过程设备安全管理与无损检测技术课件

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1、第第5章过程设备安全管理与章过程设备安全管理与无损检测技术无损检测技术主讲人：倪晓阳副教授主讲人：倪晓阳副教授目录目录5.1无损检测技术在过程设备安全管理中的重要无损检测技术在过程设备安全管理中的重要作用作用5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述5.1.2无损检测技术是过程设备安全的保障无损检测技术是过程设备安全的保障5.1.3无损检测技术在过程设备安全管理中的重要地位无损检测技术在过程设备安全管理中的重要地位5.2过程设备的定期检验过程设备的定期检验5.2.1定期检验目的定期检验目的5.2.2定期检验内容定期检验内容5.2.3定期检验程序定期检验程序5.2.4检验报告检验报告5.1无损检

2、测技术在过程设备安全管理无损检测技术在过程设备安全管理中的重要作用中的重要作用5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述无损检测以不损害被检验对象的使用性能为前提，应用多种物无损检测以不损害被检验对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料，零部件、结构件进行有效地理原理和化学现象，对各种工程材料，零部件、结构件进行有效地检验和测试，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性及某些检验和测试，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理性能。物理性能。分析材料（或构件）在不同势场作用下的物理性质分析材料（或构件）在不同势场作用下的物理性质；测量材料（或构件）性能的细微变

3、化测量材料（或构件）性能的细微变化；说明产生变化的原因并评价其适用性说明产生变化的原因并评价其适用性；5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续1）（1 1）借助于现代科学技术发展的基础产生和发展。）借助于现代科学技术发展的基础产生和发展。射线照相法（射线照相法（RTRT）XX射线的发现（射线的发现（18951895年伦琴射线）年伦琴射线）超声波检测（超声波检测（UTUT）二次大战中迅速发展的声纳技术和二次大战中迅速发展的声纳技术和雷达技术的基础上开发雷达技术的基础上开发磁粉检测（磁粉检测（MTMT）电磁学基础电磁学基础渗透检测（渗透检测（PTPT）物理化学的进展物理化学的进展涡流检测

4、（涡流检测（ETET）电磁学（电磁感应）电磁学（电磁感应）现代电子技术和计算机技术的发展和其它学科介入无损检测领域，使现代电子技术和计算机技术的发展和其它学科介入无损检测领域，使无损检测技术如虎添翼，得到质的飞跃。无损检测技术如虎添翼，得到质的飞跃。（1）无损探伤（）无损探伤（NDI,Non-destructiveInspection）（2）无损检测（）无损检测（NDT,Non-destructiveTesting）（3）无损评价（）无损评价（NDE,Non-destructiveEvaluation）5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续2）探测和发现缺陷探测和发现缺陷不仅要探测

5、发现缺陷，还包不仅要探测发现缺陷，还包括探测试件的其它信息，如结括探测试件的其它信息，如结构、状态、性质构、状态、性质还要求获取更全面、准确和综合还要求获取更全面、准确和综合的信息，辅以成象技术、自动化的信息，辅以成象技术、自动化技术、计算机数据分析和处理技技术、计算机数据分析和处理技术等，与材料力学、断裂力学等术等，与材料力学、断裂力学等学科综合应用，以期对试件和产学科综合应用，以期对试件和产品的质量和性能作出全面、准确品的质量和性能作出全面、准确的评价。的评价。5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续3）5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续4）1 1）保证产品质量）

6、保证产品质量借助仪器和器材，可以发现目视检查无法发现的内外部宏借助仪器和器材，可以发现目视检查无法发现的内外部宏观缺陷。观缺陷。无损检测不需破坏试件就能完成检测过程，可以对产品进无损检测不需破坏试件就能完成检测过程，可以对产品进行行100%100%检验和逐件检验，为产品质量提供有效保证。检验和逐件检验，为产品质量提供有效保证。5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续5）2 2）保障使用安全）保障使用安全可以对在用设备和部件进行定期检验，保障使用安全。可以对在用设备和部件进行定期检验，保障使用安全。5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续6）3 3）改进制造工艺）改进制造工艺

