壓力容器無損檢測技術(shù)探析

林秋來

摘 要介紹了壓力容器目前無損檢測的主要技術(shù),并分析了壓力容器無損檢測技術(shù)的應用的策略。

關鍵詞壓力容器;無損檢測;超聲;射線

中圖分類號TG115.28 文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2009)112-0037-01

0前言

壓力容器是在石油、化工、鋼鐵和醫(yī)藥等行業(yè)廣泛使用的設備,與人們的日常生活息息相關,據(jù)2003年的統(tǒng)計,我國現(xiàn)有固定式壓力容器133萬多臺,罐車近16萬輛,各類氣瓶9800多萬只。壓力容器由于其盛、裝著易燃、易爆、劇毒或腐蝕介質(zhì),長期承受高溫和壓力,是危險性較高的特種設備,在生產(chǎn)和使用中的失效形式比較復雜,易發(fā)生事故。為了確保壓力容器安全運行,國內(nèi)外對壓力容器的設計、制造和使用都有嚴格的標準和要求。無損檢測技術(shù)因其自身的優(yōu)越性,在壓力容器的制造和使用中得到廣泛應用,在壓力容器中具有不可替代的作用。筆者結(jié)合工作實踐,探討了幾種壓力容器無損檢測技術(shù)及應用。

1壓力容器常用的無損檢測技術(shù)

1.1射線檢測

射線檢測方法適用于容器殼體或接管對接焊縫內(nèi)部缺陷的檢測,使用的射線探傷設備包括x射線探傷機、γ射線源和電子直線加速器。

1.2超聲檢測

超聲檢測的應用范圍和領域非常廣泛,幾乎涵蓋了工業(yè)檢測的各個領域,這種方法檢測深度大,缺陷定位準確,檢測靈敏度高,成本低,使用方便,速度快,對人體無害、便于現(xiàn)場使用。此種檢測方法主要用于檢測對接焊縫內(nèi)部埋藏缺陷和壓力容器焊縫內(nèi)表面裂紋,也用于壓力容器鍛件和高壓螺栓可能出現(xiàn)裂紋的檢測。

1.3渦流檢測

渦流檢測是通過測量導電物體在交變磁場中的感應渦流的變化,來對物件進行探傷或物理特性判定的一種無損檢測方法。按測試容器的形狀和檢測目的的不同,可以采用不同形式的線圈。渦流檢測時線圈不需與被測物體直接接觸,可以進行高速檢測,易于實現(xiàn)自動化,但不適合形狀復雜的試件。渦流檢測主要用于換熱器換熱管的腐蝕狀態(tài)檢測和焊縫表面裂紋檢測。

1.4聲發(fā)射檢測

聲發(fā)射技術(shù),在很多方面都不同于其它常規(guī)無損檢測方法,它是一種動態(tài)檢測方法,探測到的能力來自被測物體本身,對線性缺陷較為敏感;一次試驗過程中,能夠整體探測和評價整個結(jié)構(gòu)中缺陷的狀態(tài);可以縮短檢驗的停產(chǎn)時間或無需停產(chǎn);可以預防由未知缺陷引起的災難性失效和限定壓力容器的最高工作壓力。

主要用于檢測壓力容器可能存在的活動性缺陷,也可用于對已知缺陷進行活性評價。

1.5磁記憶檢測

磁記憶檢測是基于鐵磁構(gòu)建的磁效應,可以有效發(fā)現(xiàn)構(gòu)件的應力集中區(qū)域,是一種對金屬材料進行早期診斷的無損檢測方法。磁記憶檢測方法用于發(fā)現(xiàn)壓力容器存在的高應力集中部位。

1.6漏磁檢測

漏磁檢測是用磁傳感器檢測缺陷,由傳感器獲取信號,然后由軟件判斷有無缺陷,此種方法易于實現(xiàn)自動化,具有較高的檢測可靠性,可實現(xiàn)缺陷初步定量,高效無污染,但不適合形狀復雜的試件。漏磁檢測主要用于檢測壓力容器殼體可能出現(xiàn)的點腐蝕狀態(tài),適用于于壓力容器運行狀態(tài)下的在線檢測。

1.7紅外檢測

紅外熱成像技術(shù)主要應用于高溫壓力容器熱傳導的在線檢測和對常溫壓力容器的高應力集中部位檢測。

2無損檢測在壓力容器設備上應用

2.1無損檢測應與破壞性檢測相結(jié)合

無損檢測技術(shù)有很多優(yōu)點,但本身還有是有一定的局限性,不能代替破壞性檢測。在壓力容器設備進行評價時,應將無損檢測結(jié)果與破壞性檢測結(jié)果(如爆破試驗等)進行對比和驗證,才能作出準確的判斷。例如液化石油氣鋼瓶除了無損檢測外還要進行爆破試驗。評價焊接接頭質(zhì)量除了要進行無損檢測外還要切取試樣進行力學性能分析,有時還要做金相和斷口檢驗。

2.2選擇正確的檢測時間

壓力容器無損檢測時,應根據(jù)檢測目的,結(jié)合設備工況、材質(zhì)和制造工藝的特點,正確選用無損檢測實施時間。

2.3選擇適當?shù)臒o損檢測方法

對于壓力容器設備進行無損檢測時,由于各種檢測方法都具有一定的特點,不能適用于所有工件和所有缺陷,為提高檢測結(jié)果的可靠性,應根據(jù)設備的材質(zhì)、制造方法、工作介質(zhì)、使用條件和失效模式及預計可能產(chǎn)生的缺陷種類、形狀、部位和取向,選擇最合適的無損檢測方法。例如,鋼板的分層缺陷因其延展方向與板平行,就不適合射線檢測而應選擇超聲波檢測。檢查工件表面細小的裂紋就不應該選擇射線和超聲波檢測,而應選擇磁粉和滲透檢測。另外,選用無損檢測方法和應用時還應充分的認識到,檢測的目的不是片面的追求那種過高要求的產(chǎn)品“高質(zhì)量”,而是在保證充分安全性的同時要保證產(chǎn)品的經(jīng)濟性。只有這樣,無損檢測方法的選擇和應用才會是正確的、合理的。

2.4綜合應用各種無損檢測方法

在無損檢測中,必須認識到任何一種無損檢測方法都不是萬能的,每種方法都有自己的優(yōu)點和缺點。因此,在無損檢測中,如果可能,不要只采用一種無損檢測方法,應盡可能多采用幾種檢測方法,互相取長補短,取得更多的缺陷信息,從而對實際情況有更清晰的了解,以保證壓力容器設備的安全長周期運行。

3結(jié)語

作為一種綜合性的應用技術(shù),無損檢測技術(shù)隨著科技的發(fā)展也逐步發(fā)展,經(jīng)歷了從無損探傷、無損檢測再到無損評價的發(fā)展。從一般無損評價向自動無損評價和定量無損評價發(fā)展,逐步減少人為因素的影響,改用計算機進行檢測和分析數(shù)據(jù),以提高檢測的可靠性,已成為無損檢測的一個重要發(fā)展方向。

實際應用中,無損檢測技術(shù)是需要無損檢測器材設備來實現(xiàn)。目前絕大部分國產(chǎn)無損檢測器材設備是為滿足常規(guī)無損檢測技術(shù)應用,因此很多更新的無損檢測要求方面尚有較大的開拓空間,特別是適應新型無損檢測技術(shù)應用的設備。現(xiàn)有的國產(chǎn)的無損檢測設備的功能與性能指標相對于國外同類的先進儀器尚有較大的提高與擴展的空間,可以考慮引進開發(fā)一些最新型的檢測儀器或輔助器材。

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