壓力容器中射線檢測的應用

曲邦寧（大連中集重化裝備有限公司）

一、射線檢測的定義

壓力容器是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，是一種可能引起爆炸或中毒等危害性較大事故的設(shè)備。為了確壓力容器的質(zhì)量過硬且使用安全，通常需要在不同時期對其進行無損檢測。無損檢測是在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，采用射線、超聲、紅外、電磁等原理技術(shù)儀器對檢測對象內(nèi)是否存在缺陷進行檢測的技術(shù)。在壓力容器全面檢驗中進行無損檢測能夠發(fā)現(xiàn)壓力容器中存在的裂紋、氣孔、夾雜、未焊透、未融合等各類缺陷和缺陷的尺度、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息。

射線檢測是利用射線能夠穿透物體來發(fā)現(xiàn)物體內(nèi)部缺陷的一種檢測方法。射線能夠使膠片感光或者激發(fā)纂些材料發(fā)出熒光。射線在穿透物體過程中按照一定的規(guī)律衰減，利用衰減程度與射線感光或者激發(fā)熒光的關(guān)系可檢查物體內(nèi)部的缺陷。射線檢測分為，射線檢測、x射線檢測、中子射線檢測和高能射線檢測。

二、射線檢測的優(yōu)缺點

與其他檢測方法相比，射線檢測具有的優(yōu)點是獨一無二的，它為檢測工作提供的報告記錄永久、準確且通用性極強。由于該種檢測方法對被損工件在結(jié)構(gòu)表面方面沒有過多的要求，加上其普適性與靈敏度極高，實現(xiàn)了不連續(xù)性描述，經(jīng)過實踐積累與時間檢驗，成為一種能夠廣泛適用于各種材料、各種產(chǎn)品的體積型無損檢測方法。

然而每一枚硬幣都有兩面，射線檢測也不例外。其不足之處如下：投入成本與檢測效率不成正比；當工件的厚度較大時，檢驗精準度下降；對板材、棒件、鍛件及角焊縫等束手無策；檢測時釋放的射線會影響檢測人員的身心健康，因而必須配備相應的防護設(shè)備；在確定工件缺陷的厚度、位置及尺寸大小上仍有一定難度，因而必須依靠厚度對比試塊；處理一些面積型缺陷（裂紋、未熔合）的檢出率不高，因而必須得有合適的透照角度方可實現(xiàn)較高的檢出率，否則很容易發(fā)生漏檢的情況。

三、射線檢測的具體方法

射線檢測的原理：當射線進入被檢物體內(nèi)時，其強度必然會減小，減小多少不僅與射線能量有關(guān)，還與被檢物體的體積、密度、性質(zhì)等等有關(guān)。假如被檢物體內(nèi)有缺陷的話，必然會影響到射線強度的減小情況。

射線實時成像檢驗技術(shù)是指通過線陣列、成像板及圖像增強器等設(shè)備發(fā)出的射線而實現(xiàn)實時成像檢驗。該項技術(shù)是一種能根據(jù)成像物體的變動情況而將電子成像以迅雷不及掩耳之勢改變的方法，換言之，就是在透照時便實現(xiàn)了對變動圖像的觀察與檢驗工作。

射線照相檢驗技術(shù)在目前來看，主要有X射線、非膠片、中子射線及電子射線幾種。該檢驗技術(shù)因其較高的靈敏度而備受好評，成為世界范圍內(nèi)應有較多的檢測方法之一。它憑借感光膠片來檢測射線強度的減小情況，當被檢物體內(nèi)存在缺陷時，受較多射線的影響，感光膠片上的缺陷部位會呈現(xiàn)出面積較大的黑影，以此得出高質(zhì)量的檢測結(jié)果。美中不足的是費用昂貴，檢驗時間較長。

