多層包扎與帶內(nèi)襯壓力容器的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

熊明明

摘 要：壓力容器往往需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用，這使得外界的環(huán)境條件嚴(yán)重影響其使用性能，進(jìn)而引發(fā)容器腐蝕、開裂、損毀。為了讓壓力容器能安全可靠地運(yùn)作，系統(tǒng)化地對(duì)其進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)是相當(dāng)必要的。現(xiàn)就此對(duì)壓力容器中常見的多層包扎壓力容器和帶內(nèi)襯壓力容器的相關(guān)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：無(wú)損檢測(cè)；壓力容器；多層包扎容器；帶內(nèi)襯壓力容器

中圖分類號(hào)：TH878 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）05-0012-02

壓力容器作為一種特種設(shè)備在使用上具有很高的危險(xiǎn)性，有發(fā)生爆炸或引發(fā)中毒等重大災(zāi)難事故的可能性，因此，在安全性方面比一般設(shè)備的要求更高。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以不損壞試件就完成對(duì)壓力容器內(nèi)外各項(xiàng)性質(zhì)狀態(tài)的檢測(cè)，它所使用的設(shè)備和技術(shù)都非常先進(jìn)，在壓力容器的檢測(cè)工作中具有很高的應(yīng)用性。以下將針對(duì)多層包扎壓力容器和帶內(nèi)襯壓力容器從制造到使用的各個(gè)階段對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行探討。

1 多層包扎壓力容器

1.1 多層包扎壓力容器的特點(diǎn)

多層包扎式是壓力容器的筒體結(jié)構(gòu)形式中最常見的一種，應(yīng)用這種形式的壓力容器常被應(yīng)用于石油和化工行業(yè)，用來(lái)進(jìn)行高壓氫氣和高壓氮?dú)獾膬?chǔ)存，通常在常溫下工作。其結(jié)構(gòu)包括內(nèi)筒、包扎層板（多層）、球形封頭（無(wú)人孔）。

1.2 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在制造過(guò)程中的應(yīng)用

1.2.1 制造工藝與缺陷

多層包扎容器的制造通常從筒節(jié)內(nèi)筒的焊接開始，然后再對(duì)各層層板進(jìn)行包扎和焊接。當(dāng)所有層板的包扎和焊接都完成時(shí)，一個(gè)筒節(jié)就制造完成了。對(duì)制造完畢的全部筒節(jié)進(jìn)行焊接，最后對(duì)封頭也進(jìn)行組對(duì)焊接。該制造工藝有可能出現(xiàn)的工藝缺陷包括夾渣、有氣孔、焊接未焊透、焊縫未熔合、裂紋等。對(duì)這些缺陷的檢測(cè)可以分內(nèi)外兩部分進(jìn)行，內(nèi)部缺陷使用射線檢測(cè)和超聲檢測(cè)，表面缺陷則使用磁粉檢測(cè)和滲透檢測(cè)。

1.2.2 射線檢測(cè)和超聲檢測(cè)

多層包扎壓力容器需要對(duì)內(nèi)筒鋼板施行100%檢測(cè)率的超聲檢測(cè)，鋼板質(zhì)量應(yīng)至少在II級(jí)以上。檢測(cè)中應(yīng)視鋼板厚度的不同選擇不同檢測(cè)器材。

多層包扎壓力容器接頭中的接環(huán)焊縫和A類焊接接頭都需要施行100%檢測(cè)率的射線檢測(cè)，照相質(zhì)量A，B級(jí)及以上，焊縫的缺陷等級(jí)II級(jí)及以上為質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)。在該檢測(cè)中，透照方式有所區(qū)別，縱焊縫使用單壁透照；環(huán)焊縫使用中心透照；封頭和筒體對(duì)接處的焊縫使用環(huán)縫外透照。另外，以X射線可以穿透為前提，射線能量要盡可能低，曝光量和焦距也要控制好，而且注意控制散射線，環(huán)縫外透和縱縫透照時(shí)都可能產(chǎn)生背散射，其防護(hù)檢查工作一定要到位。最后在暗室處理步驟注意嚴(yán)格按要求執(zhí)行以確保底片質(zhì)量。

1.2.3 磁粉檢測(cè)和滲透檢測(cè)

磁粉檢測(cè)的檢測(cè)對(duì)象以焊縫表面缺陷為主。檢測(cè)時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：①保證檢測(cè)液的濃度適中，高則會(huì)形成偽磁痕，低則影響靈敏度。②需要以標(biāo)準(zhǔn)試片檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的綜合靈敏度，并且在連續(xù)拖動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，要使磁極斷面和檢測(cè)面的間隙盡可能地小，拖動(dòng)速度也盡量保持勻速。③檢測(cè)表面必須保持光滑整潔，不能出現(xiàn)油脂、氧化物、鐵銹等會(huì)吸附磁粉的雜質(zhì)，且必須打磨使金屬光澤露出。

滲透檢測(cè)需要使用滲透劑，而且在檢測(cè)過(guò)程中必須要做到幾點(diǎn)：①確保檢測(cè)溫度和滲透時(shí)間；②規(guī)避過(guò)清洗現(xiàn)象的產(chǎn)生，并且向相同的方向擦拭多余的滲透劑；③顯像需要在噴涂顯像劑后的1 h之內(nèi)進(jìn)行，為了確保顯像的清晰，噴涂務(wù)必要做到輕、薄、均勻。

