關(guān)于壓力容器無(wú)損檢測(cè)工作技術(shù)的分析

（廣東新華粵石化股份有限公司，廣東 茂名 525000）

眾所周知，壓力容器是屬于特種設(shè)備，具有爆炸或中毒等危害性，一旦發(fā)生泄露或者爆炸的話，會(huì)引起火災(zāi)、中毒等嚴(yán)重的事故，給社會(huì)帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。因此檢測(cè)管理是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，目前有很多種檢測(cè)壓力容器的方法，在無(wú)損檢測(cè)方面，主要包括超聲、射線、滲透、磁粉、磁記憶、聲發(fā)射等技術(shù)。總的來(lái)說(shuō)，壓力容器檢驗(yàn)的根本目的就在于預(yù)防失效以及對(duì)失效進(jìn)行預(yù)測(cè)。

1 無(wú)損檢測(cè)壓力容器的方法

如果要做到不損壞試件，采用物理或者化學(xué)的手段進(jìn)行壓力容器檢測(cè)，就要依靠完善的檢測(cè)技術(shù)以及先進(jìn)的檢測(cè)，全面檢測(cè)試件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部構(gòu)造、性質(zhì)、狀態(tài)，例如射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、表面檢測(cè)、磁記憶檢測(cè)、滲透檢測(cè)、聲發(fā)射檢測(cè)就是容器壓力檢測(cè)比較常見(jiàn)的無(wú)損檢測(cè)方法。

1.1 射線檢測(cè)

在實(shí)際工作中，射線檢測(cè)通常用于對(duì)殼體的檢測(cè)，或者用來(lái)檢測(cè)接焊部位是否存在漏洞。目前，普遍采用的射線檢測(cè)器材有X射線檢測(cè)機(jī)、C射線檢測(cè)器、電子直線檢測(cè)器。在通常情況下，鋼厚度為90mm左右的容器，多采用小于450kVp的X射線檢測(cè)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，鋼厚度在20-100mm左右的容器，一般采用192Iry源檢測(cè)的方法進(jìn)行檢測(cè)，鋼厚度在40-200mm左右的容器，則采用60Coy源檢測(cè)方法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，鋼厚度為200-400mm左右的容器，可以采用4-9MeV直線檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。

射線檢測(cè)方法的優(yōu)越之處就在于，它能夠顯示出容器漏洞的直觀圖像，并且漏洞的長(zhǎng)度和寬度也可以準(zhǔn)確的顯示出來(lái)，射線檢測(cè)的結(jié)果便于工作人員的紀(jì)錄，每次檢測(cè)的結(jié)果都可以長(zhǎng)時(shí)間保留。不過(guò)，射線檢測(cè)也存在一些弊端，例如，在利用射線檢測(cè)對(duì)容器體積型缺進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，雖然缺陷的檢出率很高，檢測(cè)過(guò)程中一旦檢測(cè)角度等因素出現(xiàn)偏差，很容易導(dǎo)致誤檢和漏檢的現(xiàn)象。此外，射線檢測(cè)不適合對(duì)材質(zhì)較厚的容器進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的費(fèi)用也相對(duì)較高，檢測(cè)的速度十分緩慢，最嚴(yán)重的是射線檢測(cè)對(duì)人體有害，在實(shí)施檢測(cè)時(shí)必須要充分的做好防護(hù)工作。

1.2 超聲檢測(cè)

超聲檢測(cè)的方法往往都用于對(duì)厚度大于6mm的容器進(jìn)行檢測(cè)，也多用于檢測(cè)大口徑接管接焊縫的漏洞，超聲檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)在于，它可以檢測(cè)出焊縫內(nèi)部隱藏的漏洞以及焊縫的外表?yè)p傷，還可以檢測(cè)壓力容器鍛件產(chǎn)生的損傷。超生檢測(cè)方法具有很強(qiáng)的靈敏度，并且具有良好的指向性，在應(yīng)用時(shí)穿透力強(qiáng)、檢測(cè)效率高，與其他檢測(cè)器材相比，超生檢測(cè)的設(shè)備體積小、質(zhì)量輕，便于工作人員的攜帶，而且操作起來(lái)十分簡(jiǎn)便，更重要的是超生檢測(cè)不會(huì)對(duì)人體造成危害。超聲檢測(cè)方法的弊端就是它不能夠檢測(cè)出那些延伸方向與容器表面平行的外部缺陷。

1.3 磁粉檢測(cè)

