无损检测（金属材料、金属制品、特种设备等）检测

无损检测在金属材料、金属制品及特种设备中的应用（重点：检测项目）

无损检测技术是保障工业产品质量与安全的关键手段，它能在不损害被检对象的前提下，探测材料内部及表面的缺陷、评估结构完整性、测量几何特征或分析材料性能。广泛应用于金属原材料、加工制品（如管道、压力容器、钢结构、机械零部件）以及锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、大型游乐设施等特种设备的安全评估与寿命预测。以下重点阐述主要检测项目：

一、金属材料检测项目

1. 原材料缺陷检测：

   • 内部缺陷： 检测铸造金属锭、轧制板材/棒材/管材中的缩孔、疏松、气孔、夹杂（夹渣、夹砂）、偏析、内部裂纹等。
   • 表面缺陷： 检测轧制或锻造过程中的折叠、裂纹、结疤、划伤、重皮等。
   • 分层缺陷： 检测板材、复合板中的层间分离。

2. 制造工艺缺陷检测：

   • 焊接接头缺陷：
     • 焊缝内部缺陷： 气孔、夹渣、未熔合、未焊透、内部裂纹。
     • 焊缝表面及近表面缺陷： 表面裂纹、咬边、焊瘤、凹坑、弧坑裂纹、表面气孔、飞溅物。
   • 铸造件缺陷： 气孔、缩孔、疏松、冷隔、热裂纹、冷裂纹、夹杂物、浇不足、变形。
   • 锻造件缺陷： 折叠、裂纹（过烧裂纹、锻造裂纹）、白点、夹杂物、流线不良、过热组织。
   • 热处理缺陷： 淬火裂纹、回火裂纹、变形、过热过烧组织（间接评估）。

3. 在役损伤检测：

   • 疲劳损伤： 检测疲劳裂纹萌生及扩展。
   • 环境损伤： 检测应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳裂纹、氢致裂纹。
   • 高温损伤： 检测蠕变裂纹、微空洞、高温氧化/腐蚀造成的壁厚减薄。
   • 机械损伤： 检测划伤、凹坑、变形、局部塑性应变。

二、金属制品检测项目

1. 几何尺寸与形状测量：

   • 壁厚测量（特别是腐蚀减薄）。
   • 涂层/镀层厚度测量。
   • 管材/棒材直径、椭圆度测量。
   • 焊缝余高、错边量测量。
   • 平面度、直线度、圆度测量（部分技术适用）。

2. 表面状态评估：

   • 表面粗糙度（特定技术）。
   • 表面脱碳层深度测定（特定技术）。
   • 表面处理（如喷丸）强度评估（特定技术）。

3. 连接部位完整性检测：

   • 螺栓孔周围裂纹检测（如飞机蒙皮、钢结构节点）。
   • 铆接、粘接质量评估（结合面贴合度、脱粘）。
   • 胀接接头质量检测。

4. 材料特性评价（间接或直接）：

   • 硬度分选（特定技术）。
   • 材料分选（区分材质、牌号）。
   • 晶粒度评估（特定技术）。
   • 残余应力测量（特定技术）。
   • 热处理状态评估。

三、特种设备检测项目（核心为保障安全运行）

1. 制造与安装阶段：

   • 板材、管材、锻件、铸件原材料复验（内部及表面缺陷）。
   • 焊缝质量全面检查：
     • 对接焊缝：100%内部缺陷检测（RT/UT）及表面缺陷检测（MT/PT）。
     • 角焊缝：表面及近表面缺陷检测（MT/PT），重要部位内部检测（UT/RT）。
     • 检测坡口准备质量（如角度、间隙、清洁度 - 间接影响）。
   • 组装几何尺寸（对口错边、棱角度、不圆度）。
   • 法兰密封面缺陷检查。
   • 紧固件（螺栓）表面裂纹检查（PT/MT）。

