解材料的金

28、相組織、以及材于奧氏體鐵素體，故通過硬度值可大致了解材料的金相組織、以及材料在加工過程中的組織變化和熱處理效果。料在加工過程中的組織變化和熱處理效果。加工殘余應(yīng)力與焊接殘應(yīng)加工殘余應(yīng)力與焊接殘應(yīng)力的存在對材料的硬度也會產(chǎn)生影響，加工殘余應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力力的存在對材料的硬度也會產(chǎn)生影響，加工殘余應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力值越大，硬度越高。正因為影響材料硬度的因素較多，工程上硬度檢值越大，硬度越高。正因為影響材料硬度的因素較多，工程上硬度檢測的應(yīng)用也較多，壓力管道檢驗中硬度檢測的應(yīng)用概括如下：測的應(yīng)用也較多，壓力管道檢驗中硬度檢測的應(yīng)用概括如下：v （1）對于一般的碳素鋼、低合金鋼制壓力管道，當(dāng)材質(zhì)不清

29、或有疑問）對于一般的碳素鋼、低合金鋼制壓力管道，當(dāng)材質(zhì)不清或有疑問時，可通過測定硬度，并根據(jù)硬度與強度的關(guān)系，近似求出材料的強時，可通過測定硬度，并根據(jù)硬度與強度的關(guān)系，近似求出材料的強度值。常用的一個換算公式：度值。常用的一個換算公式：=3.28HV-221（適用于母材）；另一公式（適用于母材）；另一公式為為=3.55HB（適用于（適用于HB175的材料）的材料）v （2）壓力管道焊接性試驗中檢測焊接接頭斷面的母材、焊縫和熱影響）壓力管道焊接性試驗中檢測焊接接頭斷面的母材、焊縫和熱影響區(qū)的硬度，據(jù)此判斷材料的焊接性和工藝的適用性的方法稱最高硬度區(qū)的硬度，據(jù)此判斷材料的焊接性和工藝的適用性的方

30、法稱最高硬度試驗法。試驗法。v （3）現(xiàn)場經(jīng)常通過檢測母材、焊縫和熱影響區(qū)的硬度，判斷焊接工藝執(zhí)行情況和焊接接頭質(zhì)量。v （4）要求焊后熱處理的焊縫、熱彎和熱成形加工的管道元件，熱處理后應(yīng)測量硬度值。焊縫的硬度測定區(qū)域應(yīng)包括焊縫和熱影響區(qū)，熱影響區(qū)的測定區(qū)域應(yīng)緊鄰熔合線。 對基體材料的硬度檢查應(yīng)盡可能在變形量較大之處。 GC1 級管道中設(shè)計壓力大于或等于10MPa 的管道用高壓螺栓、螺母應(yīng)每批抽取根進(jìn)行硬度檢驗。v （5）低合金鋼制壓力管道焊接返修時，對返修部位進(jìn)行硬度測定，檢查返修補焊工藝的可行性及焊接質(zhì)量。v （6）工作溫度大于370的碳素鋼和鐵素體不銹鋼管道；（7）工作溫度大于450的鉬

31、鋼和鉻鉬鋼管道；（8）工作溫度大于430的低合金鋼和奧氏體不銹鋼管道；（9）工作溫度大于220的輸送臨氫介質(zhì)的碳鋼和低合金鋼管道。（10）對于工作介質(zhì)含濕H2S或介質(zhì)可能引起應(yīng)力腐蝕的碳鋼和低合金鋼管道，一般應(yīng)選擇有代表性的部位進(jìn)行硬度檢驗。當(dāng)焊接接頭的硬度值超過HB200時，檢驗人員視具體情況擴大焊接接頭內(nèi)外部無損檢測抽查比例。 （11）對于使用壽命接近或已經(jīng)超過設(shè)計壽命的管道，檢驗時應(yīng)進(jìn)行金相檢驗或硬度檢驗，必要時應(yīng)取樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗或化學(xué)成分分析。v4.3 在用壓力管道檢驗中的現(xiàn)場硬度檢測在用壓力管道檢驗中的現(xiàn)場硬度檢測v （1）影響測試精度的因素：）影響測試精度的因素：v 試件的預(yù)處