7、在产品工艺试验中，对工艺试样进行无损检验，并根据检在产品工艺试验中，对工艺试样进行无损检验，并根据检测结果改进制造工艺，确定理想的制造工艺。测结果改进制造工艺，确定理想的制造工艺。5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续7）4 4）降低生产成本）降低生产成本在产品制造过程中的适当环节正确地进行无损检测，防止在产品制造过程中的适当环节正确地进行无损检测，防止以后的工序浪费，减少返工，降低废品率，从而降低制造成本。以后的工序浪费，减少返工，降低废品率，从而降低制造成本。5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续8）1 1）要与破坏性检测相结合）要与破坏性检测相结合由于无损检测具有

8、的局限性，不是所有的需要测试的项目和由于无损检测具有的局限性，不是所有的需要测试的项目和性能都能进行无损检测，这种局限性可能来自方法本身，也可能性能都能进行无损检测，这种局限性可能来自方法本身，也可能来自被测试对象的形状、位置等客观条件的不允许，所以某些试来自被测试对象的形状、位置等客观条件的不允许，所以某些试验只能采用破坏性检验。验只能采用破坏性检验。5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续9）2 2）正确选用无损检测的时机）正确选用无损检测的时机必须根据无损检测的目的必须根据无损检测的目的,正确选择无损检测的时机正确选择无损检测的时机,从而从而顺利地完成检测预定目的顺利地完成检测

9、预定目的,正确评价产品质量。正确评价产品质量。5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续10）3 3）正确选用合理的无损检测方法）正确选用合理的无损检测方法每种无损检测方法均具有局限性，不能适用于所有工件和每种无损检测方法均具有局限性，不能适用于所有工件和缺陷。为了提高检测结果的可靠性，必须根据被检件的特点（材缺陷。为了提高检测结果的可靠性，必须根据被检件的特点（材料、结构、形状、尺寸，预计可能产生的缺陷种类、形状、所处料、结构、形状、尺寸，预计可能产生的缺陷种类、形状、所处部位、取向部位、取向）选择适宜的检测方法。）选择适宜的检测方法。所谓适宜，即不是片面的追求最高的检测灵敏度，而是

10、所谓适宜，即不是片面的追求最高的检测灵敏度，而是在保证充分安全性的同时兼顾产品的经济性，这样选择的检测方在保证充分安全性的同时兼顾产品的经济性，这样选择的检测方法才是正确、合理的。法才是正确、合理的。5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续11）4 4）综合应用各种无损检测方法）综合应用各种无损检测方法每种无损检测方法均有其自身的优缺点，不能适用于所有工件每种无损检测方法均有其自身的优缺点，不能适用于所有工件和缺陷。因此，在对某试件确定无损检测方案时，只要可能，应尽和缺陷。因此，在对某试件确定无损检测方案时，只要可能，应尽量采用多种无损检测方法，以保证方法间的互补，从而取得更多的量采

11、用多种无损检测方法，以保证方法间的互补，从而取得更多的产品和缺陷信息产品和缺陷信息除应用无损检测方法获得产品信息外，还应充分利用其它有关除应用无损检测方法获得产品信息外，还应充分利用其它有关产品的材料、焊接、加工工艺及产品结构等多方面的信息，综合判产品的材料、焊接、加工工艺及产品结构等多方面的信息，综合判断。断。这点对于大型和重要工件的无损检验尤为重要。这点对于大型和重要工件的无损检验尤为重要。5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续12）如前所述，了解材料和焊缝中的缺陷种类和产生原因，有如前所述，了解材料和焊缝中的缺陷种类和产生原因，有助于正确选择无损检测方法，制定合理的检测方案，

12、从而取得正助于正确选择无损检测方法，制定合理的检测方案，从而取得正确的检测结果。确的检测结果。5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续13）1 1钢焊缝中常见宏观缺陷及其产生原因（外观缺陷略）钢焊缝中常见宏观缺陷及其产生原因（外观缺陷略）气孔：由形状和产生原因分为不同种类气孔：由形状和产生原因分为不同种类夹渣：由成份分为金属夹渣（夹杂）和非金属夹渣夹渣：由成份分为金属夹渣（夹杂）和非金属夹渣裂纹：由产生温度分为热裂纹和冷裂纹；由产生原因分为再热裂纹、裂纹：由产生温度分为热裂纹和冷裂纹；由产生原因分为再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹等。层状撕裂和应力腐蚀裂纹等。未焊透未焊透未熔合：分为

