谈到阀门，“美丽只是表面的”往往是一句真话。由于超人和他的X光眼睛实际上并不存在，因此无法仅通过观察来验证阀门或阀门组件的质量。为了发现肉眼无法看到的缺陷，我们必须利用物理和化学原理深入研究组件质量。为此，我们经常求助于无损检测（NDE）技术。
美国无损检测协会将NDT定义为：
“在不影响物体实现其预期功能的能力的情况下，确定物体的物理状态。”
这使得无损检测方法的使用成为阀门制造商的理想选择，这些制造商希望评估部件，并在确定其符合所需验收标准时仍在生产中使用，而不会损坏部件。
自20世纪30年代末以来，NDE就一直用于阀门部件检测。然而，第二次世界大战和刚刚起步的核工业推动了NDE在阀门行业的可接受性。
海军上将海曼·里科弗（Hyman Rickover）在Nautilus（“核海军”）的建造中制定并实施了严格的质量要求，几家销售阀门的制造商将其用于这一关键、高度致命的服务。20世纪50年代中期，制造商标准化协会（MSS）开始为阀门制定一系列NDE标准，这些标准起源于当时的核阀门计划。这些标准的规则至今仍在使用。
大多数MSS委员会成员还参与了美国国家标准协会（ANSI）/美国机械工程师协会（ASME）B16.34《阀门-法兰、螺纹和焊接端》的创建工作，该标准于1973年出版。本文件包含（几乎一字不差）与MSS NDE标准相同的措辞。B16.34文件仍然包含行业中引用最多的NDE要求，与核工业早期的一些质量要求相呼应。
尽管B16.34中NDE要求的目的是允许用户根据所需NDE的性能升级阀门的压力额定值，但在许多其他需要额外检查的应用中，也参考了类似的要求和验收标准。
无损检测方法通常分为两类：体积法和表面法。体积法能够检查零件的整个穿透厚度。表面方法能够检测暴露在被检查零件表面的不连续性。一些常见的无损检测方法包括：
射线照相术（RT）是一种对部件进行体积检查的技术。射线照相术对于检测铸件中的缺陷非常有效，但不适合在使用超声波检测的锻件中定位缺陷。近20年来，无损检测方法应用于数百个低成本制造公司的铸件，因此射线检测结果备受争议。对于未经训练的人来说，轻度到中度缺陷的射线照片很难分级。即使是训练有素的放射技师有时也难以解释胶片结果，尤其是如果他们不定期“拍摄”铸件或评估铸件射线照片。射线探伤缺陷分为缺陷类型和严重程度。这些都显示在ASME出版的实际参考射线照片书籍上。严重性级别从一级（无缺陷）到五级（大量缺陷）。所有这些都在规定的几何区域内。此外，B16.34列出了阀门部件上应进行射线照相和分级的位置；这些被称为关键区域。当在射线照片上观察到这些区域外的缺陷时，只对这些关键区域进行分级会出现问题。从技术上讲，该区域无法进行评估，因为它位于关键区域之外，即使缺陷非常严重。为了减少可能接受的范围外缺陷，许多最终用户要求对承压元件（即阀体和阀盖）进行100%的RT。这消除了忽略或遗漏关键区域以外的缺陷的可能性。几十年来，当需要进行射线检测时，规定了严格的B16.34验收标准，尽管该标准最初设计用于提供铸件完整性水平，从而可以提高阀门的压力额定值。其目的绝不是使用标准来评定标准阀门的合格性。当要求RT评估标准服务应用中的阀门时，目前许多最终用户的政策是逐步降低大多数缺陷B16.34的验收水平。例如，不要求收缩缺陷超过二级，而可以指定三级。氢和氢氟酸等苛刻介质应用需要最高质量的铸件。这些阀门部件的射线照相胶片通常被解释为更高的验收标准水平。RT也是评估焊接件的常用检查方法。它对于发现焊件中的夹杂物或空隙以及焊缝中的未焊透（焊件和母材之间的未熔合）特别有用。
超声波检测（UT）是另一种主要的体积无损检测技术。它主要用于检查锻造和锻造部件以及焊接件。工业超声检测过程与医学超声检测类似，在检测人员在屏幕上实时查看结果时，轻轻移动与待检测耦合剂涂层区域接触的探头。在某些情况下，UT不适合用于铸件，因为超声波束会反射出晶界（铸件固有的），从而提供一个充满虚假（非相关）图像的屏幕。当需要检查锻造阀门部件的内部时，UT是明确的选择。然而，必须注意，不检查具有尖锐加工角的部件，因为这些部件也可能会给出错误的读数。基于UT的尺寸单位，通常称为“D米”，用于确定各种组件的厚度。
磁粉（MT）检测是一种检查铁部件（如碳钢或马氏体不锈钢）表面（或轻微亚表面）的技术。操作从将铁粉（通常为红色）涂敷到待检查零件的表面开始。然后，通过便携式磁轭或通过感应整个组件的磁化电流，向该区域施加低压大电流电荷。磁化后的粉末被吸引到不连续的地方，例如表面或稍下方的裂缝。MT技术有时还与射线照相结合使用，以确认亚表面（体积）缺陷是否非常接近表面。
