壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究

蘆俊永(山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院濱州分院)

壓力容器是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中需要使用的關(guān)鍵設(shè)備之一，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的意義，故必去保證其各項(xiàng)參數(shù)和性能維持在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，這就要求在生產(chǎn)使用環(huán)節(jié)，必須對(duì)壓力容器進(jìn)行定期檢測(cè)，消除其生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中存在的安全威脅。在對(duì)壓力容器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)需要使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，以保證檢測(cè)過(guò)程和檢測(cè)手段不會(huì)對(duì)壓力容器造成損傷，影響其正常使用。

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要利用被檢測(cè)設(shè)備的物理特性如結(jié)構(gòu)缺陷、材料特性等對(duì)多種檢測(cè)方式或手段敏感這一特點(diǎn)完成的，通過(guò)利用光、電、磁、熱、聲等多種檢測(cè)反饋來(lái)判斷和定位壓力容器的缺陷等。

一、常用壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

1.1 、超聲波檢測(cè)技術(shù)

該技術(shù)對(duì)壓力容器進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的主要理論基礎(chǔ)為超聲波在介質(zhì)中傳播和反射時(shí)會(huì)產(chǎn)生衰減，對(duì)衰減后的超聲波進(jìn)行分析可以進(jìn)一步確定被檢測(cè)設(shè)備表面所存在的缺陷或問(wèn)題。在壓力容器生產(chǎn)完畢后，其各個(gè)部分和位置的物理組成也就基本確定，此時(shí)應(yīng)用脈沖型超聲波探測(cè)儀向壓力容器的殼體發(fā)射超聲波，若所接收到的反饋出現(xiàn)不正常衰落等特性則說(shuō)明被檢測(cè)位置的焊縫可能存在裂紋等缺陷，之后再進(jìn)行確認(rèn)和詳細(xì)檢查即可確定壓力容器中是否存在缺陷。

該技術(shù)對(duì)壓力容器的鋼板、螺栓件、鍛件等部位的檢測(cè)有效，對(duì)于壓力容器表面的檢測(cè)無(wú)效。

1.2 、滲透檢測(cè)技術(shù)

該技術(shù)主要應(yīng)用液體的毛細(xì)現(xiàn)象對(duì)壓力容器的表面進(jìn)行開(kāi)口缺陷檢測(cè)。在實(shí)際檢測(cè)時(shí)，讓液體浸潤(rùn)壓力容器表面，若壓力容器中存在缺陷則液體會(huì)滲入到壓力容器存在缺陷位置的殼體中，將壓力容器表面的滲透液清理干凈后使用顯像劑等對(duì)壓力容器進(jìn)行檢查，若檢測(cè)到殘留的滲透液則說(shuō)明滲透液所在位置存在缺陷。.

該技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)也是非常明顯的：其可對(duì)大多數(shù)材料制作的壓力容器的表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)，但是對(duì)于缺陷存在位置較深，沒(méi)有暴露在表面的缺陷是很難檢測(cè)到的。故該技術(shù)主要被應(yīng)用在對(duì)表面積所占比例較大的壓力容器檢測(cè)中。

1.3 、磁粉檢測(cè)技術(shù)

該技術(shù)也是常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)之一。在壓力容器中，若其某一位置存在缺陷，則該位置會(huì)出現(xiàn)與其他位置不同的磁場(chǎng)反應(yīng)，如漏磁現(xiàn)象等。根據(jù)這一原理可以使用磁粉對(duì)壓力容器進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)表面或近表面是否存在磁性壓力來(lái)確定壓力容器表面或近表面是否存在裂紋、夾渣、夾層等缺陷，該檢測(cè)技術(shù)可以在無(wú)創(chuàng)條件下對(duì)大型鍛件的表面進(jìn)行檢測(cè)。

由于磁粉檢測(cè)技術(shù)使用了磁場(chǎng)的相關(guān)特性故其無(wú)法對(duì)由非鐵磁材料制造的壓力容器進(jìn)行檢測(cè)，且其檢測(cè)過(guò)程主要集中在壓力容器的生產(chǎn)制造過(guò)程中，主要檢測(cè)對(duì)象為鋼板的角焊縫、坡口等焊接部位。

