金属检测

压力容器是石油、化工等行业的核心承压设备，其钢材屈服强度直接关联安全性能，无损检测因不破坏试样成为主流测试方式，但前处理环节的规范性直接影响结果准确性——若表面有污染物、残余应力未释放，测试偏差可能超30%。因此，需建立系统的前处理流程，保障屈服强度测试的可靠性。

表面污染物的系统性清理

压力容器钢材表面的油污、氧化皮、锈蚀是无损检测的主要干扰源：油污会衰减超声信号，氧化皮和锈蚀会形成虚假反射波。因此，表面清理是前处理的基础步骤。

机械打磨是常用方法：选用120目~600目砂纸或砂轮，从粗到细打磨去除厚氧化皮和锈蚀；焊接接头等复杂部位可用角磨机配钢丝刷，但需控制力度，避免损伤基体（打磨后壁厚减薄≤0.5mm，符合GB/T 150.4标准）。

化学清洗针对油污：用丙酮、乙醇或专用无腐蚀清洗剂（pH6~8）浸泡或擦拭，清除油脂；清洗后用干燥压缩空气吹干，防止残留液体滋生锈蚀。

超声波清洗适用于复杂表面：将试样放入超声槽（20kHz~40kHz），用40℃~60℃清洗剂振动剥离缝隙污染物；时间10~20分钟，之后用去离子水冲洗2~3次，再于50℃~60℃烘箱干燥30分钟。

表面缺陷的预识别与定位

钢材制造中可能产生裂纹、夹渣等缺陷，这些缺陷会改变局部应力分布，导致屈服强度测试值偏低（如裂纹引发应力集中，提前屈服）。因此需先识别缺陷并标记，避免干扰。

目视检测初步筛选：用肉眼或放大镜观察表面，寻找明显裂纹、凹陷；焊接接头重点检查焊缝边缘的咬边和未熔合。

磁粉/渗透检测找细微缺陷：磁粉检测适用于铁磁性钢材，通过磁场使缺陷吸附磁粉显形；渗透检测适用于非铁磁性钢材，用渗透剂渗入缺陷后显像。检测后用记号笔标记缺陷位置，记录尺寸（长、深）。

注意：标记不能用尖锐工具刻划，避免新应力集中；缺陷区域需单独评估，不纳入正常屈服强度计算。

残余应力的针对性释放

钢材轧制、焊接后会产生残余应力——拉应力降低屈服强度，压应力掩盖真实性能。因此需释放残余应力，确保测试准确。

去应力退火最有效：将试样加热至500℃~650℃（低于Ac1相变温度，避免改金相），保温时间按厚度算（每25mm保温1小时），随炉冷至室温；可消除80%~90%残余应力。

自然时效适用于低要求试样：将试样放室温（20℃~25℃）、湿度≤60%环境6个月以上，利用自然松弛释放应力；但效率低，仅适用于小批量。

验证：退火后测布氏硬度（HB），变化≤5%——若硬度降过多，说明退火温度过高，需重新制样。

表面粗糙度的精准控制

无损检测对粗糙度要求严格：超声检测需Ra≤6.3μm，涡流检测需Ra≤3.2μm；粗糙度大会散射超声信号、影响涡流阻抗，导致结果偏差。

处理方法：用180目~600目金相砂纸逐步打磨，每换砂纸旋转90度避免定向划痕；高要求试样用抛光机配0.3μm~0.5μm氧化铝粉抛光，至镜面光泽。

验证：用粗糙度仪在3处测平均值，若超标准需重新打磨；如Ra=12.5μm时，超声信号衰减率超20%，必须调整。

温度稳定性的预处理

钢材屈服强度对温度敏感：每升10℃，屈服强度降1%~2%（如Q345R在20℃时345MPa，50℃时约330MPa）；温度低则相反。需确保试样温度稳定在测试标准范围。

标准要求：按GB/T 228.1，试样需稳定在20℃±5℃环境。

预处理：将试样放恒温箱/室24小时以上，使内部温度与环境一致；大型试样延长至48小时；用温度传感器监测，直至温度变化≤±1℃/小时。

注意：检测中避免空调直吹或阳光直射，若超2小时需重测温度，确保在范围内。

耦合剂的兼容性验证与应用

超声检测依赖耦合剂传递信号，其声阻抗需接近钢材（约4.5×10^6 kg/(m²·s)）——越接近，信号传递效率越高；不兼容会导致衰减严重，无法准确测屈服强度。

耦合剂选择：常用机油（1.4×10^6）、甘油（2.4×10^6）、专用耦合剂（4.0×10^6，最接近）。

兼容性验证：涂少量耦合剂于试样，用探头测信号幅值——达基准值（无耦合剂时）80%以上为兼容，否则更换。

应用：均匀涂薄膜（0.1mm~0.2mm），避免气泡；检测中随时补充，保持探头与试样良好接触。

注意：易生锈钢材不用水基耦合剂，避免生锈；不用腐蚀性耦合剂（如强酸强碱），防止腐蚀探头和试样。