32、理。試件的被測表面必須露出金屬光澤，平整、表面粗糙度Ra值應(yīng)達(dá)到2um。v 被測表面應(yīng)清潔、不得有油污。v 曲面工件測試。曲率半徑R小于30mm的試件在測試時應(yīng)使用小支承環(huán)。v 小試件測試時的支承。重量大于5kg的試件，不需要支承。對小于5kg的試件，由于沖擊力會使試件移動而導(dǎo)致測試值不準(zhǔn)，一般不宜應(yīng)用。v 試件的厚度應(yīng)大于5mm。當(dāng)試件為大面積板材時，應(yīng)在測試點的背面加固或支撐，否則即使厚度較大仍可能因試件變形導(dǎo)致測試值不準(zhǔn)。v 試件本身不得帶磁。v （2）測試操作要求）測試操作要求v 測試點選位：兩測試點間距應(yīng)3mm。v 放置：應(yīng)將沖擊裝置支承環(huán)壓緊在被測表面，v 按動沖擊裝置釋放鈕的測試

33、瞬間，應(yīng)保持工件、沖擊裝置、操作員身體均處于穩(wěn)定狀態(tài)。 v （3）工作環(huán)境溫度：1045。v （4）校驗：測試前最好先使用標(biāo)準(zhǔn)塊對儀器進(jìn)行校驗。v （5）數(shù)值處理：測試結(jié)果應(yīng)取35次或更多次測試的平均值。v （6）檢定：每年至少檢定一次，檢定合格才能繼續(xù)使用。5 壓力管道材料元素分析壓力管道材料元素分析v 5.1 材料元素分析目的與方法v 通常以下幾種情況需要對壓力管道材料進(jìn)行元素分析：v （1）壓力管道安裝中的材料復(fù)驗：為防止材料用錯，對材料牌號進(jìn)行的驗證性分析；v （2）在用工定管道材料的種類和牌號一般應(yīng)查明，材質(zhì)不明的，可根據(jù)具體情況，采用化學(xué)分析、光譜分析等方法予以確定。 v （3）在

34、用壓力管道修理需要補焊，查明材料的成分，以便選用合適的焊材和焊接工藝。 v （4）在用壓力管道檢驗中，懷疑材料在運行環(huán)境下其內(nèi)表層成分發(fā)生變化，需要分析內(nèi)表層化學(xué)成分，確定是否發(fā)生損傷。v （5）在用壓力管道檢驗中，有時需要對腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行分析，以確定腐蝕的性質(zhì)、原因、發(fā)展速率，以及對壓力管道運行安全的影響。v 以上前三種是宏觀材料材料元素分析，后兩種是微區(qū)和微量物質(zhì)元素分析v （6）合金鋼、含鎳低溫鋼、含鉬奧氏體不銹鋼及鎳基合金、鈦及鈦合金材料的管道組成件應(yīng)采用光譜分析或其他方法按每批(同爐批號、同規(guī)格)5%的數(shù)量進(jìn)行主要合金元素定性復(fù)查，且不得少于一個管道組成件。v 鋼鐵材料元素分析的常用方

35、法有原子發(fā)射光譜分析法和化學(xué)分析法兩種。此外，可用于微區(qū)和微量物質(zhì)的元素分析方法還有掃描電鏡、電子探針、離子探針、俄歇能譜儀等。5.2 原子發(fā)射光譜分析法原子發(fā)射光譜分析法v 目前用于原子發(fā)射光譜分析的儀器有三類，一類是看譜分析，使用的儀器是看譜鏡，一般用于材料中某項合金元素有無的鑒別；另一類是光電式光譜分析，使用的儀器是數(shù)字式光譜分析儀，可進(jìn)行材料成份的定性定量分析；第三種是熒光光譜分析，也可進(jìn)行材料成份的定性定量分析。v 原子發(fā)射光譜分析法原理：利用電?。ɑ騒射線或射線）激發(fā)被分析物質(zhì)的原子，處于激發(fā)態(tài)的原子的核外電子會發(fā)生躍遷而發(fā)光，不同的元素的原子結(jié)構(gòu)不同，核外的能級軌道和電子數(shù)也不相