染色渗透（PT）检查也用于检测部件表面的缺陷。与MT测试不同，PT测试可以在任何金属表面上进行，无论其化学性质如何。PT在发现表面裂纹或其他不连续性方面表现出色，包括整体表面光洁度较差。PT检查首先在部件的预清洁表面上施加渗透剂。允许渗透剂渗透到任何不连续处（停留时间），然后仔细清除多余的表面渗透剂。去除所有渗透剂后，在零件上涂上显影剂。根据不连续的形状和深度，任何问题都会显示为红色指示或不同几何形状的斑点。通过观察渗透剂流出的总量，可以确定缺陷深度的大致概念。与UT和RT不同，MT和PT测试技术可以相对快速地学习。这两种表面缺陷指标测试都是制造过程中质量保证的有效方法。
虽然硬度测试在技术上并不总是一种无损检测方法，但它与RT、UT、MT和PT的检测技术略有不同，因为测试结果不能直接识别缺陷。相反，它们用于确认组件的机械性能。例如，硬度测试可以确认特定热处理是否已正确执行，例如退火或应力消除。有多种类型的硬度计和设备以及几种硬度计。阀门行业最流行的硬度计是洛氏C（RC）和布氏硬度计（BHN）。硬度测试也可用于评估普通碳钢的强度。已公布的图表显示了碳钢材料硬度和抗拉强度之间的相关性。然而，这种相关性不适用于除普通碳钢以外的任何金属材料。阀门部件的硬度测试通常在酸性气体（H2S）环境中使用的部件上进行。这种服务中的碳钢通常限制在RC22最大硬度。
PMI是一种测试方法，使用通常含有放射性同位素的电子设备来确定组件的近似化学性质或确认材料的可能身份。最流行的技术是X射线荧光（XRF）。XRF分析仪通过测量受X射线源激发时试样发出的荧光X射线来确定试样的化学性质。XRF是确认或验证样品化学性质的有用工具。然而，当PMI结果用于覆盖之前的实验室分析时，有时会出现冲突。便携式X射线荧光光谱仪不像现在使用的现代实验室方法那样准确，但它非常接近。激光诱导击穿光谱（LIBS）是一种新的PMI技术，它比XRF更准确，提供更多的分析能力。便携式LIBS分析仪甚至可以检测碳含量并验证普通碳钢，而XRF无法做到这一点。第三种PMI技术是光学发射光谱（OES）。OES用电激励样本进行读数。这项技术也有点破坏性，因为它会略微熔化样品的表面。与KIBS一样，OES可以检测碳，但与LIBS和XRF不同，不提供易于使用的手持仪器版本。OES通常安装在一个可以放在大背包或手推车中的大型系统中，但它最适合室内应用。
当涉及阀门部件的无损检测时，两个测试领域最受关注——铸件质量和焊接质量。由于两者在阀门制造和安装中都很常见，因此需要额外关注。最麻烦的铸造问题是体积问题，可分为两个方面——与工艺有关的方面和与性能有关的方面。虽然工艺缺陷可以作为铸造厂质量文化的标志，但缺陷本身通常不会对组件造成威胁。性能缺陷是另一种情况，应该对其进行更多的审查。工艺缺陷可能包括较低水平的收缩（1-3）或夹砂（1-3）。虽然这些在核或氢服务中使用的阀门中可能很麻烦，但在一般应用中通常不是问题。不幸的是，过去许多好的阀门都因工艺缺陷而被丢弃，尽管这种拒收没有科学依据。对铸件质量的许多误解都源于B16.34的历史、其关键区域及其验收标准。这里有一个重要的注意事项，就是要记住该文件的起源——核阀计划。由于该文件来源于该项目，几十年来，行业一直假设铸钢阀门组件的体积质量必须（事实上）与之相当。尽管如此，有些缺陷对任何应用来说都是不合适的。其中包括大量的五级，以及较高的收缩和热裂（收缩到表面）。
焊接通常用于制造阀门，从密封面的堆焊层到承压部件的连接。NDE通常用于确认这些焊接件的质量。良好焊缝的最重要特征之一是填充材料如何与所连接的部件混合。用焊接术语来说，这称为熔化和渗透。使用超声波和射线照相技术来确认已满足这些标准。在这两种技术中，射线照相在某种程度上更容易确认结果。使用PT和MT测试方法验证表面不规则性，包括未穿透。然而，MT测试协议只能用于铁质材料。（可以磁化的材料）。两种方法都可以检测焊接件中的裂纹，但PT提供了裂纹深度的相对指示。
存在许多无损检测标准和规范。阀门无损检测工作中最常引用的文件是ANSI/ASME B16.34。本文件列出了“特殊等级”阀门的要求，这些阀门符合特定NDE标准，因此可以重新评定为更高的压力/温度等级。多年来，这些特殊等级的要求已由要求更高质量产品的最终用户指定。B16.34列出了RT、MT、PT和UT验收标准。为了提高外包产品和服务的采购和质量，美国石油协会（API）制定了标准20D，石油和天然气行业所用设备的无损检测服务。此文件提供了大量详细信息和要求，以帮助需要对其阀门部件进行NDE检查的采购商。只要在制造阀门时使用铸件、锻件和焊接，就需要简单的NDE标准和规范。此外，在保证所有阀门部件的美观不仅仅是表面的美观之前，标准开发组织将继续创建和更新其阀门NDE标准和规范库。?关注公众号带你学习更多阀门知识
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