13、坡口未熔合和根部未熔合未熔合：分为坡口未熔合和根部未熔合5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续14）2 2铸件中常见宏观缺陷及其产生原因铸件中常见宏观缺陷及其产生原因气孔：分为单个气孔和密集性气孔气孔：分为单个气孔和密集性气孔夹渣和夹沙夹渣和夹沙冷隔冷隔缩孔和疏松缩孔和疏松裂纹：由于形成温度不同分为热裂纹和冷裂纹裂纹：由于形成温度不同分为热裂纹和冷裂纹5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续15）3 3锻件中常见宏观缺陷及其产生原因：锻件中常见宏观缺陷及其产生原因：缩孔和缩管缩孔和缩管非金属夹杂物非金属夹杂物夹砂夹砂龟裂龟裂锻造裂纹：产生原因较多，由于产生原因不同形状和发

14、生的部位也锻造裂纹：产生原因较多，由于产生原因不同形状和发生的部位也不同。不同。白点：氢致裂纹白点：氢致裂纹5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续16）4 4钢管中常见宏观缺陷及其产生原因钢管中常见宏观缺陷及其产生原因裂纹：由于产生原因不同而分为纵裂纹和横裂纹裂纹：由于产生原因不同而分为纵裂纹和横裂纹表面划伤表面划伤翘皮的折叠：表面可见并呈一定角度翘皮的折叠：表面可见并呈一定角度夹杂和分层夹杂和分层5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续17）5 5钢棒和型材中常见宏观缺陷及其产生原因钢棒和型材中常见宏观缺陷及其产生原因内部缺陷：由于轧制作用，缺陷一般有延展性内部缺陷：由

15、于轧制作用，缺陷一般有延展性表面缺陷：产生原因不同，形状不同，但均分布在表面和近表面表面缺陷：产生原因不同，形状不同，但均分布在表面和近表面5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续18）6 6钢板中常见宏观缺陷及其产生原因钢板中常见宏观缺陷及其产生原因与锻件和型材中的缺陷基本类似，按其严重程度可分为大、与锻件和型材中的缺陷基本类似，按其严重程度可分为大、中、小三类缺陷中、小三类缺陷5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续19）7 7在用设备定检中常见宏观缺陷及其产生原因在用设备定检中常见宏观缺陷及其产生原因在用设备定检中，除常发现因制造方式不同导致的制造缺陷发展在用设备定检

16、中，除常发现因制造方式不同导致的制造缺陷发展以致缺陷超标，还应注意设备因运行而发生的运行缺陷。以致缺陷超标，还应注意设备因运行而发生的运行缺陷。疲劳裂纹：设备或部件承受交变载荷而引起的裂纹，该类裂纹的断口疲劳裂纹：设备或部件承受交变载荷而引起的裂纹，该类裂纹的断口一般有明显的呈同心圆状的疲劳源并伴有脆性断口。一般有明显的呈同心圆状的疲劳源并伴有脆性断口。应力腐蚀裂纹：处于特定腐蚀介质中且受拉应力作用下产生的裂纹应力腐蚀裂纹：处于特定腐蚀介质中且受拉应力作用下产生的裂纹氢损伤氢损伤摩擦腐蚀摩擦腐蚀空化腐蚀空化腐蚀5.1.1无损检测技术概述无损检测技术概述（续（续20）常规无损检测方法：常规无损检

17、测方法：超声检测超声检测UltrasonicUltrasonicTestingTesting（缩写缩写UTUT）；射线检测射线检测RadiographicRadiographicTestingTesting（缩写缩写RTRT）；磁粉检测磁粉检测MagneticMagneticParticleParticleTestingTesting（缩写缩写MTMT）；渗透检验渗透检验PenetrantPenetrantTestingTesting（缩写缩写PTPT）；涡流检测涡流检测EddyEddycurrentcurrentTestingTesting（缩写缩写ETET）。非常规无损检测技术：非常规无损