2. 定期检验（在役检验）阶段：

   • 腐蚀与冲蚀检测：
     • 均匀腐蚀/冲蚀造成的壁厚减薄测量（UT，特别关键）。
     • 局部腐蚀（点蚀、坑蚀）深度、密度及分布检测（UT、RT、ECT/PECT）。
     • 保温层下腐蚀检测（CUI - Guided Wave UT, RT, PECT）。
   • 裂纹检测：
     • 应力腐蚀开裂、疲劳裂纹、蠕变裂纹、焊接延迟裂纹等的表面及近表面检测（MT/PT）。
     • 内部埋藏裂纹检测（UT、RT、TOFD）。
     • 热影响区裂纹重点检查。
   • 材质劣化评估：
     • 高温设备蠕变损伤检测（UT硬度法、复膜金相、硬度测试辅助）。
     • 氢损伤（如氢鼓包、HIC/SOHIC）检测（UT）。
     • 石墨化（碳钢/钼钢）评估（金相检查为主，UT辅助）。
   • 结构变形与损伤检查：
     • 整体变形（倾斜、沉降）。
     • 局部变形（鼓包、凹陷）。
     • 机械损伤（刮蹭、撞击痕）。
   • 堆焊层/覆层检测：
     • 堆焊层/覆层与基材结合状态（脱层）检测（UT）。
     • 堆焊层/覆层内部缺陷及表面裂纹检测（UT, PT/MT）。
   • 设备支撑件与附件检查：
     • 支吊架状态（变形、开裂）。
     • 管架、鞍座与设备本体连接区域裂纹检查（MT/PT/UT）。
     • 地脚螺栓裂纹检查（PT/MT）。
   • 安全附件检查（宏观检查为主，必要时无损检测）：
     • 爆破片夹持器密封面。
     • 重要连接螺栓。

四、常用无损检测方法及其适用项目概述

• 超声检测： 检测内部缺陷（裂纹、气孔、夹渣、未熔合、未焊透、分层等）、测量壁厚、检测腐蚀减薄、检测堆焊层结合状态、检测分层、检测氢损伤、部分材料特性评估（如晶粒度、蠕变损伤）、螺栓检测、TOFD用于焊缝精确成像和缺陷尺寸量化、相控阵超声提供灵活性。
• 射线检测： 检测体积型内部缺陷（气孔、夹渣）、检测裂纹（有方向性限制）、检测未熔合/未焊透、铸件内部缺陷、腐蚀状态评估（特别是局部腐蚀成像）、复合结构检查。
• 磁粉检测： 检测铁磁性材料表面及近表面缺陷（裂纹、折叠、发纹、白点等），特别适用于焊接接头表面、锻件、轴类、齿轮齿根等。
• 渗透检测： 检测非多孔性材料表面开口缺陷（裂纹、气孔、疏松等），适用于所有金属（尤其非铁磁性）、焊接接头表面、铸件表面、关键区域目视检查的补充。
• 涡流检测： 检测导电材料表面及近表面缺陷（裂纹）、测量薄壁管/板厚度、测量涂层厚度、材料分选、电导率/磁导率测量、管材/棒材在线检测。
• 声发射检测： 动态监测结构中缺陷的活动性（如裂纹扩展、泄漏、纤维断裂），用于压力试验监控、结构完整性在线监测、泄漏定位。
• 目视检测： 最基础且广泛应用，检查表面状态（裂纹、腐蚀、变形、磨损、泄漏痕迹、清洁度）、结构变形、焊缝成形、装配状态等。常作为其他方法的先导或补充，辅助光学设备扩展能力。
• 泄漏检测： 专门针对密封性能，检测压力容器、管道系统、阀门法兰等的泄漏点及泄漏率，确保密闭性安全。

五、检测方法选择的依据

选择合适的无损检测方法需综合考虑：

• 缺陷类型与位置： 表面？近表面？内部？体积型？面积型？
• 被检对象的材料与状态： 铁磁性？非铁磁性？形状？尺寸？表面状况？温度？可达性？
• 检测要求： 灵敏度要求？缺陷定量要求？检测速度要求？成本预算？
• 法规与标准要求： 相关产品标准、建造规范、安全技术规范、定期检验规则中的强制性要求。
• 人员资质与设备能力。

无损检测项目的科学设定与有效实施，是保障金属材料与制品内在质量、确保特种设备全生命周期安全可靠运行不可或缺的技术支撑。通过合理选用检测方法并精准聚焦关键项目，能够及时发现隐患，有效预防事故发生，延长设备使用寿命。