36、同，在受外來能源激發(fā)后，各自電子發(fā)生躍遷的軌道及軌道間的能級差不同，發(fā)射的光子波長也就不同，所以各種元素在一定條件下，都具有自身特征的線狀譜（也稱標(biāo)識譜）。因此，根據(jù)被分析物質(zhì)所發(fā)射光譜的譜線構(gòu)成和強度，就可以鑒別出該物質(zhì)所包含的原子種類和數(shù)量。（1）看譜分析）看譜分析v 看譜分析利用的是可見光范圍特征譜，波長大致為390700nm.其優(yōu)點如下：其優(yōu)點如下：v 應(yīng)用范圍廣：對鋼、鐵、銅、鋁及合金等金屬材料都能進(jìn)行分析；v 靈敏度高：對大多數(shù)元素來說，只要有極少的含量（0.1-10ppm）就可以發(fā)現(xiàn)該元素的存在；v 不需取樣，用便攜式看譜鏡可以到現(xiàn)場進(jìn)行分析操作；v 不損壞被分析試樣，可直接在壓

37、力管道半成品或成品上進(jìn)行檢測；v 分析費用低，看譜分析不需要大量的貴重化學(xué)試劑和其它輔助材料。v 最適用于根據(jù)某一元素鑒別材料種類的工作，檢測速度很快。v 其缺點如下：其缺點如下：v 分析有局限性：只能鑒定材料中是否含有特定的某一兩種元素，無法對材料中全部元素進(jìn)行檢測分析；v 只能鑒定金屬元素，不能檢測非金屬元素；v 分析結(jié)果受環(huán)境條件、操作技術(shù)、人眼睛感光靈敏度等因素的影響大；v 不能定量分析。只能就某一元素與標(biāo)準(zhǔn)試樣比對含量高低，且準(zhǔn)確性不高；v 對儀器調(diào)節(jié)操作有一定要求，必須由熟練人員操作。（2）光電式光譜分析）光電式光譜分析v 光電式光譜分析是建立在電腦技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)上的先進(jìn)分

38、析方法。光電式光譜分析儀一次激發(fā)即可獲得全部元素的譜線信息，檢測利用紫外-藍(lán)紫光譜范圍，波長大致為170560nm。光信號通過分光、色散、光電轉(zhuǎn)換，變?yōu)殡娦盘査腿胗嬎銠C，處理后自動給出被檢試樣各項元素的含量。比看譜鏡更多的優(yōu)點列舉如下：v 可獲得被分析物質(zhì)的全部元素的譜線信息，因此能分析各種金屬材料， 數(shù)十種合金中的全部元素；v 光學(xué)系統(tǒng)有效波長包括了紫外范圍，能檢測非金屬元素碳、硫、磷等；v 采用電腦控制檢測分析過程，自動化程度高，檢測結(jié)果基本不受環(huán)境條件、操作技術(shù)等因素的影響；v 定量分析具有較高的精度。保證每一種元素的每一次分析都采用最佳分析線和最佳參考線，從而獲得高精度，v 操作簡單方

39、便，每次檢測前無須對儀器進(jìn)行調(diào)校；檢測速度極快（10秒-30秒內(nèi)完成）；v 儀器電腦可存儲相當(dāng)數(shù)量的各種元素的譜線構(gòu)成，可配置多種定量分析模式軟件和牌號分級、混料識別模式軟件，簡化操作，提高工作效率；v 電腦可內(nèi)存幾千個測試結(jié)果，可打印或輸出存儲；（3）熒光光譜分析）熒光光譜分析v 熒光光譜分析用X射線或射線來激發(fā)被分析物質(zhì)的原子發(fā)出熒光X射線，通過識別熒光光譜來鑒別元素種類和數(shù)量。由于射線劑量很小，能量也低，對人體沒有什么傷害。儀器體積小，重量輕，操作比光譜分析儀更簡單方便，對工件形狀和表面要求不高。缺點是只能分析原子序數(shù)大于鈦的元素，因此碳、硅、硫、磷等元素均無法識別。5.3 化學(xué)分析化學(xué)

40、分析 化學(xué)分析能十分精確地分析出材料中元素含量。缺點是速度較光譜分析法慢。v 化學(xué)分析法在試驗室進(jìn)行。壓力管道化學(xué)分析需要取樣。v 材料牌號鑒別的分析試樣采集，應(yīng)注意對取樣部位徹底清理，取樣方法可采用鉆取法:用鉆頭鉆一排淺孔，深度一般不超過23mm。所采取的金屬屑量視所分析的元素而異，通常測定碳含量至少需37g。測定錳含量至少需要0.250.5g，測定硅含量至少需要0.54.0g。測定硫含量需要10g，并且要制備2份。測定磷含量最少需要1g ，也需要制備2份。碳素鋼一般如需測定以上5種元素，共需試樣量20g左右。如果分析的元素增加，試樣量也要隨之增加。v 材料性能劣化鑒定的分析試樣采集，應(yīng)選擇

