高溫滲透檢測試驗研究

摘""要：為實現電站運行機組高溫管線的滲透檢測，亟需對高溫滲透檢測進行試驗研究。并通過選用不同滲透檢測劑，在不同溫度下對帶有自然缺陷的試件進行滲透檢測，并對檢測系統靈敏度與檢測結果進行對比，進而驗證高溫滲透檢測的可行性及局限性，發現在滲透檢測劑推薦的使用溫度范圍內，均能夠獲得良好的檢驗效果，但當被檢部件溫度超過推薦使用溫度時，須對檢驗工藝參數進行嚴格控制，才能得到較好的檢驗結果，為制定高溫滲透檢測工藝提供試驗基礎。

關鍵詞：滲透檢測"高溫"靈敏度"試驗

中圖分類號：TG115.28

Experimental"Research"on"High-Temperature"Penetration"Testing

WANG"Weidong""NAN"Tong""FAN"Guohua

（State"Nuclear"Power"Plant"Service"Company，"Shanghai，"200233"China）

Abstract：In"order"tonbsp;achieve"the"penetration"testing"of"the"high-temperature"pipelines"of"operating"units"in"power"plants，"it"is"urgent"to"conduct"experimental"research"on"high-temperature"penetration"testing."This"study"selects"different"penetration"testing"agents"to"conduct"penetration"testing"on"specimens"with"natural"defects"at"different"temperatures，"and"compares"the"sensitivity"of"testing"systems"and"testing"results，"so"as"to"verify"the"feasibility"and"limitations"of"high-temperature"penetration"testing."It"is"found"that"good"testing"results"can"be"achieved"within"the"recommended"temperature"range"of"penetration"testing"agents，"but"when"the"temperature"of"the"tested"component"exceeds"the"recommended"temperature，"testing"process"parameters"must"be"strictly"controlled"to"obtain"good"testing"results，"which"provids"a"test"basis"for"the"development"of"high-temperature"penetration"testing"processes.

Key"Words：Penetration"testing;"High"temperature;"Sensitivity;"Experiment

為確保電站的安全、可靠、經濟運行，在電站的建造、安裝及變更改造過程中，小到閥門、管道焊縫，大到關鍵設備和重要系統，都要應用滲透檢測。這種檢測方法能快速、有效地發現裂紋、氣孔、分層、焊接缺陷以及其他暴露在表面上的開口缺陷。在特殊工況（高溫、高壓、高速、高放射性）運行的設備和系統存在表面開口缺陷時，往往是十分危險的，甚至會影響機組安全穩定運行，滲透檢測也是發現這些缺陷非常有力的無損檢測手段。

根據《承壓設備無損檢測第5部分：滲透檢測》（NB/T47013.5—2015），在整個檢測過程中，滲透檢測劑的溫度和工件表面溫度應該在5～50"℃的溫度范圍，當溫度條件不能滿足上述條件時，應對操作方法進行鑒定[1]。對于運行的電站機組，管線溫度往往會超出標準溫度范圍，當突發泄漏且無法實施機械帶壓堵漏時，為維持或盡快恢復機組運行狀態，必須在高溫條件下進行焊接及焊后無損檢測。高溫條件下常規滲透檢測劑將無法保證穩定性，進而無法保證檢測效果，因此需要選用高溫滲透檢測劑，對于不同溫度，采用不同的滲透檢測劑進行檢測，檢測效果會存在較多差異，了解這些差異，有利于我們更好地選用滲透檢測劑，進而制定合理可行的檢測工藝，以滿足檢測需求。

• 試驗過程
  • 滲透檢測方法選擇

溶劑去除型著色法因其設備簡單，滲透檢測材料噴罐攜帶方便，同時具備較高的檢測靈敏度，特別適合于外場和大工件局部檢測，因此成為電站設備在役階段最常用的滲透檢測方法。高溫條件下，為降低人員中暑、燙傷等風險，更應選擇操作快捷的滲透檢測方法。故本試驗選擇的檢測方法為溶劑去除型著色滲透檢測法（IIC-d）[2]。

• 滲透檢測劑選擇

高溫滲透檢測劑與常溫滲透檢測劑的區別主要在于滲透劑和顯像劑的不同。高溫下使用的滲透劑，能短時間地與高溫工件接觸而不被破壞，用這種滲透劑時，檢測速度要盡量快，要趁染料未完全破壞前，完成對工件的檢測。此外，高溫環境會使常規顯像劑液體成分過分蒸發，導致顯像劑沸騰、起泡、冒煙，甚至燃燒，無法正常工作，因此高溫下使用的顯像劑應具備較高的溫度穩定性。本試驗選擇的常溫滲透檢測劑為MR型著色探傷劑，選擇的高溫滲透檢測劑為H-GT型高溫著色探傷劑。

