黄建明实战案例专栏 | 【案例62】生铁管测厚度的故事

文章来源:微信公众号:航空无损检测
62 生铁管测厚度的故事
 

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超声测量材料厚度我们做过很多种材料,有金属的的也有非金属的,例如:铸铁、铸钢、钢、铜、钨钢、铝合金和钛合金等,尼龙、塑料、玻璃(SiO2)、大理石等,根据我们的经验,要想测的准确不要轻信书上或者仪器上提供的参考的声速,一定要找同样的材料来校验仪器。



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实战案例专栏 /   案例62

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楼穿过地板到地下厕所的楼顶,像一个英文字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。


当管子穿漏后的屎尿污水从上而下喷洒一地时,地下厕所大门与酒店大堂是相通的,把酒店大堂也搞得臭气熏天的……。


面对这种状况可想而知他们是多么地愤怒,同时也更加担心了,他们想尽快地知道其他的生铁管状况。


经过朋友介绍找到我,想让我帮他们解决这个问题。


什么是生铁?


它其实是铸铁的一个俗称。


铸铁的种类有好多种,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份不同其声速是不一样的,就算是同样的成份铸造的工艺不一样时声速也是不一样的,声速不一样测出来的厚度就肯定不一样了。


过我自己的分析判断我估计上次那家检测公司用的生铁阶梯试块声速与实际测量的生铁管声速未必相同,这样去对比生铁管子就不一定准确的了。


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是很有信心的。


生铁管一定要用同一种生铁管的材料做对比试块才能测量的准确。


我就问他生铁管连接方法是焊接的还是用法兰连接的?


他说:“是用法兰连接的。” 


我问他:“法兰位置我可以用手摸到吗?”


他说:“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。


当公司报价给他,我们正式收到酒店采购单后。


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,再找到外墙有法兰管子,爬上梯子我先用钢尺测量下法兰的厚度,再把已知法兰的厚度来校验仪器量程,然后去到需要检测J形弯管位置。


我分别设置三个位置测量,每个位置一圈分4点,每隔90度测一点作数字记录。


看到这样J形弯曲管,一个普通常识告诉我,从上而下的水流方向,一定管子90度弯曲外圆的内壁最容产生冲刷磨损减薄,这是我重点要检测的位置。


曾经在电厂的磨煤机弯曲管头位置做过超声测厚的,也见过穿漏事故的。


煤粉在管道输送的过程中外圆离心力是远大于内圆,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耗,尽管此处设计制造时已加厚于几倍的管壁厚度,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这个弯头的。


没有见过的人可能不知道这个原理。


我看在管外壁有上次检测公司留下标记,他们是检测上下两个直管位置,这两个位置相对90度弯曲位置肯定是损耗减薄是不明显的。


我相信这个检测人员是不知道这个原理的。


如何校验仪器量程呢?


1985 年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的。(现代的数字仪方便多了,各种材料的声速都储存在仪器中随时可调用)。


我们都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的,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,就找管子我预设置的三个位置,先进行表面清理打磨然后测量。


很快发现在管子90度弯曲位置出现明显的减薄,直探头沿着外圆弧面来回移动扫描,而且几乎快穿漏了。而且一排5个都几乎是一样的。类似电厂弯曲管内壁冲刷腐蚀穿漏。(见图1、2、3


黄建明实战案例专栏 | 【案例62】生铁管测厚度的故事 图1

(图 1)

案例62】生铁管测厚度的故事 图2

(图 2)

(图 3)

图1、2、3 这是电厂的一个弯曲内壁冲刷腐蚀穿孔的状况


店工程部经理看到我检测的结果,半信半疑问我,有什么方法证明呢?


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


他们立即照我的方法做,找来小尖头锤子,我亲自拿起小尖头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子,也是一样的状况,我就给出建议,如果所有的管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和接受我的建议。


他对我说虽然你公司收的价钱比上次来检测公司的多出5倍,但是我们觉得是值得的!并不断地向我说多谢!


超声测量材料厚度我们做过很多种材料,有金属的的也有非金属的,例如:铸铁、铸钢、钢、铜、钨钢、铝合金和钛合金等,尼龙、塑料、玻璃(SiO2)、大理石等,根据我们的经验,要想测的准确不要轻信书上或者仪器上提供的参考的声速,一定要找同样的材料来校验仪器。


后来


多年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很恐怖的,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度方向都有


想不到生铁管也会像人一样出现血栓了。


黄建明实战案例专栏 【案例62】生铁管测厚度的故事 图1

(图 4 生铁管内生锈)

(图5 生铁管内生锈)


个生铁管直径约6-8英时壁厚1/2英吋,是供应海水给冷却器的管子,从地上到楼上冷凝器房纵横交错,而且他们要求不停水停工地进行检测。


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要打磨……。


我想不到有什么好的方法来进行检测。这么多年了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?


关于作者



黄建明 长期从事在役无损检测技术工作近40年。任职于香港安捷材料试验有限公司,北京理工大学珠海学院“应用物理(无损检测方向)”本科专业兼职教授。美国焊接学会会员,美国无损检测学会会员,中国机械工程学会会员暨无损检测分会理事。英国焊接和无损检测人员考试发证章程(CSWIP)焊接检验督察,英国无损检测人员考试发证章程(PCN)II级焊缝射线照相评片员,美国焊接学会(AWS)高级焊接检验督察,AWS焊接导师,美国无损检测学会(ASNT)NDT检验师-UT、RT、MT、ET III级(高级)技术资格,中国机械工程学会无损检测分会RT、UT 3级(高级)技术资格。


联系方式:

邮箱:kmwong@aes.hk

公司:香港安捷材料试验有限公司 


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