談到閥門，“美麗只是表面的”往往是一句真話。由于超人和他的X光眼睛實際上并不存在，因此無法僅通過觀察來驗證閥門或閥門組件的質量。為了發現肉眼無法看到的缺陷，我們必須利用物理和化學原理深入研究組件質量。為此，我們經常求助于無損檢測（NDE）技術。
美國無損檢測協會將NDT定義為：
“在不影響物體實現其預期功能的能力的情況下，確定物體的物理狀態。”
這使得無損檢測方法的使用成為閥門制造商的理想選擇，這些制造商希望評估部件，并在確定其符合所需驗收標準時仍在生產中使用，而不會損壞部件。
自20世紀30年代末以來，NDE就一直用于閥門部件檢測。然而，第二次世界大戰和剛剛起步的核工業推動了NDE在閥門行業的可接受性。
海軍上將海曼·里科弗（Hyman Rickover）在Nautilus（“核海軍”）的建造中制定并實施了嚴格的質量要求，幾家銷售閥門的制造商將其用于這一關鍵、高度致命的服務。20世紀50年代中期，制造商標準化協會（MSS）開始為閥門制定一系列NDE標準，這些標準起源于當時的核閥門計劃。這些標準的規則至今仍在使用。
大多數MSS委員會成員還參與了美國國家標準協會（ANSI）/美國機械工程師協會（ASME）B16.34《閥門-法蘭、螺紋和焊接端》的創建工作，該標準于1973年出版。本文件包含（幾乎一字不差）與MSS NDE標準相同的措辭。B16.34文件仍然包含行業中引用最多的NDE要求，與核工業早期的一些質量要求相呼應。
盡管B16.34中NDE要求的目的是允許用戶根據所需NDE的性能升級閥門的壓力額定值，但在許多其他需要額外檢查的應用中，也參考了類似的要求和驗收標準。
無損檢測方法通常分為兩類：體積法和表面法。體積法能夠檢查零件的整個穿透厚度。表面方法能夠檢測暴露在被檢查零件表面的不連續性。一些常見的無損檢測方法包括：
射線照相術（RT）是一種對部件進行體積檢查的技術。射線照相術對于檢測鑄件中的缺陷非常有效，但不適合在使用超聲波檢測的鍛件中定位缺陷。近20年來，無損檢測方法應用于數百個低成本制造公司的鑄件，因此射線檢測結果備受爭議。對于未經訓練的人來說，輕度到中度缺陷的射線照片很難分級。即使是訓練有素的放射技師有時也難以解釋膠片結果，尤其是如果他們不定期“拍攝”鑄件或評估鑄件射線照片。射線探傷缺陷分為缺陷類型和嚴重程度。這些都顯示在ASME出版的實際參考射線照片書籍上。嚴重性級別從一級（無缺陷）到五級（大量缺陷）。所有這些都在規定的幾何區域內。此外，B16.34列出了閥門部件上應進行射線照相和分級的位置；這些被稱為關鍵區域。當在射線照片上觀察到這些區域外的缺陷時，只對這些關鍵區域進行分級會出現問題。從技術上講，該區域無法進行評估，因為它位于關鍵區域之外，即使缺陷非常嚴重。為了減少可能接受的范圍外缺陷，許多最終用戶要求對承壓元件（即閥體和閥蓋）進行100%的RT。這消除了忽略或遺漏關鍵區域以外的缺陷的可能性。幾十年來，當需要進行射線檢測時，規定了嚴格的B16.34驗收標準，盡管該標準最初設計用于提供鑄件完整性水平，從而可以提高閥門的壓力額定值。其目的絕不是使用標準來評定標準閥門的合格性。當要求RT評估標準服務應用中的閥門時，目前許多最終用戶的政策是逐步降低大多數缺陷B16.34的驗收水平。例如，不要求收縮缺陷超過二級，而可以指定三級。氫和氫氟酸等苛刻介質應用需要最高質量的鑄件。這些閥門部件的射線照相膠片通常被解釋為更高的驗收標準水平。RT也是評估焊接件的常用檢查方法。它對于發現焊件中的夾雜物或空隙以及焊縫中的未焊透（焊件和母材之間的未熔合）特別有用。
超聲波檢測（UT）是另一種主要的體積無損檢測技術。它主要用于檢查鍛造和鍛造部件以及焊接件。工業超聲檢測過程與醫學超聲檢測類似，在檢測人員在屏幕上實時查看結果時，輕輕移動與待檢測耦合劑涂層區域接觸的探頭。在某些情況下，UT不適合用于鑄件，因為超聲波束會反射出晶界（鑄件固有的），從而提供一個充滿虛假（非相關）圖像的屏幕。當需要檢查鍛造閥門部件的內部時，UT是明確的選擇。然而，必須注意，不檢查具有尖銳加工角的部件，因為這些部件也可能會給出錯誤的讀數。基于UT的尺寸單位，通常稱為“D米”，用于確定各種組件的厚度。
磁粉（MT）檢測是一種檢查鐵部件（如碳鋼或馬氏體不銹鋼）表面（或輕微亞表面）的技術。操作從將鐵粉（通常為紅色）涂敷到待檢查零件的表面開始。然后，通過便攜式磁軛或通過感應整個組件的磁化電流，向該區域施加低壓大電流電荷。磁化后的粉末被吸引到不連續的地方，例如表面或稍下方的裂縫。MT技術有時還與射線照相結合使用，以確認亞表面（體積）缺陷是否非常接近表面。