41、最能反映問題的部位，最好切割取樣，如不允許破壞工件，則只有鉆取或刮取表層物質(zhì)，收集碎屑送檢。v 腐蝕性質(zhì)原因鑒別的試樣采集，最好切割取樣，同時進(jìn)行腐蝕產(chǎn)物分析和腐蝕部位形態(tài)掃描；如不允許破壞工件，則只需刮取少量物質(zhì)。v 化學(xué)分析方法有比色（光度）法、滴定法、重量法、萃取法、燃燒法、氣體容量法、電導(dǎo)法、紅外線吸收法等等，方法很多。6 金相檢驗金相檢驗v 6.1 金相檢驗?zāi)康膙 金相檢驗是通過觀察到金屬材料微觀金相組織來對材料進(jìn)行檢驗的，其應(yīng)用目的主要有：v （1）判斷不明材料類別；v （2）檢驗材料質(zhì)量和熱處理狀態(tài)；v （3）檢查焊接質(zhì)量，例如是否有淬硬的馬氏體、過熱的魏氏組織；v （4）檢驗熱

42、處理效果；v （5）檢測材料晶粒度；v （6）檢測材料中的微觀缺陷，如晶間裂紋、疏松、過燒等；v （7）檢查長期高溫環(huán)境下可能發(fā)生的材質(zhì)劣化，例如珠光體球化、石墨化；v （8）腐蝕環(huán)境下可能產(chǎn)生的晶間腐蝕或應(yīng)力腐蝕裂紋；v （9）高溫高壓臨氫環(huán)境下的氫損傷，例如脫碳，氫腐蝕裂紋；v （10）在用壓力管道的斷口金相檢驗，可以幫助判定腐蝕或斷裂的類型，分析管道失效的原因。6.2 金相檢驗的程序和方法金相檢驗的程序和方法v 在用壓力管道現(xiàn)場金相檢驗的主要程序是：根據(jù)檢驗的目的選擇有代表性的檢驗點；在檢驗部位用砂輪打磨出平整的金屬磨面，并按順序用從粗到細(xì)不同號的砂布或研磨膏打磨金屬磨面；用拋光液或拋光

43、膏將磨面拋光成鏡面；根據(jù)不同鋼種，采用合適的試劑對觀測面進(jìn)行浸蝕，使金相組織顯露更清楚。v 壓力管道的現(xiàn)場金相檢驗需要采用便攜式儀器，包括手提式微型電動拋光器、電解拋光（浸蝕）裝置及小的磨光砂輪、可在管道上安放的便攜式顯微鏡等。早期的金相除了直接觀察外，還可以采用間接觀察方法，即復(fù)膜金相來進(jìn)行檢驗，通常采用醋酸纖維素膜（即AC紙）制做復(fù)型，觀察的效果直接取決于復(fù)型的好壞，而復(fù)型效果在很大程度上又取決于檢驗點的制樣水平，這種觀察方法優(yōu)于直接觀察法的地方是觀察條件好、觀察時間、人員不受限制，可用透射電子顯微鏡觀察并且可以拍攝金相檢驗照片存檔。目前更先進(jìn)的方法是便攜式顯微鏡與數(shù)碼相機配合使用，圖像存

44、儲、復(fù)制、觀察都比較方便。7 管道應(yīng)力分析管道應(yīng)力分析v 7.1 管道設(shè)計階段v 管道組成件的強度計算應(yīng)當(dāng)符合GB/T 20801的規(guī)定。凡是與機泵類等動設(shè)備相連，或者在高溫、高壓使用，或者或者循環(huán)當(dāng)量數(shù)大于7000，以及工程設(shè)計中有嚴(yán)格要求的管道，都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行管道應(yīng)力分析。v 7.2在用工業(yè) 管道v 檢驗人員和使用單位認(rèn)為必要時，對下列情況之一者，應(yīng)進(jìn)行管系應(yīng)力分析。1無強度計算書，并且t0D0/6或P0/t0.385的管道；其中t0為管道設(shè)計壁厚(mm)，D0為管道設(shè)計外徑(mm)，P0為設(shè)計壓力(MPa)，t為設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力(MPa)；2存在下列情況之一的管道：有較大變形、撓曲；

