滲透檢測在工業(yè)管道定期檢驗中的運用

劉順勤(曲靖市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心，云南 曲靖 655000)

0 引言

TSG D7005—2018《壓力管道定期檢驗規(guī)則-工業(yè)管道》中，規(guī)定了宏觀檢查發(fā)現(xiàn)裂紋或者有懷疑的管道、隔熱層破損或者可能滲入雨水的奧氏體不銹鋼管道、支管角焊縫等部位應(yīng)進行表面無損檢測，且規(guī)定優(yōu)先采用磁粉檢測。對于鐵磁性材料，表面缺陷檢測時，磁粉檢測具有最高的靈敏度，但是對于有些結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位、奧氏體不銹鋼和有色金屬制壓力容器或者是結(jié)構(gòu)位置不能保證磁粉靈敏度的情況下，只能通過滲透檢測來滿足壓力管道定期檢驗的要求，掌握滲透檢測的關(guān)鍵控制因素，對于保證檢測質(zhì)量和保障設(shè)備安全運行具有重要意義。

1 滲透檢測的優(yōu)缺點

對于表面開口缺陷，滲透檢測可以不受材料種類、化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)以及缺陷方向、形狀和尺寸的限制，特別是可以檢測磁粉檢測無法實施的部位。承壓類特種設(shè)備定期檢驗采用磁粉檢測時，雖然現(xiàn)在有充電類的磁粉探傷儀，但是對于在野外或者需要長時間登高作業(yè)的情況下，沒有電源和水源的配合，有時候也難以實施。而采用溶劑去除型著色滲透檢測法(即IIC-d法)，由于其不用水、電、氣，缺陷顯示直觀，檢測成本低，靈敏度高，可檢測的材料和缺陷范圍廣，對于形狀復(fù)雜的工件檢測效率高，可以完美的彌補磁粉檢測的缺憾。IIC-d 法的缺點是：不能檢測非開口缺陷，或者雖有開口但是開口被堵塞的缺陷，也無法檢測多孔性材料，滲透劑易揮發(fā)、易燃易爆且有一定毒性，可能造成工件腐蝕和對環(huán)境具有一定的污染[3]。

2 滲透檢測實施的控制因素

2.1 檢測工藝的制定

對于在役工業(yè)管道而言，滲透檢測的目的主要是為了查出裂紋類缺陷，這類裂紋隱蔽性強，且容易被表面雜質(zhì)覆蓋，一般肉眼難以發(fā)現(xiàn)。因此在檢測前，應(yīng)充分了解設(shè)備的使用狀態(tài)，如介質(zhì)、壓力等關(guān)鍵要素，檢測工藝的制定時，應(yīng)重點選擇易產(chǎn)生疲勞和應(yīng)力集中的部位，才能保證重點部位不漏檢。NB/T 47013.5—2015 要求，應(yīng)根據(jù)工藝規(guī)程結(jié)合具體檢測對象編制操作指導(dǎo)書，對于在役承壓設(shè)備的lIC-d 法檢測，編制作業(yè)指導(dǎo)書時應(yīng)注意以下細(xì)節(jié)。

(1)預(yù)處理。標(biāo)準(zhǔn)中提出了檢測面的具體要求：不得有影響滲透檢測的鐵銹、氧化皮、焊接飛濺、鐵屑、毛刺以及各種防護層；表面粗糙度應(yīng)在規(guī)定值的范圍以內(nèi)；準(zhǔn)備工作應(yīng)在四周向外擴展25mm 等，對于在役工業(yè)管道來說，主要是清除檢表面的銹蝕和油漆防護層。有研究已表明，采用裝有鋼絲輪的角向磨光機打磨去除焊縫表面銹蝕和油漆防護層，不會影響滲透檢測靈敏度，因此在實際檢驗時，應(yīng)優(yōu)先采用。檢測前應(yīng)采用清潔劑對工件表面進行預(yù)清洗，徹底清除被檢表面的殘留介質(zhì)或機械打磨殘留物，清洗后檢測面上遺留的溶劑和水分必須干燥，且在施加滲透劑前應(yīng)保證不被污染。

(2)施加滲透劑。在役工業(yè)管道施加滲透劑一般采用噴灌噴涂的方法，噴涂時應(yīng)保證所有檢測部位被滲透劑均勻覆蓋，關(guān)于滲透時間和溫度的確定，當(dāng)環(huán)境溫度為10～50℃的時，保持潤濕狀態(tài)至少10 min；在環(huán)境溫度為5～10℃時，保持潤濕狀態(tài)至少20 min；當(dāng)溫度為小于5℃或大于50℃時，則應(yīng)按照NB/T 47013.5—2015 附錄B 的要求進行檢測方法鑒定。

(3)去除多余的滲透劑。去除時，不能過度去除，也不能去除不足，清洗不足將造成檢測靈敏度下降，而去除不足將造成對缺陷的識別困難。清洗時，不能往復(fù)擦拭，不得用噴灌直接對準(zhǔn)檢測部位噴涂進行清洗。

(4)干燥處理。使用lIC-d 法檢測時，檢測面在施加顯像劑前進行干燥處理，采用在室溫下進行自然干燥的處理方法，干燥時間5～10min。

(5)施加顯像劑和顯像處理。在被檢面經(jīng)過(4)的干燥處理后，用噴灌將顯像劑噴灑到檢測面上，要注意噴嘴到檢測面的距離保持在300～400mm，噴涂方向和檢測面的夾角為30～40°，顯像劑應(yīng)薄而均勻，然后自然干燥，時間控制在10～60min。