一些容器的材質(zhì)主要是鐵磁性材料，在對(duì)這些容器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，就要用到磁粉檢測(cè)，磁粉檢測(cè)可以說(shuō)是鐵磁性容器的專門檢測(cè)技術(shù)，它可以有效的檢測(cè)出鐵磁性容器外部損傷，同時(shí)，磁粉檢測(cè)也能夠?qū)﹁F磁性容器的折疊、夾層、夾渣進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)效果十分良好，因此在實(shí)際工作中被廣泛采用。磁粉檢測(cè)方法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，具有費(fèi)用低、效率高、靈活性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，它的不足之處在于，側(cè)分檢測(cè)只能用來(lái)檢測(cè)鐵磁性容器，檢測(cè)的準(zhǔn)確度有時(shí)又會(huì)受到容器形狀以及尺寸的影響。

1.4 表面檢測(cè)

表面檢測(cè)多用于壓力容器的焊疤部位、角焊縫、接焊縫、高強(qiáng)螺栓的檢測(cè)。前面提到，鐵磁性容器的壓力檢測(cè)往往采用磁粉檢測(cè)方法，在檢測(cè)環(huán)境的照明條件較差時(shí)，對(duì)鐵磁性容器的表面進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，就要用到熒光磁粉檢測(cè)方法和濕式黑磁粉檢測(cè)方法，如果鐵磁性容器的角焊縫不能夠采用磁粉檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，這時(shí)可以使用滲透檢測(cè)方法來(lái)實(shí)施檢測(cè)。

對(duì)于不是鐵磁性材質(zhì)的容器，在進(jìn)行表面檢測(cè)時(shí)，多采用滲透檢測(cè)方法，其中，熒光滲透檢測(cè)方法用于容器內(nèi)部的檢測(cè)，著色滲透檢測(cè)方法用于容器外部的檢測(cè)。

1.5 磁記憶檢測(cè)

對(duì)容器的高應(yīng)力集中部位進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，一般采用磁記憶檢測(cè)方法，容器的高應(yīng)力集中部位很容易受到應(yīng)力的腐蝕而產(chǎn)生損傷，如果被檢測(cè)容器位于高溫設(shè)備中，容器的高應(yīng)力集中部位還很可能產(chǎn)生蠕變，在檢測(cè)這些問(wèn)題的時(shí)候，就需要采用磁記憶檢測(cè)方法。

20世紀(jì)90年代初，俄羅斯教授杜波夫提出了磁記憶檢測(cè)方法，20世紀(jì)90年代后期，磁記憶檢測(cè)方法逐漸發(fā)展起來(lái)并被人們廣泛使用，磁記憶檢測(cè)方法的工作原理就是利用鐵磁材料在受載過(guò)程中產(chǎn)生的磁狀態(tài)，這種磁狀態(tài)具有不可逆化的特征，即使在鐵磁材料受載結(jié)束后，這種磁狀態(tài)依然會(huì)保留下來(lái)。磁記憶檢測(cè)方法可以快速檢測(cè)容器的焊縫部位，能夠準(zhǔn)確的找出容器焊縫中的應(yīng)力峰值部位，只要通過(guò)磁記憶檢測(cè)方法找出容器焊縫中的應(yīng)力峰值部位，工作人員就可以采用磁粉檢測(cè)方法、超聲檢測(cè)檢測(cè)、硬度檢測(cè)方法、金相檢測(cè)方法等措施對(duì)這些應(yīng)力峰值部位的表面進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而找到容器的表面損傷、內(nèi)部損傷以及微觀損傷。

1.5 滲透檢測(cè)

除疏松多孔性材質(zhì)的容器以外，滲透檢測(cè)方法可以用于其他任何材質(zhì)的容器，在對(duì)鋼鐵容器、有色金屬容器、陶瓷容器、塑料容器等設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，滲透容器可以有效檢測(cè)出容器表面的損傷。隨著滲透檢測(cè)方法在實(shí)際工作中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，值得注意的是，在采用滲透檢測(cè)方法時(shí)，一定要選擇適當(dāng)?shù)臐B透劑和檢測(cè)流程，要選擇正確的標(biāo)準(zhǔn)試塊、實(shí)際損傷試塊，還要設(shè)計(jì)完善的檢測(cè)方法，制定可行的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，只有做到以上幾點(diǎn)，才能確保滲透檢測(cè)的準(zhǔn)確性。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，滲透檢測(cè)方法具有操作簡(jiǎn)便、費(fèi)用低、檢測(cè)結(jié)果直觀、檢測(cè)靈活性強(qiáng)、可檢材料多、檢測(cè)范圍廣等優(yōu)勢(shì)，尤其是對(duì)于那些形狀復(fù)雜的設(shè)備，使用滲透檢測(cè)只需一次就能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行全面檢測(cè)。滲透檢測(cè)的弊端在于，它不適合檢測(cè)多孔性材質(zhì)的容器，才使用滲透檢測(cè)方法時(shí)，對(duì)設(shè)備和環(huán)境會(huì)產(chǎn)生污染。