• 試驗器材

確定檢測方法及滲透檢測劑后，本試驗所用主要器材及各器材用途如表1所示；本試驗所用缺陷試件如表2所示。

• 試驗條件及步驟

首先使用MR型著色探傷劑分別在25"℃、50"℃、100"℃下進行滲透檢測試驗，然后使用H-GT型高溫著色探傷劑分別在100"℃、150"℃、200"℃下進行滲透檢測試驗[3]，試驗條件及步驟如表3所示。

• 試驗結果與分析
  • 檢測系統靈敏度驗證與檢測方法鑒定

各試驗條件下的檢測系統靈敏度驗證及檢測方法鑒定結果見表4、表5，可以看出，各試驗條件下的檢測系統靈敏度均能滿足標準要求[4]，所準備的高溫滲透檢測方法是經過鑒定可行的[5]。

• 檢測結果及分析

各試驗檢測結果見表6，可以看出[6]：

（1）各試驗條件下均可獲得缺陷顯示；（2）試驗一、試驗二顯示數量與實際缺陷數量一致，缺陷顯示清晰；（3）試驗三顯示數量與實際缺陷數量一致，但顯示顏色較淡，對比不夠明顯，說明在100"℃時MR型著色探傷劑檢測靈敏度有所降低；（4）試驗四缺陷顯示存在明顯的擴散現象，因此當使用H-GT型高溫著色探傷劑在50"℃左右進行檢測時，需在顯像劑噴涂后立即開始觀察，以準確判斷缺陷形貌及數量；（5）試驗五、試驗六顯示數量與實際缺陷數量一致，缺陷顯示清晰，說明當溫度在100"～150"℃時，使用H-GT型高溫著色探傷劑進行檢測能夠達到與常溫下相當的檢測效果；（6）試驗七出現了顯示數量減少、顯示模糊、缺失的情況，說明在200"℃時H-GT型高溫著色探傷劑檢測靈敏度有所減低[7]。

• 結論

綜上，可得出以下結論：

（1）常溫下，MR型著色探傷劑檢測靈敏度較高，能相對簡單地獲得清晰的缺陷顯示。

（2）當溫度在50～100"℃時，采用MR型著色探傷劑進行檢測可以獲得缺陷顯示，但由于使用溫度已超出產品正常適用溫度范圍，滲透劑易干涸，顯示顏色較淡，對比不夠明顯，且在滲透過程中要注意補刷，同時要注意防止滲透檢測劑出現閃燃，做好防火措施。

（3）當溫度在50～100"℃時，采用H-GT型高溫著色探傷劑進行檢測能夠獲得缺陷顯示，但顯像劑干燥時間較長，會使缺陷顯示過于擴散，為準確判斷缺陷形貌及數量，應在顯像劑噴涂后立即開始觀察。

（4）當溫度在100～200"℃時，采用H-GT型高溫著色探傷劑進行檢測能夠獲得缺陷顯示，100～150"℃時靈敏度最佳，150～200"℃時應在去除滲透劑后立即進行顯像并同時進行觀察（3"min內顯示最佳）。

（5）當溫度超過200"℃時，達到H-GT型高溫著色探傷劑的沸點，已無法實施檢測。

因此，當溫度低于50"℃時，應選用MR型常溫著色探傷劑；當溫度在50～100"℃時，為保證缺陷不漏檢，應優先選用H-GT型高溫著色探傷劑，如需更好地分辨缺陷，可選用MR型常溫著色探傷劑對缺陷處進行再次檢測，但需嚴格控制工藝參數；當溫度100～200"℃時，應選用H-GT型高溫著色探傷劑，100～150"℃時檢測效果最佳。

參考文獻

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• 李晴，孟倩倩，范興釗等.滲透檢測Ａ型試塊的加工、檢驗及質量對比[J]無損檢測，2021，43（10）：63-64+74
• 魏劍平，鄭紅果，王軍杰，等.螺紋鎖緊式換熱器滲透檢測[J]化工機械，2019，46（4）：454-456，468
• 周立鵬，李守彬，孔晨光，等.核電站關鍵設備部件滲透檢驗缺陷的評定與分析[J].電站輔機，2022，43（2）：21-24.
• 王衛東，劉毅.核電廠鐵素體鋼管道焊縫滲透檢驗缺陷的評定[J]科技資訊，2021，19（1）：75-80.