不銹焊管外觀檢測手段與儀器設備
外觀檢驗是用肉眼或不超過30倍的放大鏡對不銹鋼焊管進行檢查,用以判斷焊管外表質量的方法。外觀檢驗是不銹鋼焊管檢驗最初的最基本的評價方法,而且也是最原始、最基本的無損檢驗(NDT)方法。外觀檢驗必須嚴格限制于表面和外形檢驗,但有時在采用其他方法決定了缺陷位置之后,外觀檢驗對缺陷作進一步檢查是十分有效的。除了確定表面缺陷位置和識別原材料外,外觀檢驗在生產的各個階段都是一個不可缺少的工藝控制技術,所以要特別加以介紹。
一、外觀檢驗(VT)的原理
外觀檢驗的基本原理就是用可見光的光線照亮被檢物,然后在充足的亮度下用肉眼檢查被檢物。可見光既可以采用自然光線,也可以采用光敏裝置,如光電管和光電組件等。外觀檢驗可以分為直接視覺檢驗和遙控視覺檢驗兩種。
1. 直接的視覺檢驗
在光線充足的條件下,眼睛距被檢物表面距離不大于600mm,并且眼睛與被檢物表面的角度不小于30°時,可采用直接的視覺檢驗。直接的視覺檢驗過程可以使用鏡子和輔助工具來協助檢驗,例如放大鏡等。
2. 遙控視覺檢驗
遙控視覺檢驗一般需要有輔助工具,例如:鏡子、望遠鏡、管道鏡、光學纖維、照相機以及其他適當設備。這些光學輔助工具有助于補充直接視覺檢驗的不足。
3. 外觀檢驗的優點
除了要求良好的視力和一些相對簡單和便宜的設備之外,外觀檢驗簡單易行,快捷方便,而且通常不要求使用特殊的設備。
二、外觀檢驗(VT)
1.外觀檢驗(VT)書面工藝規程
外觀檢驗(VT)的書面工藝規程中,至少應該含有下列各項:
(1). 外觀檢驗是如何完成的;
(2). 表面狀態和表面清潔的標準;
(3). 是使用直接的還是遙控的檢驗;
(4). 要使用特殊照明還是光學裝置;
(5). 完成檢驗的順序;
(6). 數據列表記錄;
(7). 檢驗報告或一般記述。
2. 外觀檢驗標準
外觀檢驗的標準和規范,依據相關標準、合同、規范和技術條件。
3. 外觀檢驗的先決條件
外觀檢驗和其他無損檢驗方法一樣,要完成外觀檢驗有許多必須考慮的先決條件,這些先決條件為:
(1). 外觀檢查員應當具備足夠敏銳的視覺,以便執行充分的檢驗;
(2). 外觀檢驗人員應具有豐富的焊接和焊管安全使用知識。此外,檢驗人員工作時需要有足夠的照明,自然的或人造的均可。
4. 焊縫外觀檢驗設備
對于某些焊縫外觀檢驗,有時需要特定的工具。其中一些在焊縫外觀檢驗中常用的工具和儀表是:
(1). 做表面記號的熱敏蠟筆;
(2). 表面接觸溫度計和高溫計;
(3). 能夠完成多種測量的多用途儀表,例如可以測量凸、凹填角焊縫,焊縫加強高以及根部間隙的專用工具;
(4). 測量根部間隙的錐規;
(5). 光纖儀表,例如管道鏡、纖維內窺鏡以及視頻探針等;
(6). 鐵素體測定儀。
三、在不銹鋼焊管生產加工過程中各個階段的外觀檢驗
當一個質量控制系統被建立起來后,外觀檢驗的效果就會得到提高,因為這種檢驗可以覆蓋焊管成型及焊接加工的所有階段。焊管焊接前的成型、焊接過程中的焊接、焊接后的熱處理、酸洗、矯直及平頭等都可以進行外觀檢驗。在焊接前、焊接中、焊接后使用外觀檢驗可以發現90%的缺陷是在生產后期,要使用高成本的檢驗方法(如:渦流檢驗、水壓試驗或射線照相檢驗)也能發現的缺陷。由此可見,外觀檢驗是非常有效、成本最低的檢測手段。
1. 不銹鋼焊管的原材料外觀檢驗
不銹鋼焊接鋼管用的鋼板、帶鋼及焊接材料的外觀檢驗,在生產投料之前可以檢驗檢查到結疤、皺紋、銹蝕、銹皮或其他容易引起成型、焊接缺陷的不良表面狀態。板材的分層情況可以在剪切或切割的邊緣上觀察到。尺寸應當通過測量進行確認。應當通過材料型號、等級以及爐批號來進行母材的識別。
2. 不銹鋼焊管焊接前的外觀檢驗
(1). 審查原料及要使用的焊接材材;
(2). 檢查成型后的外形尺寸、表面清潔度;