18、检测技术：声发射声发射AcousticAcousticEmissionEmission（缩写缩写AEAE）；泄漏检测泄漏检测LeakLeakTestingTesting（缩写缩写LTLT）；光全息照相光全息照相OpticalOpticalHolographyHolography；红外热成像红外热成像InfraredInfraredThermographyThermography；微波检测微波检测MicrowaveMicrowaveTestingTesting。5.1.2无损检测技术是过程设备安全的保障无损检测技术是过程设备安全的保障无损检测技术是现代工业许多领域中保证产品质量与性能、稳无损检测

19、技术是现代工业许多领域中保证产品质量与性能、稳定生产工艺的重要手段。定生产工艺的重要手段。无损检测技术是保证过程设备安全运行的一门共性技术，已被无损检测技术是保证过程设备安全运行的一门共性技术，已被广泛应用于现代工业的各个领域。广泛应用于现代工业的各个领域。随着社会经济的迅速发展，生产规模的日益扩大，先进生产方随着社会经济的迅速发展，生产规模的日益扩大，先进生产方式的出现和采用，无损检测技术得到人们的重视和关注，随着测试式的出现和采用，无损检测技术得到人们的重视和关注，随着测试技术、信号处理技术、计算机技术与现代表面技术的发展，无损检技术、信号处理技术、计算机技术与现代表面技术的发展，无损检测

20、技术更得到飞速发展，而且成为过程设备安全的保障。测技术更得到飞速发展，而且成为过程设备安全的保障。5.1.3无损检测技术在过程设备安全管理中的重要地位无损检测技术在过程设备安全管理中的重要地位加强和发展无损检测技术是现代工业发展的重要保证。加强和发展无损检测技术是现代工业发展的重要保证。无损检测技术是国民经济发展不可缺少的共性技术；无损检测技术是国民经济发展不可缺少的共性技术；无损检测技术是保证在役设备安全可靠运行的重要手段；无损检测技术是保证在役设备安全可靠运行的重要手段；无损检测技术是现代工业产品制造全过程控制质量关键技术；无损检测技术是现代工业产品制造全过程控制质量关键技术；无损检测技术

21、是发展高科技产品的重要条件之一。无损检测技术是发展高科技产品的重要条件之一。5.1.3无损检测技术在过程设备安全管理中的重要地位无损检测技术在过程设备安全管理中的重要地位（续）（续）无损检测技术面临的新的发展前景：无损检测技术面临的新的发展前景：（1 1）提高无损检测对缺陷的灵敏度；）提高无损检测对缺陷的灵敏度；（2 2）提高无损检测显示缺陷形态的能力；）提高无损检测显示缺陷形态的能力；（3 3）提高无损检结果的可靠性。）提高无损检结果的可靠性。5.2过程设备的定期检验过程设备的定期检验5.2.1定期检验目的定期检验目的检查过程设备在运行条件下工作是否正常；检查过程设备在运行条件下工作是否正常

22、；各种安全附件工作是否可靠；各种安全附件工作是否可靠；确认过程设备在长时间工作后，技术状态有无变化；确认过程设备在长时间工作后，技术状态有无变化；判断过程设备能否在下一检验周期内安全使用；判断过程设备能否在下一检验周期内安全使用；及早发现并消除隐患，保证设备安全运行，防止设备发生事故。及早发现并消除隐患，保证设备安全运行，防止设备发生事故。5.2.2定期检验内容定期检验内容容器容器检查内容检查内容检查方法检查方法塔塔罐罐类类（1）内外部宏观检查：积垢状况，腐蚀状况，缺陷及损伤）内外部宏观检查：积垢状况，腐蚀状况，缺陷及损伤状况，内件及附件状况，防腐层、保湿层及基础状况状况，内件及附件状况，防腐

