ボイラー鋼管や圧力容器コンポーネントなどの圧力容器には、溶接部の溶融不足、溶け込み不足、スラグ混入、気孔、亀裂など、検出が困難な欠陥が存在することがよくあります。各ボイラーや圧力容器に対して破壊検査を実施して、これらの欠陥の位置、サイズ、性質を知ることは不可能です。したがって、非破壊検査方法を使用する必要があります。すなわち、構造物を破壊することなく、物理的手法を用いてワークや構造物の物理量の変化を検査・測定し、ワークや構造物の内部組織や欠陥を推定します。
鋼管の非破壊検査装置
非破壊検査の目的は次のとおりです。
(1) 製造工程を改善し、製品の品質を確保します。
(2) 製品の製造工程において、不良品を事前に発見し、製品の廃棄を回避できるため、時間と経費を節約し、製品製造コストを削減できます。
(3) 製品の信頼性を向上させ、製品の安全性を確保し、事故を防止します。製品の設計、製造、設置、使用、メンテナンスのあらゆる側面に非破壊検査を適用します。設計、原材料、製造工程、動作などの品質を一連のテストを通じて判断し、損傷の原因となる要因を見つけ出し、改善することで製品の信頼性を向上させます。
一般的に使用される非破壊検査方法には、X 線検査、超音波検査、磁粉検査、浸透探傷検査、渦電流検査などがあります。さらに、漏れ検出、音響放射試験、ストレス試験、外観検査などがあります。
放射線検査
金属やその他の材料を透過する放射線の能力を利用して溶接の品質をチェックする方法は、放射線検査と呼ばれます。X線検査の基本原理は投影原理です。放射線が溶接金属を通過するとき、溶接金属に欠陥（亀裂、スラグの介在、気孔、不完全溶け込みなど）がある場合、金属内と欠陥と皮膜上の感度とで放射線の減衰が異なります。も異なります。放射線は金属内では急速に減衰し、欠陥内ではゆっくりと減衰します。したがって、溶接部の欠陥のサイズ、形状、位置は X 線検査によって判断できます。X 線探傷検査は投影原理に基づいているため、この方法は体積欠陥 (スラグの混入など) に対してより敏感です。そして、この方法は記録して保存できるため、我が国のボイラー圧力容器はこの方法にさらに自信を持っています。私の国のボイラー規制では、ボイラードラムの長手方向の円周溶接部、ヘッダーの長手方向の継ぎ目、および定格蒸気圧力が 0.1MPa 以上 3.8MPa 未満のヘッドの継ぎ目は、100% X 線探傷でなければならないと規定しています。3.8MPa 以上のボイラーは、100% 超音波探傷と少なくとも 25% の X 線探傷が必要です。
鋼管の非破壊探傷装置
超音波探傷は、音波が媒体中を伝播し、さまざまな媒体界面に遭遇するときの反射特性を利用する非破壊検査方法です。気体、液体、固体媒体の弾性は大きく異なるため、超音波の伝播への影響も異なり、不均一な界面では反射、屈折、波形変換が発生します。超音波が溶接部内を伝播する際、溶接部に欠陥がある場合、欠陥に遭遇する界面が反射してプローブで受信され、画面上に波形が形成されるため、欠陥の性質、位置、サイズを知ることができます。裁かれる。従来の超音波探傷では探傷結果を記録・保存することができず、欠陥の評価は人的要因に依存しすぎていました。したがって、現在、我が国では低圧ボイラーに放射線探傷装置を使用しています。超音波探傷は、領域の欠陥 (亀裂、不完全な貫通など) に対してより敏感です。したがって、超音波探傷は、厚板の場合には X 線探傷よりも多くの利点があります。超音波探傷器が結果を記録・保存できるようになれば、超音波探傷器の応用範囲はさらに広がります。
磁粉探傷
磁粉探傷は、欠陥に形成される漏洩磁場を利用して磁性粉を引き寄せ、肉眼では観察しにくい欠陥を表示します。磁粒子探傷では、まず溶接部に外部磁場を印加して磁化を検査します。溶接部を着磁した後、微細な磁性粉（磁性粉の平均粒径は5～10μm）を溶接部の表面に均一に吹き付けます。検査対象の溶接部の表面付近に欠陥がなければ、着磁後も透磁率に変化がなく均一体とみなすことができ、磁性粉も溶接部の表面に均一に分布します。溶接部の表面付近に欠陥がある場合、欠陥（亀裂、気孔、非金属スラグ介在物）には空気や非金属が含まれており、その透磁率は溶接金属の透磁率よりも大幅に低くなります。磁気抵抗の変化により、溶接部の表面または表面近傍の欠陥に漏れ磁場が発生し、小さな磁極が形成されます。磁粉は小さな磁極に引き寄せられ、さらに磁粉が蓄積することで欠陥が表示され、肉眼で確認できる欠陥パターンが形成されます。溶接部の表面または表面近くの欠陥は、透磁率が低いため、漏れ磁場が発生します。漏れ磁場強度が磁粉を吸収できるレベルに達すると、溶接部の表面または表面近傍の欠陥が観察されることがあります。印加磁場の強度が大きいほど、形成される漏洩磁場強度が大きくなり、磁粉検査の感度が高くなります。磁粉検査を使用すると、表面または表面近くの欠陥、特に亀裂を簡単に検出できますが、欠陥の出現の程度は、磁力線と欠陥の相対位置に関係します。欠陥が磁力線に対して垂直である場合、欠陥は最もはっきりと見えますが、欠陥が磁力線に対して平行である場合、表示するのは容易ではありません。磁粉試験は、ボイラー圧力容器の製造、設置、検査、特に球形タンクの検査に広く使用されています。欠かせない検査方法です。