(3). 檢查焊縫的配合和對口情況:坡口的角度、根部間隙、對口情況等等;
(4). 審查工藝和規范;
(5). 檢查設備及參數設置;
(6). 檢查焊接工藝規程和人員資格。
3. 不銹鋼焊管焊接過程中的外觀檢驗
(1). 檢查焊接工藝參數,即電壓、電流、焊接速度及與保護氣有關的參數;
(2). 厚壁大直徑焊管的點焊處理;
(3). 厚壁大直徑焊管的打底焊和后續多層焊接的質量;
(4). 在第二次焊接之前,層間清理、接頭根部的預處理情況。
4. 焊管焊接后的外觀檢驗
(1). 這時的檢驗包括了最終的焊接檢驗,如:①焊縫外形尺寸、顏色、輪廓和滾軋修磨的表面粗糙度;②可見的外部焊接缺陷,如裂紋、咬邊、重疊、外露氣孔及夾渣、不合格的外形、弧坑、焊接飛濺、焊縫余高、凹坑和燒穿等。
(2). 熱處理時的熱處理工藝、儀表;
(3). 酸洗時的酸洗工藝、酸洗表面;
(4). 矯直后的平直度、橢圓度和焊管端頭平頭倒角等。
四、外觀檢驗的光學儀器的發展
目前使用的許多光學輔助設備補充和完善了直接視覺的不足,但是使用這類光學輔助設備需要技巧和經驗。這類光學輔助設備的最新進展包括使用電視和光纖設備來進行遙測和難于接近區域的檢。目前可以使用的特殊電視照相機,它可以被放入直徑很小的管內,然后經一個閉路傳輸系統得到焊管內焊縫接頭的表面圖像。有3種基本的遙視外觀檢驗輔助設備,它們是管道鏡、光纖內窺鏡以及視頻探針。
1. 管道鏡(內窺鏡)
管道鏡是一種光學儀器,其設計使得觀察者能夠檢測到視覺難于到達的部位,如細長的管道、孔或腔室內部。它們可以被送人非常小的開孔之內,把視覺延長到工藝管道、換熱器、壓力容器以及其他設備的最黑暗、最隱蔽、最遙遠的焊縫處,照亮焊縫,并將其放大3或4倍。管道鏡容易使用,相對便宜并且有極好效果。
(1). 管道鏡的基礎知識
這些儀器使用玻璃纖維傳輸光線,照亮測試區域,并且能夠觀察或記錄。通過選用直徑大、長度短的管道鏡可以獲得最明亮的圖像。隨著管道鏡的長度增加,圖像由于光線的損失而亮度下降。同樣,觀察鏡越靠近焊縫,得到的圖像越大越清晰。
(2). 柔性纖維內窺鏡
與剛性的管道鏡相反,柔性纖維內窺鏡能被伸人彎曲的管道和腔室內。在纖維內窺鏡中,光線由一束直徑小至0.007mm的超細光學纖維傳輸。
(3). 剛性管道鏡
剛性管道鏡可以被比作一個潛望鏡,目標的位置接近受檢物體,而目鏡則遠離目標,目標和目鏡采用一根或多根可伸縮的管子連接起來。管道鏡的長度能按要求變化。在直線通道的地方,剛性管道鏡相對于纖維內窺鏡有許多優點,主要優點在于分辨率高、圖像明亮清晰、設計靈活以及價格便宜。
2. 視頻圖像內窺鏡
視頻圖像內窺鏡將視頻技術應用于遙測外觀檢驗。在柔性的視頻圖像內窺鏡的探針頂端是一個微型電荷耦合裝置(CCD)傳感器(類似于微型攝像機),它送出的高分辨率圖像可以用全真的自然色彩顯示在電視上。探針的直徑小至8mm;而長度范圍為1.5m到22m.
3. 視頻顯微鏡
手提式或固定式的視頻顯微鏡可以看到傳統顯微鏡所無法看到的東西,其特點是采用了高分辨率的CCD圖像傳感器、光纖自照明設備、特制的目標鏡或II-Mag內窺鏡,快門速度為1/10000s,可以固定像框以及儲存,可以采用多窗口同時顯示4、9、16或25幅圖像。也可以將圖像重疊,以便于比較,甚至可以放大,常用的放大倍數為20到1000倍。
4. 計算機與外觀檢驗的組合
采用計算機分析的組合外觀檢驗,利用數據庫儲存資料和圖像,簡化了外觀檢驗。計算機負責收集和分析數據、更新標準以及擴充認證項目,從而使得外觀檢驗工作人員將其精力主要集中在數據的收集方面,而將煩瑣枯燥的計算工作等交給計算機完成。
本文標簽:不銹鋼焊管
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