45、法蘭經(jīng)常性泄漏、破壞；管段應(yīng)設(shè)而未設(shè)置補償器或補償器失效；支吊架異常損壞；嚴(yán)重的全面減薄。8 靜電接地電阻測量靜電接地電阻測量v 對輸送易燃、易爆介質(zhì)的管道采取抽查的方式進(jìn)行防靜電接地電阻和法蘭間的接觸電阻值的測定。管道對地電阻不得大于100，法蘭間的接觸電阻值應(yīng)小于0.03。v 管道系統(tǒng)的對地電阻值超過100時，應(yīng)采取措施或設(shè)兩處接地引線。接地引線宜采用焊接形式。v 有靜電接地要求的不銹鋼管和鈦管道，導(dǎo)線跨接或接地引線不得與鈦管道及不銹鋼管道直接焊接，應(yīng)采用與管材相同材料的接地板過渡。9 耐壓試驗?zāi)蛪涸囼?.1 耐壓試驗的作用耐壓試驗的作用 壓力管道的耐壓試驗是一種采用靜態(tài)超載方法驗證管道元

46、件或管道安裝后整體強度的，對管道質(zhì)量進(jìn)行綜合性考核的試驗。耐壓試驗可以防止帶有嚴(yán)重質(zhì)量問題或缺陷的管道投入使用。在管道設(shè)計或制造過程中有可能出現(xiàn)錯誤，例如結(jié)構(gòu)設(shè)計錯誤、強度計算錯誤、材料使用錯誤、焊接、組裝、熱處理等工序出現(xiàn)失誤等等，雖然在設(shè)計或制造過程有各種審查、檢查和試驗，但由于檢驗的局限性，難免有漏檢情況。如果管道存在比較嚴(yán)重而又未被發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題或缺陷，通過耐壓試驗可使其暴露出來。因此，耐壓試驗是壓力管道產(chǎn)品竣工驗收必需的和最重要的試驗項目，只有耐壓試驗合格，管道才能投用。只有耐壓試驗合格，管道才能投用。 耐壓試驗也是在用壓力管道定期檢驗的重要項目，在多年使用后，管道狀況可能發(fā)生變化（

47、材質(zhì)劣化、壁厚減薄、原有缺陷擴展或新缺陷產(chǎn)生）此時需要判斷壓力管道在工藝要求的工作壓力下運行是否安全。雖然在管道定期檢驗中所進(jìn)行的各項檢驗結(jié)果可以作為判斷依據(jù)，但有很多因素限制檢驗不能充分進(jìn)行，同時檢驗也可能出現(xiàn)疏漏。而耐壓試驗可以使管道存在的某些缺陷因過載而暴露，在試驗壓力下產(chǎn)生明顯的塑性變形或破裂?？梢哉f壓力管道的耐壓試驗的作用是其它檢驗方法難以替代的。耐壓試驗的作用 耐壓試驗的另一作用是改變管道的應(yīng)力分布和改善缺陷處的應(yīng)力狀況。由于結(jié)構(gòu)或工藝方面的原因，管道局部區(qū)域可能存在較大的殘余拉伸應(yīng)力，試驗時，它們與試驗載荷應(yīng)力相疊加，有可能使材料局部屈服而產(chǎn)生應(yīng)力再分布，從而消除或減小原有的殘余

48、拉伸應(yīng)力。較高的試驗壓力，可以使裂紋尖端產(chǎn)生較大的塑性變形，裂紋尖端的曲率半徑將增大，從而使裂紋尖端處材料的應(yīng)力集中系數(shù)減小，降低了尖端附近的局部應(yīng)力。在卸壓后，裂紋尖端的塑性變形區(qū)會受到周圍彈性材料的收縮的影響，使此區(qū)域出現(xiàn)殘余壓縮應(yīng)力，從而可以部分抵消管道所承受的拉伸應(yīng)力。因此管道存在的裂紋經(jīng)受過載應(yīng)力后，在恒定低載荷下，裂紋擴展速度可能明顯延緩。9.2 耐壓試驗介質(zhì)耐壓試驗介質(zhì)v 管道的壓力試驗應(yīng)當(dāng)在熱處理、無損檢測合格后進(jìn)行。耐壓試驗一般采用液壓試驗，或者按設(shè)計文件的規(guī)定進(jìn)行氣壓試驗。如果不能進(jìn)行液壓試驗，經(jīng)過設(shè)計同意可采用氣壓試驗或者液壓-氣壓試驗代替。脆性材料嚴(yán)禁使用氣體進(jìn)行耐壓試