1.4 、射線檢測(cè)技術(shù)

該技術(shù)主要應(yīng)用X、Y等射線對(duì)壓力容器進(jìn)行照射來(lái)確定容器中是否存在缺陷。若壓力容器的焊縫或鑄件中存在缺陷則該缺陷位置會(huì)形成與其他位置不同的檢測(cè)圖像，通過(guò)圖像即可判斷容器那些位置存在何種缺陷。

受射線特性的影響，該方法無(wú)法用于對(duì)鍛件、管材、棒材等結(jié)構(gòu)的容器進(jìn)行檢測(cè)，且在進(jìn)行面積型缺陷檢測(cè)時(shí)需要嚴(yán)格的拍照角度，以保證檢測(cè)的完整性。射線檢測(cè)技術(shù)會(huì)使用到對(duì)人身有害的放射性物質(zhì)，故在應(yīng)用時(shí)需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。

二、壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)創(chuàng)新

2.1 、超聲相控技術(shù)

以超聲檢測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)將多束超聲聲波組成聲束可以對(duì)被檢測(cè)壓力容器進(jìn)行掃描和成像。具體實(shí)現(xiàn)原理為，使用多陣元換能器生成和接收超聲信號(hào)，在發(fā)射時(shí)，控制不同超聲波的到達(dá)相位和到達(dá)方向形成聚焦點(diǎn)，然后使用適當(dāng)?shù)慕邮辗椒▽?duì)接收到的反饋聲波信號(hào)進(jìn)行成像，根據(jù)成像結(jié)果可以判定是否存在缺陷。

該技術(shù)由于使用了多個(gè)超聲聲波組成聲波束，故其具有更為精確的聚焦點(diǎn)和檢測(cè)結(jié)果、更高的信噪比、更深的檢測(cè)范圍以及更大的分辨率。

2.2 、磁記憶檢測(cè)技術(shù)

該技術(shù)使用磁記憶檢測(cè)儀器對(duì)被測(cè)部件的磁化狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，查找諸如焊縫、焊接點(diǎn)等特殊位置的應(yīng)力峰值，之后結(jié)合使用磁粉檢測(cè)技術(shù)等對(duì)具體位置進(jìn)行分析和判斷，即可發(fā)現(xiàn)壓力容器中存在的缺陷。磁記憶檢測(cè)技術(shù)相較于其他技術(shù)而言，能夠在不損壞壓力容器的前提下對(duì)其中存在的應(yīng)力集中部位進(jìn)行檢測(cè)，且檢測(cè)結(jié)果精度高，能夠發(fā)現(xiàn)普通檢測(cè)技術(shù)所無(wú)法發(fā)現(xiàn)的微觀性缺陷。是一種使用效果非常好的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。

三、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的選取

實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)被檢測(cè)壓力容器自身的特性以及各檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)適當(dāng)選用某種或某幾種檢測(cè)技術(shù)對(duì)壓力容器進(jìn)行檢測(cè)。

在檢測(cè)壓力容器的體積性缺陷如夾渣、氣孔等，可以采用對(duì)體積性缺陷較為敏感的射線檢測(cè)技術(shù)，此時(shí)超聲檢測(cè)技術(shù)會(huì)在檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)擴(kuò)散和漫反射現(xiàn)象，這些現(xiàn)象會(huì)影響檢測(cè)精度；在檢測(cè)壓力容器面狀缺陷如裂隙等，鑒于面狀缺陷具有厚度薄的特點(diǎn)，射線檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法適用，故需要采用超聲檢測(cè)技術(shù)。

總之，在確定無(wú)損檢測(cè)技術(shù)時(shí)應(yīng)該根據(jù)檢測(cè)目標(biāo)以及實(shí)際情況進(jìn)行選取，以保證檢測(cè)方案可行，檢測(cè)效果真實(shí)有效。

[1]張偉成.無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)[J].油氣田地面工程,2008,27(2)

[2]趙健.壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)探討[J].科海故事博覽·科技探索,2012(11)

[3]高芳芳.淺談壓力容器無(wú)損檢測(cè)的重要性[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012(21)

[4]曹翔.壓力容器的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究[J].中小企業(yè)管理與科技,2012(10)