23、层、保湿层及基础状况目视检查，放大镜，焊规，卷尺、深度目视检查，放大镜，焊规，卷尺、深度卡尺卡尺（2）壁厚测定：定点测量，并测量壁厚减薄的分布情况）壁厚测定：定点测量，并测量壁厚减薄的分布情况超声波测厚仪超声波测厚仪（3）缺陷无损探伤检查：母材缺陷检查、焊缝裂纹及缺陷）缺陷无损探伤检查：母材缺陷检查、焊缝裂纹及缺陷检查、衬里层缺陷检查检查、衬里层缺陷检查射线探伤、超声波探伤检查、磁粉探伤、射线探伤、超声波探伤检查、磁粉探伤、渗透检查渗透检查（4）材质劣化情况检查：蠕变、脆化、氢腐蚀、组织结构）材质劣化情况检查：蠕变、脆化、氢腐蚀、组织结构变化变化覆膜、金相检查，硬度测试，取样进行覆膜、金相检查

24、，硬度测试，取样进行强度测试强度测试换换热热器器类类（1）宏观检查：积垢状况，腐蚀状况，防腐层、保湿层状）宏观检查：积垢状况，腐蚀状况，防腐层、保湿层状况况拆下封头、抽出管束、进行全面检查、拆下封头、抽出管束、进行全面检查、目视目视+放大镜检查放大镜检查（2）壁厚测定：壳程壳体及管程封头定点测量壁厚减薄的）壁厚测定：壳程壳体及管程封头定点测量壁厚减薄的分布情况，列管壁厚测量分布情况，列管壁厚测量超声波测厚仪，卡尺、千分卡尺进行内超声波测厚仪，卡尺、千分卡尺进行内外径尺寸测量，导电可进行涡流探伤检外径尺寸测量，导电可进行涡流探伤检查查（3）裂纹、缺陷检查：管子内外表面，重点是胀管区，管）裂纹、缺

25、陷检查：管子内外表面，重点是胀管区，管板焊缝及热影响区，壳层壳体及管程封头焊缝及热影响区板焊缝及热影响区，壳层壳体及管程封头焊缝及热影响区内窥镜检查、涡流探伤检查（非磁性材内窥镜检查、涡流探伤检查（非磁性材料）、渗透探伤检查、同塔罐类检查料）、渗透探伤检查、同塔罐类检查（4）泄漏检查：管子泄漏，管区、管板焊缝处泄漏，法兰）泄漏检查：管子泄漏，管区、管板焊缝处泄漏，法兰密封处泄漏密封处泄漏NH3渗透试验（黄铜管除外）、水压试渗透试验（黄铜管除外）、水压试验、气密试验验、气密试验（5）其他：高压螺栓裂纹检查）其他：高压螺栓裂纹检查磁粉探伤磁粉探伤5.2.3定期检验程序定期检验程序锅炉压力容器到期检

26、验的，使用单位应提前向检验单位提交检验申锅炉压力容器到期检验的，使用单位应提前向检验单位提交检验申请，报检日期。请，报检日期。受检单位准备好受检设备的随机图纸和资料，各种运行、维修记录，受检单位准备好受检设备的随机图纸和资料，各种运行、维修记录，历年检验报告和水质化验报告等，以备审查。历年检验报告和水质化验报告等，以备审查。安全阀、压力表、温度表等安全附件应按期送检；其中安全阀每年安全阀、压力表、温度表等安全附件应按期送检；其中安全阀每年至少校验一次。至少校验一次。受检单位应提前做好准备工作并提供检验必须条件。受检单位应提前做好准备工作并提供检验必须条件。如检验中发现严重问题，检验人员即时出具

27、现场检验意见书，受检如检验中发现严重问题，检验人员即时出具现场检验意见书，受检单位应按检验意见书的内容在规定时间内完成整改，并书面申请检单位应按检验意见书的内容在规定时间内完成整改，并书面申请检验人员复验。验人员复验。检验人员正常情况检验完毕后出具检验报告。检验人员正常情况检验完毕后出具检验报告。5.2.4检验报告内容检验报告内容 原始资料的审查报告。原始资料的审查报告。内外表面检查报告及缺陷部位图内外表面检查报告及缺陷部位图无损探伤报告及探伤部位。无损探伤报告及探伤部位。材质化验、性能试验报告。材质化验、性能试验报告。安全附件检验报告。安全附件检验报告。耐压试验报告。耐压试验报告。检验结论报告。检验结论报告。5.2.4检验报告内容检验报告内容