射線層析檢驗技術(shù)是指適用于精密件及特殊結(jié)構(gòu)件檢驗的CT技術(shù)和康普頓散射成像檢驗技術(shù)。CT技術(shù)（計算機輔助層析成像技術(shù)）是采用一面狀射線束投射工件的一個層面，檢測器件陣列與射線束處于同一平面，通過機械驅(qū)動裝置對工件形成一定的掃描投射，檢測器采集射線束穿過被檢測工件該平面時的大量數(shù)據(jù)，通過計算、變換得到被檢工件該層平面的相關(guān)信息，重建該平面圖像，實現(xiàn)對該層面的檢測。

四、需要射線檢測的情況

壓力容器在制造時需按標準、圖紙等工藝要求進行全部或局部的射線檢測，在用的壓力容器需要進行射線檢測時，要嚴格按照TSGR7001-2013《壓力容器定期檢驗規(guī)則》（以下簡稱《檢規(guī)》）第二十七條中的相關(guān)規(guī)定進行，主要有以下七種情況：容器使用過程中補焊過的部位；檢驗中發(fā)現(xiàn)焊縫表面裂紋，認為需要進行焊縫內(nèi)部缺陷檢驗的部位；容器錯邊量和棱角度超過制造標準要求的焊縫部位；容器使用中出現(xiàn)焊接接頭泄漏的部位及其兩端延長部位；容器承受交變載荷設(shè)備的焊接接頭和其他應力集中部位；容器有襯里或者因結(jié)構(gòu)原因不能進行內(nèi)表面檢查的外表面焊接接頭；用戶要求或者檢驗人員認為有必要的部位。

《檢規(guī)》中有明確規(guī)定，一旦出現(xiàn)上述的前六種情況，檢驗人員要有求實精神，一切從實際出發(fā)，具體問題具體分析，由具體情況決定具體檢驗方法，通常來說，當對接焊縫的厚度不大時采用射線檢測技術(shù)。而至于最后一種情況，則考驗檢驗人員的檢驗能力與實踐經(jīng)驗。筆者的經(jīng)驗是當壓力容器的資料不全、沒有銘牌、來路不明時進行必要的射線檢測抽檢，這會使檢驗人員收獲頗豐。

五、射線檢測的應用結(jié)果

射線檢測主要用檢驗測壓力容器的內(nèi)部缺陷，尤其對體積型缺陷特別敏感。在檢測壓力容器是否安全時，強度均勻的X射線和射線照射工件，使照相膠片感光，當射線透過被檢測物體時，有缺陷部位與無缺陷部位對射線吸收能力不同，透過有缺陷部位的射線強度高于無缺陷部位的射線強度，因而可以通過檢測檢測透過工件后的射線強度的差異來判斷工件中是否存在缺陷。

射線照相技術(shù)的檢測對象主要是材質(zhì)、壁厚、形狀和尺寸不同的容器和管子的對接接頭、對接焊縫和其他形式的接頭，能夠辨別出鑄件的常見缺陷及熔焊接頭的常見缺陷。其中，射線檢測在處理一些面積型缺陷（裂紋、未熔合）時的檢出率與準確度不高，因而必須得有合適的透照角度才行，否則很容易發(fā)生漏檢的情況?！稒z規(guī)》第三條規(guī)定：容器的內(nèi)、外表面均不允許有裂紋，出現(xiàn)裂紋應當打磨消除。由于該裂紋為容器埋藏缺陷，打磨消除后還需進行補焊，維修費用較高，該壓力容器用戶決定不進行打磨和補焊，故將該壓力容器定為5級停止使用。

結(jié)語

壓力容器中射線檢測技術(shù)的應用不可小視。現(xiàn)階段，射線檢測的具體方法雖然都以蓬勃之勢不斷發(fā)展，也得到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛認可，但不知可否，在具體使用與檢驗過程中，仍然存在或多或少、這樣那樣的問題，因此還需要不斷提高檢測技術(shù)的精準度與可靠性，唯有這樣，才能盡量確保壓力容器的質(zhì)量過硬、使用安全。

[1]魯濤：《淺談射線檢測的質(zhì)量控制》[J]中國新技術(shù)新產(chǎn)，2012(23).

[2]楊杰：《淺談射線檢測技術(shù)的發(fā)展》[J]河南化工，2010(12).