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生铁管测厚疑难杂症解析
发布:kittyll   时间:2018/8/31 16:22:24   阅读:162 
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1985年,香港某酒店工程部的一位经理打电话给我,问我有什么办法测量生铁管的壁厚?经过一番电话交谈让我知道,原来这家酒店的厕所下水道生铁管已经使用20多年了,他们想知道生铁管现在的使用状况,之前找过一家检测公司来做过超声波检测,检测后不仅说没有问题,而且测量出来的数值比原来图纸上的标称尺寸还厚了。他还说:“检测公司的人员用一块生铁的阶梯试块与生铁管做对比试验给我看,我看上去还真是的厚了,例如:原图纸标称1/4”(6.35mm)壁厚,对比试块上是5/16”(7.94mm),检测公司的人员说可能是建造时用了较厚的管子。”

可是没几天就有一个管子穿漏了,这厕所下水道管是从1楼穿过地板到地下1层厕所的楼顶,像一个英文字母J形弯头,在上面一排有5~6个,然后穿出外墙连接到总排污水管上。当管子穿漏后污水从上而下喷洒一地,地下1层厕所大门又正好与酒店大堂是相通的,把酒店大堂也搞得臭气熏天……

面对这种状况可想而知酒店方是多么地愤怒,同时也更加地担心,他们想尽快知道其他生铁管的状况。于是经朋友介绍找到我,想让我帮他们解决这个问题。

什么是生铁?

其实就是铸铁的一个俗称。铸铁的种类有多种,常见的有球墨铸铁和灰口铸铁。我们知道由于铸造工艺和材料成分不同,其声速是不一样的,就算是同样的成分,铸造的工艺不一样时声速也是不一样的,声速不同测出来的厚度就肯定不同了。

经过分析判断,我初步估计上次那家检测公司用的生铁阶梯试块的声速与实际测量的生铁管的声速未必相同,这样去对比生铁管就不一定准确了。

而相对钢铁来说,它的声速就稳定多了,任意找一块钢板做成阶梯试块,再去做对比测试其他钢材,误差是很少的,我们做了很多年船板测厚,在这方面是很有信心的。

生铁管一定要用同种生铁材料做对比试块才能达到测量准确。

于是我又进行了详细的了解:

生铁管连接方法是焊接的还是用法兰连接的?

是用法兰连接的。

法兰位置我可以用手摸到吗?

在外墙搭个梯子应该可以摸到。

听他这样说完我心中有数了,我告诉他我可以做到他们的要求。于是我们公司报价后,酒店方正式发来了采购单。我带上超声波仪器前往酒店现场,看到需要检测的生铁管位置,再找到外墙有法兰的管子,爬上梯子后,我先用钢尺测量了法兰的厚度,再用已知法兰的厚度来校验仪器量程,然后到需要检测的J形弯管的位置。

我分别设置了三个位置进行测量,每个位置一圈分4点,每隔90°测一点作数字记录。

看到这样的J形弯曲管,常识告诉我从上而下的水流方向,一定是在管子90°弯曲外圆的内壁容易产生冲刷磨损减薄,这是我重点要检测的位置。

我曾经在电厂的磨煤机弯曲管头位置做过超声测厚,也见过穿漏事故。煤粉在管道输送的过程中,外圆的离心力远远大于内圆,离心力作用会加速流动速度,高速冲刷弯管外圆内壁,造成快速磨损,尽管弯头在设计制造时已加厚于几倍的管壁厚度,可惜也抵挡不住长期的冲刷磨损,所以电厂会在它穿漏之前定期更换。

我看在管外壁有上次检测公司留下的标记,他们是检测上下两个直管位置,这两个位置相对90°弯曲位置的损耗减薄肯定是不明显的。我想上次的检测人员应该是没有遇到过类似的情况,所以对弯头冲刷磨损的原理不甚了解吧。

如何校验仪器量程呢?

1985年那个时代只有传统的模拟超声波仪器,是没有声速单独设置和可调等等的这些先进功能的。而现代的数字仪器就方便多了,各种材料的声速都储存在仪器中随时可调用。

那时,我们都是拿已知的标准试块和参考试块来校验仪器的,利用延迟和时间轴来校验仪器量程。我用的是KK产品USK6型便携式超声波仪器,配置一个5MHz直径10mm的双晶直探头。当我在同一生铁管的法兰校验好仪器量程后,就找管子上我预设的三个位置,先进行表面清理打磨,然后进行仔细测量。很快我就发现在管子90°弯曲位置出现明显的减薄,我用直探头沿着外圆弧面来回移动扫描,发现这里几乎就快穿漏了。而且一排5个管子都几乎是一样的情况,与我原来在电厂看到的弯曲管内壁冲刷腐蚀穿漏的情况非常相似,如下图所示。
 




电厂某弯曲管内壁冲刷腐蚀穿孔形貌

如何证明呢?

酒店工程部经理看到我检测的结果,半信半疑地问我,有什么方法证明呢?

我告诉他可以找一个管子来试一下,先把楼上管道水闸关上,再放清这个管内的积水,然后用一个尖头小锤大力敲一下这个弯曲位置就知道了。

他们立即按照我的方法找来尖头小锤,我亲自拿起尖头小锤对准我画出的位置用力敲下去……

扑!应声而穿了!

看到这样的结果他们无话可说了。我又帮他们抽查了其他几个楼层的厕所下水道管,也是同样的状况,我就给出建议:“如果所有的管道都是同期安装使用的话,您们就直接更换管子好了,不要再花钱多次检测了。”

他们听后非常满意我的检测结果,并接受了我的建议。(题外话:虽然我们公司的报价比上次的检测公司多出5倍,但酒店方认为是值得的!并不断地向我道谢!)

我做过很多种材料的超声测厚,有金属的也有非金属的,如铸铁、铸钢、钢、铜、钨钢、铝合金和钛合金等,以及尼龙、塑料、玻璃(SiO2)、大理石等,根据我的经验,要想测的准确,不要轻信书上或者仪器上提供的参考声速,一定要找同样的材料来校验仪器。切记!

多年以后,这家老酒店又找到我前去帮他们看看:如何找出生铁管内部阻塞的位置?

到现场后我看到了拆开的一个生铁管道,内壁很像人的血管长满了脂肪瘤一样,非常恐怖的呈球状体堆积造成管道流水不畅通。它不是淤泥,看上去像生物在生长,以球状体形状粘贴在内管壁上,360°方向都有。
 


生铁管内壁形貌

想不到生铁管也会像人一样出现血栓了。这个生铁管直径约6~8英吋,壁厚1/2英吋,是供应海水给冷却器的管子,从地面到楼上冷凝器房纵横交错,而且酒店方要求不停水停工的情况下进行检测。

怎么办?做射线工程量太大又危险,而且很多死角位置无法靠近;超声波也无能为力,因为需要打磨……我想不到有什么好的方法来进行检测,琢磨了好几年我都没有办法帮他们解决这个问题。各位看官您们有什么好的方法吗?


作者:黄建明,从事无损检测工作30余年,是美国焊接学会会员、美国无损检测学会会员、中国机械工程学会无损检测分会理事;实践经验非常丰富,有CSWIP、中国机械工程学会无损检测分会、AWS、ASNT、PCN等多种高级专业资质,并且长期致力于无损检测技术的推广与应用,总结并分享了大量的经验案例。
 
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