49、驗。 由于耐壓試驗壓力比管道的工作壓力高，因此管道在試驗壓力下發(fā)生破裂的可能性也大。為了防止管道在耐壓試驗時破裂而造成嚴(yán)重事故，所采取的措施中最重要的是采用卸壓時釋放能量較小的介質(zhì)作為試驗介質(zhì)。在相同的試驗壓力下，氣體的爆炸能量比水大數(shù)百倍至數(shù)萬倍，因此，管道耐壓試驗時通常采用液體作為試驗介質(zhì)。所以耐壓試驗經(jīng)常被稱為水壓試驗。 以水為介質(zhì)進(jìn)行液壓試驗，其所用的水必須是潔凈的。奧氏體不銹鋼壓力管道用水進(jìn)行液壓試驗后，應(yīng)立即將水漬去除干凈，以防止氯離子造成晶間腐蝕。如無法達(dá)到這一要求時，則應(yīng)控制水中的氯離子含量不超過0.005%。若水中氯離子含量過高，可加硝酸鈉溶液處理。 對于GC3級管道，經(jīng)業(yè)主

50、或者設(shè)計單位同意，可結(jié)合試車，在采取有效的安全保障條件下，按照GB/T 20801的規(guī)定，用管道輸送的流體進(jìn)行初始運行試驗代替耐壓試驗。 一般使用潔凈水，當(dāng)對奧氏體不銹鋼管道或者對連有奧氏體不銹鋼管道或者設(shè)備的管道進(jìn)行液壓試驗時，水中氯離子含量不得超過0.005%，如果水對管道或者工藝有不良影響，可使用其它合適的無毒液體，當(dāng)采用可燃液體介質(zhì)進(jìn)行試驗時，其閃點不得低于50；9.3 耐壓試驗溫度耐壓試驗溫度v 規(guī)定試驗時的介質(zhì)溫度是為了防止因試驗溫度過低而造成壓力管道在試驗過程中發(fā)生低應(yīng)力脆性破壞。v 試驗時的液體溫度不得低于5，并且高于相應(yīng)金屬材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度.9.4 耐壓試驗壓力耐壓試驗壓力

51、v (1)承受內(nèi)壓的管道除本條（五）規(guī)定外，系統(tǒng)中任何一處的液壓試驗壓力均不低于1.5倍設(shè)計壓力，當(dāng)管道的設(shè)計溫度高于試驗溫度時，試驗壓力不得低于公式計算值，當(dāng)PT在試驗溫度下產(chǎn)生超過管道材料屈服強度的應(yīng)力時，應(yīng)當(dāng)將試驗壓力PT降至不超過屈服強度時的最大壓力v PT=1.5PS1/S2v 式中：v PT 試驗壓力，Mpa；P 設(shè)計壓力，MPa；v S1 試驗溫度下管子的許用應(yīng)力，Mpa；S2 設(shè)計溫度下管子的許用應(yīng)力，Mpa；當(dāng)S1/S2 大于6.5時， 取6.5。v (2)承受外壓的管道，其試驗壓力應(yīng)當(dāng)為設(shè)計內(nèi)、外壓差的1.5倍，并且不得低于0.2MPa；v (3)當(dāng)管道與容器作為一個系統(tǒng)進(jìn)

52、行液壓試驗，管道試驗壓力小于或者等于容器的試驗壓力時，應(yīng)當(dāng)按照管道的試驗壓力進(jìn)行試驗，當(dāng)管道試驗壓力大于容器的試驗壓力，并且無法將管道與容器隔開、同時容器的試驗壓力大于或者等于管道試驗壓力的77時，經(jīng)過設(shè)計單位同意，可以按容器的試驗壓力進(jìn)行試驗；v (4)夾套管內(nèi)管的試驗壓力按照內(nèi)部或者外部設(shè)計壓力的高者確定，夾套管外管的試驗壓力上式確定。9.5 耐壓試驗要求與注意事項耐壓試驗要求與注意事項 1. 一般要求v （1）試驗前，管道須經(jīng)單項檢查和總裝檢查合格，并將內(nèi)部的殘留物清除干凈。外部有保溫層或其它復(fù)蓋層的管道，為了不影響對管道壁滲漏情況的檢查，最好將這些遮蓋層拆除。有襯里的管道，經(jīng)檢查后確認(rèn)

