不銹鋼管表面質(zhì)量目測檢驗的重要性及優(yōu)缺點

   YB/T4205-2009和YB/T4223-2012是我國頒布的給水加熱器用無縫不銹鋼管、焊管行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。前者雖規(guī)定“不允許有裂紋、直道、折疊、分層、軋折、機械劃痕、氧化皮及結(jié)疤”及“清除厚壁不超過負(fù)偏差”，卻又有“不超過鋼管壁厚負(fù)偏差的輕微劃傷、壓抗、麻點允許存在”。這些明確指出允許存在“其他缺陷”、“輕微劃傷”、與“機械劃痕”、“直道”，如何劃分或定義仍然是含糊不清或難以界定。從以上可以看出，我國不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)對表面質(zhì)量要求大都仍停留20世紀(jì)德國等老標(biāo)準(zhǔn)的框架內(nèi)，這或許是我國不銹鋼管制造業(yè)高端化進(jìn)程中應(yīng)必須突破的瓶頸。

   有效的不銹鋼管表面質(zhì)量目檢目測檢驗其實是一種經(jīng)濟而有效的表面質(zhì)量無損檢測方法。但或許是長期以來受國外標(biāo)準(zhǔn)的影響或誤導(dǎo)，其中包括據(jù)ISO9712：1999移植的GB9445—2005及更早的GB5616—1985中所稱NDT方法都只有ET、PT、MT、RT和UT五種方法，致使NDT從業(yè)人員或質(zhì)檢機構(gòu)忽視、甚至遺忘了目測檢驗。不銹鋼管制造和流通中往往盲目崇尚RT、ET或UT，亦與此有關(guān)，以致時至今日表面或外觀質(zhì)量仍是流通中最為多見的爭議焦點。近幾年情況稍有好轉(zhuǎn)，許多不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)都已把目測檢驗列為檢驗內(nèi)容。但也出現(xiàn)一些不規(guī)范，甚至濫用目測檢驗的現(xiàn)象。例如有質(zhì)檢人員僅用手電筒向不銹鋼管內(nèi)壁一照就能判定小直徑不銹鋼管內(nèi)表質(zhì)量不合格而要求退貨，說明對目測檢驗的認(rèn)識很膚淺且十分不嚴(yán)肅。實際上ASME標(biāo)準(zhǔn)明確指出，只有具有特定資質(zhì)的人員才能在恰當(dāng)條件下進(jìn)行有效的目測檢驗，特別是無縫鋼管壓力加工制品的表面可能存在的裂紋、折疊和縫之類瑕疵。1980年美國機械工程師學(xué)會（ASME）為強化核電部件目測檢驗，曾制訂了120銷售的目測檢驗培訓(xùn)計劃，可見培訓(xùn)對目測檢驗同樣十分重要而不可缺少。

    目測檢驗的優(yōu)缺點以DIN13508、BS12108為范本制定的EN13508、EN13018，以及美國NDT學(xué)會編寫的NDT手冊（VT分冊）和NDE手冊第3章目測檢驗均指明檢驗員直接目測檢驗是最經(jīng)濟、快速、靈敏、靈活、適用性廣、培訓(xùn)要求低、設(shè)備要求不高的表面瑕疵或缺陷，其中包括表面裂紋、壓抗、折疊、模痕、直道等有效NDT方法。因此歐標(biāo)的每一項鋼管標(biāo)準(zhǔn)以及EN13480-5管道檢驗標(biāo)準(zhǔn)，以及ASME標(biāo)準(zhǔn)都把目測檢驗列為表面質(zhì)量必須的檢驗方法。目測檢驗的缺點：要求光線到達(dá)檢測部位表面以使目測者可用肉眼看清并理解或解釋所涉表面異?，F(xiàn)象；待檢表面的形狀、尺寸、表面不平整或粗糙度及其形貌復(fù)雜性、瑕疵的方向性等可能干擾VT的正確判別。例如小直徑鋼管的內(nèi)壁就很難直接用肉眼目測檢驗。為此必須采用內(nèi)窺鏡、遙控攝像、計算機視覺等間接VT方法。但要達(dá)到滿意的目測檢驗靈敏度及分辨率等要求，成本和培訓(xùn)要求也相應(yīng)提高。這種間接目測檢驗實際上已成為并不亞于RT、UT的高科技NDT方法。

  目測檢驗的基本要求是視距和視角。EN13018及文獻(xiàn)均指明VT的視距應(yīng)在600mm之內(nèi)，視角則應(yīng)≥30°。這不僅是直接VT必須遵守的規(guī)矩，也是獲得足夠清晰圖像，以達(dá)到判別靈敏度或分辨率的各種間接目測檢驗基本規(guī)矩。足夠和適度的光照。一般地講整體和局部VT光照應(yīng)達(dá)到160LX或500LX。同時還要注意：最佳視點的光照方向，即有時需根據(jù)瑕疵方向改變光照方向才能發(fā)現(xiàn)瑕疵的存在；防止過強的光照可能引起的閃耀，影響VT的真實性；光源的波長要合適，不恰當(dāng)?shù)纳钜部赡茉斐烧`判；④要考慮表面反射可能產(chǎn)生的光疊加現(xiàn)象。

  10倍放大鏡是必備的輔助工具，以發(fā)現(xiàn)表面很細(xì)小的裂紋等缺陷或瑕疵（10μm的發(fā)紋在10倍放大鏡下為0.1mm，這可能是目測檢測大致能發(fā)現(xiàn)的細(xì)微裂紋極限寬度）。限定視距和視角的重要性目測檢驗本質(zhì)是根據(jù)表面瑕疵的圖像判別其大小和性態(tài)。直接VT是待測表面瑕疵用眼球內(nèi)圖像做判別。顯然視距增大，圖像越小，清晰度或分辨率就越低。而視角則受眼球內(nèi)成像膜尺度的限制，圖3所示為視角變化邊界受眼球視網(wǎng)膜中成像范圍的限制。由圖可見，只有在垂直于表面±20°視角范圍內(nèi)圖像才能成像，否則不僅圖像看不到，而且尺寸也會有畸變。因此目測檢驗或攝像都必須是正面垂直方向才是最真實的，斜視或側(cè)視攝像總是難以判別真實相貌的。在管端表面，距離管端越遠(yuǎn)，視角越小，加上光線在內(nèi)壁多次反射引起的疊加及閃動，根本不可能看到內(nèi)壁的真實情況，反而可能被光的多次反射現(xiàn)象及手電筒的抖動所造成光源的閃動引起的一些假象所誤導(dǎo)，因此這樣的目測檢驗完全是徒勞而無效的。最終目測檢驗試樣最好在酸洗前完成修磨，但在無縫鋼管制造中的每一段形變過程后都要及時進(jìn)行，以防裂縫等瑕疵隨后的擴展。