1.3 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在檢驗(yàn)過(guò)程中的應(yīng)用

1.3.1 使用特點(diǎn)和缺陷

該容器因?yàn)槌Ｓ糜跉錃夂偷獨(dú)獾拇娣牛瑲怏w進(jìn)出時(shí)產(chǎn)生的壓力波動(dòng)會(huì)使載荷疲勞，進(jìn)而產(chǎn)生裂紋。

1.3.2 聲發(fā)射檢測(cè)

聲發(fā)射檢測(cè)可以在容器的受載狀態(tài)下進(jìn)行整體的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，但由于檢測(cè)中會(huì)在各個(gè)層板之間產(chǎn)生摩擦信號(hào)，所以升壓至少需要施加2次，而保壓更是需要進(jìn)行多次檢測(cè)。

1.3.3 磁粉檢測(cè)和滲透檢測(cè)

與制造過(guò)程中的表面檢測(cè)相同，定期檢驗(yàn)中的表面檢測(cè)也可以通過(guò)這兩種檢測(cè)手段進(jìn)行。要注意的是，作為壓力容器，在進(jìn)行螺栓表面的磁粉檢測(cè)時(shí)，可以利用線圈法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)計(jì)算磁化電流或以標(biāo)準(zhǔn)試片驗(yàn)證有效磁化區(qū)的靈敏度都可以收到很好的檢測(cè)效果。

2 帶內(nèi)襯壓力容器

2.1 帶內(nèi)襯壓力容器的特點(diǎn)

帶內(nèi)襯的壓力容器通常在石油的煉制工業(yè)中作為再生器使用，其內(nèi)部有以非金屬的隔熱材料制成的襯里，因此，無(wú)法檢測(cè)到其內(nèi)表面，對(duì)容器的無(wú)損檢測(cè)重點(diǎn)集中在對(duì)內(nèi)襯的檢測(cè)上。內(nèi)襯的破損會(huì)讓壓力容器的金屬部分因暴露于高溫而鼓包和氧化，最終引起容器的損毀。

2.2 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在制造過(guò)程中的應(yīng)用

制造帶內(nèi)襯的壓力容器需要分兩階段進(jìn)行：①制造容器本體，制造工藝和普通單層薄壁容器相同，因此，同樣會(huì)出現(xiàn)夾渣、氣孔、裂紋、未能焊透或熔合等工藝缺陷。②鋪掛內(nèi)襯，需要先把掛釘焊于內(nèi)壁再進(jìn)行鋪設(shè)。在這一過(guò)程中，其A，B兩種焊接接頭同樣需要進(jìn)行超聲檢測(cè)和局部射線檢測(cè)，并且檢測(cè)長(zhǎng)度至少需要達(dá)到焊接接頭的20%.

2.3 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在檢驗(yàn)過(guò)程中的應(yīng)用

帶內(nèi)襯的壓力容器的定期檢驗(yàn)主要是宏觀檢驗(yàn)和對(duì)壁厚進(jìn)行測(cè)定。因?yàn)閮?nèi)表面被內(nèi)襯所覆蓋而無(wú)法檢測(cè)，所以焊縫內(nèi)表面是否開裂需要以超聲局部抽查的方法進(jìn)行檢測(cè)。另外，焊縫的外表面也需要進(jìn)行檢測(cè)。

2.3.1 超聲檢測(cè)

定期檢驗(yàn)需要停車進(jìn)行，此時(shí)可以在外部用超聲檢測(cè)的方法檢測(cè)焊縫的內(nèi)表面，確認(rèn)其是否開裂。在檢測(cè)前，要注意磨平檢測(cè)處的表面防護(hù)層，防止探頭的耦合出現(xiàn)問(wèn)題。儀器在設(shè)定上以等比深度進(jìn)行定標(biāo)，探頭的晶片尺寸和前沿要盡量小。

2.3.2 表面檢測(cè)

這種容器的構(gòu)成材料通常具有鐵磁性，所以其表面檢測(cè)可以以高靈敏度的磁粉檢測(cè)為主，個(gè)別部位則以滲透檢測(cè)輔助進(jìn)行。表面檢測(cè)的部位包括了全部焊接接頭表面與拆除工卡具時(shí)留下的焊跡表面。

3 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種綜合性很強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)，其種類隨著科技的發(fā)展越來(lái)越多，我們?cè)谶x擇無(wú)損檢測(cè)技術(shù)時(shí)應(yīng)注意有的放矢，視實(shí)際情況具體選擇最適合的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]沈功田，李金海.壓力容器無(wú)損檢測(cè)——聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)[J].無(wú)損檢測(cè)，2004（9）.

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〔編輯：劉曉芳〕

Multilayered and Nondestructive Testing Technology with Lined Pressure Vessel

Xiong Mingming

Abstract： The pressure vessel often requires long continuous use， which makes the external environmental conditions seriously affect its performance， triggering a container corrosion， cracking， damaged. In order to let the pressure vessel can operate safely and reliably， is quite necessary to systematically destructive testing them. Pressure vessel is now common for this multilayered bandage pressure vessels and pressure vessel lined with relevant non-destructive testing techniques for analysis.

Key words： non-destructive testing； pressure vessel； multilayered container； with pressure vessel