53、襯里良好無損、無腐蝕或開裂現(xiàn)象，可不拆除襯里。v （2）試驗時封閉管道接管用的盲板壓力等級應(yīng)大于或等于試驗管道的設(shè)計壓力（或最高工作壓力），所配用的螺栓、螺母的數(shù)量、材質(zhì)、規(guī)格應(yīng)按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)選用。試驗前應(yīng)將各部位的緊固螺栓裝配齊全，緊固妥當(dāng)。v （3）對生產(chǎn)工藝系統(tǒng)中的在用管道進(jìn)行試驗時，必須用盲板隔斷與其相連的設(shè)備和管道。且應(yīng)掛有明顯的標(biāo)志，試驗前應(yīng)認(rèn)真檢查試驗系統(tǒng)是否有泄漏。 （4）在用管道試驗時，如果不能確認(rèn)不致因殘留的介質(zhì)的易燃特性而導(dǎo)致燃燒、爆炸，則嚴(yán)禁采用空氣作為試驗介質(zhì)。v （5）試驗系統(tǒng)至少應(yīng)有兩塊量程相同，并經(jīng)校驗合格的壓力表，一塊置于管道本體上，另一塊置于試驗系統(tǒng)的緩沖器上

54、，以便觀察壓力變化的部位。v (6)試驗緩慢升壓，待達(dá)到試驗壓力后，穩(wěn)壓10分鐘，再將試驗壓力降至設(shè)計壓力，保壓30分鐘，以壓力不降、無滲漏為合格；v (7) 試驗時必須排凈管道內(nèi)的氣體,試驗過程中發(fā)現(xiàn)泄漏時不得帶壓處理，試驗結(jié)束排液時需要防止形成負(fù)壓。v （8）壓力試驗場地應(yīng)有可靠的安全防護(hù)設(shè)施，并應(yīng)經(jīng)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人和安全部門檢查認(rèn)可。壓力試驗過程中，不得進(jìn)行與試驗無關(guān)的工作，無關(guān)人員不得在試驗現(xiàn)場停留。試驗時場地周圍應(yīng)有明顯的標(biāo)志。9.6. 氣壓試驗氣壓試驗v (1)試驗所用的氣體為干燥潔凈的空氣、氮氣或者其他不易燃和無毒的氣體；v (2)嚴(yán)禁使試驗溫度接近金屬的脆性轉(zhuǎn)變溫度；v (3)試

55、驗時裝有超壓泄放裝置，其設(shè)定壓力不得高于1.1倍試驗壓力或者試驗壓力加0.345MPa(取其較低值)；v (4)承受內(nèi)壓鋼管及有色金屬管道的試驗壓力為設(shè)計壓力的1.15倍；v (5)試驗前必須用試驗氣體進(jìn)行預(yù)試驗，試驗壓力為0.2MPa；v (6)試驗時，應(yīng)當(dāng)逐步緩慢增加壓力，當(dāng)壓力升至試驗壓力的50時，如未發(fā)現(xiàn)異?；蛐孤?，繼續(xù)按試驗壓力的10逐級升壓，直至試驗壓力，然后將壓力降至設(shè)計壓力進(jìn)行檢查，以發(fā)泡劑檢驗不泄漏為合格，試驗過程中嚴(yán)禁帶壓緊固螺栓。壓力試驗曲線圖壓力試驗曲線圖 設(shè)計壓力設(shè)計壓力試驗壓力試驗壓力保壓時間保壓時間保壓時間保壓時間9.7 替代性試驗替代性試驗v 現(xiàn)場條件不允許使用

56、液體或者氣體進(jìn)行壓力試驗的管道，在征得設(shè)計單位同意后，可以采取替代性試驗。替代性試驗應(yīng)當(dāng)同時滿足下列要求：v (1)凡未經(jīng)過液壓或者氣壓試驗的管道受壓元件焊接接頭，包括制造管道和管件的焊接接頭，縱向焊接接頭以及螺旋焊焊接接頭均進(jìn)行100的射線檢測或者100超聲檢測合格，其他未包括的焊接接頭進(jìn)行100的滲透檢測或者磁粉檢測合格；v (2)按照GB/T 20801的規(guī)定進(jìn)行管道系統(tǒng)的柔性分析；v (3)管道系統(tǒng)使用敏感氣體或者浸入液體的方法進(jìn)行泄漏試驗，試驗要求在設(shè)計文件中明確規(guī)定。10.泄漏試驗泄漏試驗v輸送極度危害、高度危害流體以及可燃流體的管道應(yīng)當(dāng)進(jìn)行泄漏試驗。泄漏試驗應(yīng)當(dāng)符合下列要求：v(