1.6 聲發(fā)射檢測(cè)

在檢測(cè)容器可能產(chǎn)生的活動(dòng)性損傷時(shí)，可以采用聲發(fā)射檢測(cè)方法，不僅如此，聲發(fā)射檢測(cè)方法也能夠?qū)θ萜饕呀?jīng)產(chǎn)生的損傷進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)行聲發(fā)射檢測(cè)的前提條件是，檢測(cè)過(guò)程中必須要對(duì)容器實(shí)施加載，比較普遍的加載方法就是在容器停止工作后，對(duì)容器進(jìn)行水壓、氣壓測(cè)試，也可以直接采用工作介質(zhì)對(duì)容器實(shí)施加載。對(duì)活動(dòng)性缺陷，在加載過(guò)程中用多個(gè)聲發(fā)射傳感器對(duì)壓力容器殼體進(jìn)行整體監(jiān)測(cè)，以發(fā)現(xiàn)活性聲發(fā)射源，然后通過(guò)活性聲發(fā)射源進(jìn)行表面和內(nèi)部缺陷檢測(cè)，排除干擾源，發(fā)現(xiàn)壓力容器上存在的缺陷。對(duì)已知缺陷進(jìn)行的活性評(píng)價(jià)是在加載過(guò)程中對(duì)已知缺陷進(jìn)行聲發(fā)射監(jiān)測(cè)，如果在整個(gè)加載過(guò)程中缺陷部位無(wú)聲發(fā)射定位源產(chǎn)生，則認(rèn)為缺陷是非活性的；反之，如有大量聲發(fā)射定位源信號(hào)產(chǎn)生，則認(rèn)為已知缺陷是活性的。

2 發(fā)展趨勢(shì)

容器無(wú)損檢測(cè)是一種現(xiàn)代化應(yīng)用技術(shù)，傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)方法是無(wú)損探傷(NDI)，之后發(fā)展到了到無(wú)損檢測(cè)(NDT)，隨著科技的進(jìn)步，無(wú)損評(píng)價(jià)(NDE)也逐漸應(yīng)用到了無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，現(xiàn)今，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)邁向了自動(dòng)無(wú)損評(píng)價(jià)(ANDE)和定量無(wú)損評(píng)價(jià)(QNDE)的方向，在未來(lái)的發(fā)展中，納米材料、微電器等設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)也會(huì)更加現(xiàn)今，無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域還會(huì)得到更大更廣的發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

在眾多無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中，無(wú)論哪一種檢測(cè)方法都不可能完全的萬(wàn)無(wú)一失。所以在實(shí)際工作中，對(duì)設(shè)備實(shí)施無(wú)損檢測(cè)時(shí)要采用多種方法聯(lián)合檢測(cè)，做到取長(zhǎng)補(bǔ)短，進(jìn)而檢測(cè)出更多的設(shè)備損傷，充分掌握設(shè)備的實(shí)際情況，避免設(shè)備損傷帶來(lái)的損失。例如，超聲波對(duì)裂紋缺陷探測(cè)靈敏度較高，但定性不準(zhǔn)；而射線對(duì)缺陷的定性比較準(zhǔn)確，兩者配合使用，就能保證檢測(cè)結(jié)果可靠準(zhǔn)確。

[1]李景辰，等編.壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)[M].北京:勞動(dòng)人事出版社.1984.

[2]ASME Boiler&Pressure Vessel Code[S].

[3]日本高壓氣體保護(hù)法[S].

[4]1997/EU，Pressur e Equipment Dir ective[S].

[5]GB150，鋼制壓力容器[S].

[6]JB4730 1994，壓力容器無(wú)損檢測(cè)[S].

[7]沈功田，周裕峰，段慶儒，等.現(xiàn)場(chǎng)壓力容器檢驗(yàn)的聲發(fā)射源[J].無(wú)損檢測(cè)，1999，21(7):321-325.

[8]沈功田，段慶儒，李邦憲.壓力容器聲發(fā)射技術(shù)綜述[J].中國(guó)鍋爐壓力容器安全，2000，16(2):5-9.

[9]杜波夫.金屬磁記憶法診斷管路、設(shè)備和結(jié)構(gòu)[R].北京:鍋爐壓力容器檢測(cè)研究中心，2002.

[10]任吉林，等.金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社，2000.