(6)觀察記錄。對檢測結(jié)果進行觀察時，應(yīng)注意被檢面的光照度應(yīng)≥1000lx，在條件所限無法滿足時，也應(yīng)保證至少≥500lx，當(dāng)采用熒光滲透檢測時，檢測結(jié)果的觀察時，應(yīng)保證被檢面的可見光照度不大于20lx，而輻照度應(yīng)≥1000μW/cm2。對于細(xì)微缺陷的觀察，可以采用5～10 倍放大鏡進行觀察，當(dāng)確定為缺陷顯示時，應(yīng)在檢測記錄上用草圖標(biāo)示下來，必要時可采用照相和錄像以及可剝性塑科薄膜等方法記錄缺陷顯示。

(7)檢測完畢應(yīng)及時對檢測部位進行清洗，去除對以后使用或者對被檢材料有害的殘留物，特別是對于不銹鋼制造的設(shè)備，現(xiàn)在的滲透劑雖會提供鹵素元素的含量證明，但盡早清洗對保護設(shè)備更為有利。

2.2 質(zhì)量控制要素

通過多近年來承壓類特種設(shè)備事故分析報告，我們可以發(fā)現(xiàn)很多事故都是因為裂紋所引起，而因裂紋而引起的爆裂事故，往往是由于微小裂紋的擴展，滲透檢測作為檢測表面微小裂紋的重要手段之一，發(fā)現(xiàn)裂紋后及時將裂紋消除能夠有效的將重大事故扼殺在搖籃里，因此，把握其質(zhì)量控制要素，將對保障設(shè)備安全運行具有重要作用。對于在役設(shè)備而言，lIC-d 法的質(zhì)量控制可以從下述幾個方面入手。

(1)人員。從事滲透檢測的人員應(yīng)具備一定的材料、焊接方面的相關(guān)知識，熟悉承壓類設(shè)備定期檢驗規(guī)則中關(guān)于定期檢驗部分有關(guān)表面無損檢測的要求，并按照TSG Z8001—2019《特種設(shè)備無損檢測人員考核規(guī)則》 的規(guī)定取得相應(yīng)資質(zhì)，在資質(zhì)范圍內(nèi)從事相應(yīng)的檢測工作。

(2)滲透劑的使用和管理。滲透劑的選擇和管理對檢測靈敏度具有較大影響，必須加強其質(zhì)量控制，確保檢測結(jié)果安全可靠。滲透檢測所用的清洗劑、滲透劑和顯像劑必須是同一廠家生產(chǎn)的同族組的檢測劑，不同族組的檢測劑禁止混用，檢測單位鑒定驗收或批準(zhǔn)之前的檢測劑不得使用。檢測過程中必須定期對滲透檢測劑的性能進行校驗，包括對滲透劑的靈敏度、可去除性、腐蝕性能校驗，對顯像劑的沉淀性、靈敏度、再懸浮等特性的校驗等。當(dāng)使用滲透劑對不銹鋼制、鈦及鈦合金制壓力容器進行檢驗時，應(yīng)控制滲透劑中鹵素的含量，并要求供貨廠家提供相關(guān)的質(zhì)量證明書。

滲透劑的存放環(huán)境應(yīng)控制，特別夏天實施檢測時，經(jīng)常會把滲透劑放置于車上，此時車上的問題可能會高于50℃，此時可能會對滲透劑的性能造成影響，如果發(fā)生過這種情況的滲透劑，應(yīng)按 NB/T 47013.5—2015 附錄B 的要求做性能鑒定試驗，確認(rèn)靈敏度達(dá)標(biāo)后方可使用這些存儲溫度超標(biāo)的滲透劑。

(3)試塊的使用和存儲。滲透檢測所用的三種試塊，有A、B、C 型3 種，采購時必須采購合格廠家的產(chǎn)品，并經(jīng)本單位的鑒定驗收。不同檢測方法的試塊不能混用，如著色的不能和熒光的混用，所有試塊使用后應(yīng)將滲透劑清洗干凈并在合適的容器中保存，一旦發(fā)現(xiàn)有靈敏度下降的試塊，應(yīng)理解更換。

(4)操作指導(dǎo)書的執(zhí)行。現(xiàn)場實施的滲透檢測時，對于表面準(zhǔn)備和預(yù)清洗、滲透、去除、干燥、顯像觀察及評定后清洗步驟，必須嚴(yán)格按照經(jīng)過批準(zhǔn)的操作指導(dǎo)書進行操作。每班開始前以及工藝條件發(fā)生變化時，應(yīng)用B 型標(biāo)準(zhǔn)試塊對工藝操作系統(tǒng)的靈敏度進行校驗，確認(rèn)合格后方可開展檢測工作。

3 檢驗實例

通過對滲透檢測相關(guān)控制因素的總結(jié)，在檢驗實踐對這些關(guān)鍵因素進行控制，在實踐中取得了較好的效果。如，在對某蒸汽管道焊縫的滲透檢測時，發(fā)現(xiàn)了密集型表面裂紋(見圖1)，通過對裂紋的打磨消除處理，及時的消除了安全隱患；對某管道的彎頭進行滲透檢測時，發(fā)現(xiàn)在彎頭處存在表面裂紋(見圖2)。

圖1 某蒸汽管道管角焊縫滲透檢測時的表面裂紋

圖2 某管道彎頭滲透檢測時的裂紋顯示

4 結(jié)語

滲透檢測作為表面無損檢測中重要的一種檢測方法，在工業(yè)管道定期檢驗時，對于某些角焊縫的檢測具有磁粉檢測無法替代的作用。通過對檢測工藝文件的控制，現(xiàn)場檢測關(guān)鍵因素的控制，以及檢驗安全的控制，對于保證檢測質(zhì)量和設(shè)備安全具有重要意義。