57、1)試驗應(yīng)當(dāng)在壓力試驗合格后進(jìn)行，試驗介質(zhì)宜采用空氣，也可以按照設(shè)計文件或者相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，采用鹵素、氦氣、氨氣或者其他敏感氣體進(jìn)行較低試驗壓力的敏感性泄漏試驗；v(2)泄漏試驗應(yīng)當(dāng)重點檢驗閥門填料函、法蘭或螺紋連接處、放空閥、排氣閥、排水閥等，以發(fā)泡劑檢驗不泄漏為合格；v(3)泄漏試驗時應(yīng)當(dāng)逐級緩慢上升，當(dāng)達(dá)到試驗壓力，并且停壓10分鐘后，用涂刷中性發(fā)泡劑的方法，巡回檢查所有密封點，以不泄漏為合格。11 力學(xué)性能試驗力學(xué)性能試驗v材料復(fù)驗、焊接工藝評定、焊工考試和產(chǎn)品焊接試板都需要進(jìn)行力學(xué)性能試驗。常用的力學(xué)性能試驗主要有拉伸試驗、彎曲試驗、沖擊試驗。11.1 拉伸試驗拉伸試驗v 拉伸試

58、驗是測定材料在軸向、靜載下的強度和變形的一種試驗，它可在常溫、高溫和低溫下進(jìn)行。這里所述的三個外界條件包括應(yīng)力狀態(tài)、溫度和加載速度。v 1. 拉伸試驗的驗收指標(biāo)v 按照金屬拉伸試驗方法，對于原材料取圓截面拉伸試樣。通過拉伸試驗，可測得屈服點、抗拉強度、伸長率和斷面收縮率。這四項指標(biāo)均可作為評價材料是否符合標(biāo)準(zhǔn)驗收指標(biāo)。v 對于焊接試板，多采用矩形截面的扁拉伸試樣。與原材料的圓載面試樣不同的是，在拉伸變形時，由于受矩形截面的影響， 只有Rm才是驗收指標(biāo)。同時，焊接接頭中的焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)的力學(xué)性能不均勻，斷裂位置在哪個區(qū)，對試驗結(jié)果評定有影響，因此必須注明。如果不注明，就不能確定所得到試驗

59、數(shù)據(jù)是焊接接頭的還是母材的。為此，拉伸試驗報告上必須有“斷裂位置”和“試樣截面尺寸”這兩項。bv2. 拉伸試驗的操作v拉伸試驗的具體操作要求在GB228標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定。監(jiān)督試驗時需要注意的事項包括：試驗機應(yīng)完好，且經(jīng)過計量檢定；測力指示正確，夾具對中；試樣符合標(biāo)準(zhǔn)、有標(biāo)記；應(yīng)采用專門表格，過程數(shù)據(jù)記錄應(yīng)齊全；試驗完畢，應(yīng)及時計算強度值，做好數(shù)據(jù)修約處理，記錄斷裂位置。v3. 拉伸結(jié)果的有效性v凡出現(xiàn)下列情況之一者，拉伸結(jié)果無效：v（1）試樣斷裂在標(biāo)記外；v（2）試樣夾偏；v（3）試樣斷面上發(fā)現(xiàn)氣孔、夾渣、裂紋等缺陷而造成性能不合格。11.2 彎曲試驗彎曲試驗v1. 彎曲試驗的目的彎曲試驗的目的v

60、 焊接接頭的彎曲試驗的目的有兩個：一是評定焊接接頭的塑性變形能力，即測定力學(xué)性能；二是揭示接頭內(nèi)部缺陷，即評定焊接接頭的工藝性能和焊工的操作技能。v 對于原材料一類均勻體來說，可以認(rèn)為進(jìn)行彎曲試驗是單純評價金屬材料的塑性變形能力。而對于焊接接頭來說，其實彎曲試驗評價的并不是簡單塑性變形能力，所評價的內(nèi)涵是比較復(fù)雜的。因為從力學(xué)角度來看，焊接接頭是不均勻體，焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)的組織、強度、塑性各不相同。彎曲時這三個區(qū)域中的強度低者先塑性變形，隨著彎曲角度增大，不同區(qū)域的強度塑性差異導(dǎo)致變形不能協(xié)調(diào)而發(fā)生開裂。所以彎曲試驗并不能表達(dá)各區(qū)的真正塑性，只是評價焊接接頭三個區(qū)之間的“比較塑性”，因此