貫通探傷
液体浸透試験は、溶接部の表面または表面近くの欠陥を検査する方法です。この方法は材料の磁性に制限されず、さまざまな金属材料、非金属材料、磁性材料、非磁性材料に使用できます。液体浸透試験は、固体に対する液体の湿潤能力と物理学における毛細管現象に基づいています。液体浸透試験を行う場合、まず検査対象の溶接部の表面を浸透力の高い浸透液に浸します。液体の濡れ性と毛細管現象により、浸透剤が溶接部の表面の欠陥に浸透し、溶接部の外表面の浸透剤が洗浄され、強い親和性と吸着性を備えた白い現像液の層が形成されます。溶接表面の亀裂に浸透した浸透剤を吸収するために塗布され、欠陥の形状と位置を反映した鮮明な模様が白色塗膜に表示されます。液体浸透探傷検査は、欠陥表示方法の違いによりカラー表示法と蛍光法に分けられます。
色欠陥検査方法
染料の色を使用して欠陥を表示します。浸透剤に溶解した染料は明るくて目に見える色でなければなりません。蛍光探傷法は、蛍光体の発光を利用して欠陥を表示する方法です。探傷では、欠陥に吸着した蛍光物質に紫外線が照射され、光エネルギーを吸収して励起状態となり、不安定な状態になります。この不安定な状態から安定な状態に戻り、位置エネルギーが減少し、光子を放出する、つまり蛍光を発するはずです。
Eddy の現在の探傷
励磁コイルにより導電性ワークに渦電流を発生させ、検出コイルを介して検査対象物の渦電流の変化を測定するワーク探傷方法です。渦電流探傷の検出コイルは、その形状により貫通型コイル、プローブ型コイル、挿入型コイルの3種類に分類されます。貫通型コイルは線・棒・パイプの検出に使用され、内径が丸棒・パイプにぴったりフィットします。プローブ型コイルをワーク表面に配置し、局所的な検出を行います。挿入型コイルは内部プローブとも呼ばれ、パイプや穴の中に設置して内壁検出を行います。
圧力容器付属品の非破壊検査装置
渦電流検査は、鋼、非鉄金属、グラファイトなどの導電性材料でできたワークには適していますが、ガラスや合成樹脂などの非導電性材料には適していません。
その利点は次のとおりです。
(1) 試験結果を直接電気信号として出力できるため、自動試験が可能です。
(2) 非接触方式（プローブが検査対象物に直接接触しない）を採用しているため、検出速度が非常に高速です。
(3) 表面または表面近傍の欠陥検出に適しています。
(4) 応用範囲が広い。探傷以外にも材質、サイズ形状等の変化も検出可能です。
音響放射試験
外部応力の作用下で固体が変形したり、亀裂が発生・進展したときに発せられる音波をプローブで検出し、欠陥の位置や大きさを推定する方法。
超音波探傷法
プローブから発せられた超音波信号は、欠陥に遭遇すると反射して受信されます。このプロセスにおける欠陥の役割は、超音波信号を受動的に反射することだけですが、アコースティック・エミッション検出では、検査対象（欠陥）が検出プロセスに積極的に参加できるようになります。アコースティック エミッションは、欠陥が発生して進展する場合にのみ発生するため、アコースティック エミッション検出は動的な非破壊検査方法です。放射される音波の特性や音響放射を引き起こす外部条件に応じて、音の発生場所（欠陥の位置）や音響放射源の微細構造特性を確認することができます。この検出方法は、欠陥の現状を把握するだけでなく、実際の使用条件下での欠陥の形成過程や発生・増加傾向を把握することができます。
音響放射検出は、検出プローブの数に応じて、シングルチャネル検出、デュアルチャネル検出、およびマルチチャネル検出に分類できます。シングルチャンネル検出は、検査対象に欠陥があるかどうかのみ検出できますが、欠陥の位置を特定することはできません。一方、デュアルチャンネル検出は直線的な位置決めのみを実行でき、一般に既知の条件の溶接部の検出に使用されます。 。マルチチャンネル検出は一般的に 4 チャンネル、8 チャンネル、16 チャンネル、および 32 チャンネルのアコースティック エミッション検出であり、主に大型部品のアコースティック エミッション検出に使用されます。音響放射源の存在を検出するだけでなく、音響放射源の位置を特定することもできます。
投稿日時: 2024 年 6 月 12 日