染色滲透（PT）檢查也用于檢測部件表面的缺陷。與MT測試不同，PT測試可以在任何金屬表面上進行，無論其化學性質如何。PT在發現表面裂紋或其他不連續性方面表現出色，包括整體表面光潔度較差。PT檢查首先在部件的預清潔表面上施加滲透劑。允許滲透劑滲透到任何不連續處（停留時間），然后仔細清除多余的表面滲透劑。去除所有滲透劑后，在零件上涂上顯影劑。根據不連續的形狀和深度，任何問題都會顯示為紅色指示或不同幾何形狀的斑點。通過觀察滲透劑流出的總量，可以確定缺陷深度的大致概念。與UT和RT不同，MT和PT測試技術可以相對快速地學習。這兩種表面缺陷指標測試都是制造過程中質量保證的有效方法。
雖然硬度測試在技術上并不總是一種無損檢測方法，但它與RT、UT、MT和PT的檢測技術略有不同，因為測試結果不能直接識別缺陷。相反，它們用于確認組件的機械性能。例如，硬度測試可以確認特定熱處理是否已正確執行，例如退火或應力消除。有多種類型的硬度計和設備以及幾種硬度計。閥門行業最流行的硬度計是洛氏C（RC）和布氏硬度計（BHN）。硬度測試也可用于評估普通碳鋼的強度。已公布的圖表顯示了碳鋼材料硬度和抗拉強度之間的相關性。然而，這種相關性不適用于除普通碳鋼以外的任何金屬材料。閥門部件的硬度測試通常在酸性氣體（H2S）環境中使用的部件上進行。這種服務中的碳鋼通常限制在RC22最大硬度。
PMI是一種測試方法，使用通常含有放射性同位素的電子設備來確定組件的近似化學性質或確認材料的可能身份。最流行的技術是X射線熒光（XRF）。XRF分析儀通過測量受X射線源激發時試樣發出的熒光X射線來確定試樣的化學性質。XRF是確認或驗證樣品化學性質的有用工具。然而，當PMI結果用于覆蓋之前的實驗室分析時，有時會出現沖突。便攜式X射線熒光光譜儀不像現在使用的現代實驗室方法那樣準確，但它非常接近。激光誘導擊穿光譜（LIBS）是一種新的PMI技術，它比XRF更準確，提供更多的分析能力。便攜式LIBS分析儀甚至可以檢測碳含量并驗證普通碳鋼，而XRF無法做到這一點。第三種PMI技術是光學發射光譜（OES）。OES用電激勵樣本進行讀數。這項技術也有點破壞性，因為它會略微熔化樣品的表面。與KIBS一樣，OES可以檢測碳，但與LIBS和XRF不同，不提供易于使用的手持儀器版本。OES通常安裝在一個可以放在大背包或手推車中的大型系統中，但它最適合室內應用。
當涉及閥門部件的無損檢測時，兩個測試領域最受關注——鑄件質量和焊接質量。由于兩者在閥門制造和安裝中都很常見，因此需要額外關注。最麻煩的鑄造問題是體積問題，可分為兩個方面——與工藝有關的方面和與性能有關的方面。雖然工藝缺陷可以作為鑄造廠質量文化的標志，但缺陷本身通常不會對組件造成威脅。性能缺陷是另一種情況，應該對其進行更多的審查。工藝缺陷可能包括較低水平的收縮（1-3）或夾砂（1-3）。雖然這些在核或氫服務中使用的閥門中可能很麻煩，但在一般應用中通常不是問題。不幸的是，過去許多好的閥門都因工藝缺陷而被丟棄，盡管這種拒收沒有科學依據。對鑄件質量的許多誤解都源于B16.34的歷史、其關鍵區域及其驗收標準。這里有一個重要的注意事項，就是要記住該文件的起源——核閥計劃。由于該文件來源于該項目，幾十年來，行業一直假設鑄鋼閥門組件的體積質量必須（事實上）與之相當。盡管如此，有些缺陷對任何應用來說都是不合適的。其中包括大量的五級，以及較高的收縮和熱裂（收縮到表面）。
焊接通常用于制造閥門，從密封面的堆焊層到承壓部件的連接。NDE通常用于確認這些焊接件的質量。良好焊縫的最重要特征之一是填充材料如何與所連接的部件混合。用焊接術語來說，這稱為熔化和滲透。使用超聲波和射線照相技術來確認已滿足這些標準。在這兩種技術中，射線照相在某種程度上更容易確認結果。使用PT和MT測試方法驗證表面不規則性，包括未穿透。然而，MT測試協議只能用于鐵質材料。（可以磁化的材料）。兩種方法都可以檢測焊接件中的裂紋，但PT提供了裂紋深度的相對指示。
存在許多無損檢測標準和規范。閥門無損檢測工作中最常引用的文件是ANSI/ASME B16.34。本文件列出了“特殊等級”閥門的要求，這些閥門符合特定NDE標準，因此可以重新評定為更高的壓力/溫度等級。多年來，這些特殊等級的要求已由要求更高質量產品的最終用戶指定。B16.34列出了RT、MT、PT和UT驗收標準。為了提高外包產品和服務的采購和質量，美國石油協會（API）制定了標準20D，石油和天然氣行業所用設備的無損檢測服務。此文件提供了大量詳細信息和要求，以幫助需要對其閥門部件進行NDE檢查的采購商。只要在制造閥門時使用鑄件、鍛件和焊接，就需要簡單的NDE標準和規范。此外，在保證所有閥門部件的美觀不僅僅是表面的美觀之前，標準開發組織將繼續創建和更新其閥門NDE標準和規范庫。?關注公眾號帶你學習更多閥門知識
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