特種設(shè)備無損檢測新技術(shù)的應(yīng)用研究

柯洪剛 范樹孫

（廣西壯族自治區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,廣西 南寧 530022）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，特種設(shè)備無損檢測技術(shù)及方法也在不斷豐富，技術(shù)水平也在逐漸提高。各種技術(shù)的基本原理有較大的區(qū)別，需要技術(shù)人員根據(jù)其特點(diǎn)，結(jié)合檢測項(xiàng)目的情況合理選擇，因而對該問題的深入研究也是十分有必要的。

1 聲發(fā)射檢測技術(shù)

1.1 聲發(fā)射檢測技術(shù)的基本原理及優(yōu)缺點(diǎn)

聲發(fā)射檢測技術(shù)（ Acoustic Emission，簡稱AE），是一項(xiàng)新型的無損檢測方法，材料在受到外力的作用時(shí)，其內(nèi)部會(huì)發(fā)出一定的應(yīng)力波，再通過探測判斷容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否受到損傷，或者評估其受到損傷的情況。聲發(fā)射檢測技術(shù)的基本原理是聲發(fā)射源發(fā)射的彈性波經(jīng)過一定的傳播途徑，最后到達(dá)材料表面，使得聲發(fā)射傳感器探測出現(xiàn)表面位移的現(xiàn)象，探測器則會(huì)把材料的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再實(shí)施放大處理，并結(jié)合觀察到的聲發(fā)射信號(hào)，對其實(shí)施深入的分析與推斷，判斷材料產(chǎn)生聲發(fā)射的基本流程。該技術(shù)存在一定的缺陷，即其無法提供靜態(tài)缺陷的情況，實(shí)施聲發(fā)射檢測之前，需要先調(diào)查掌握其過往的受力情況，且聲發(fā)射過程中會(huì)存在一定的噪聲，需要對其進(jìn)行處理或者排除，才能得到較為準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。

1.2 技術(shù)應(yīng)用

聲發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用范圍較為廣闊，對于各種大型構(gòu)件進(jìn)行水壓檢測，評估其缺陷情況，并進(jìn)行報(bào)警等，包括壓力容器檢測、鍋爐檢測、管道檢測等，較為實(shí)用。

2 TOFD 技術(shù)

2.1 技術(shù)原理

TOFD 技術(shù)即Time of Flight Diffraction Technique，其主要是通過缺陷端部衍射波播的時(shí)間差來對缺陷進(jìn)行檢測，并判斷缺陷程度的檢測方法，也可以稱為衍射時(shí)差法超聲檢測技術(shù)。其技術(shù)原理的本質(zhì)是利用超聲波衍射現(xiàn)象，使用縱波斜探頭，在被檢測設(shè)備沒有出現(xiàn)缺陷部位，先發(fā)射超聲脈沖，直通波會(huì)比底面反射波更快的到達(dá)接收探頭。如果設(shè)備中有缺陷，兩種兩波之間，探頭就會(huì)接收到衍射波或反射波。

2.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于檢測數(shù)據(jù)是以數(shù)字形式的形式表現(xiàn)出來，且能夠永久保存，隨時(shí)對其進(jìn)行選取及分析，且數(shù)據(jù)通訊及傳輸十分便利。較難檢測的缺陷也能夠被檢測出來，包括不垂直缺陷、設(shè)備表面缺陷、裂紋等；檢測的準(zhǔn)確性良好，能夠準(zhǔn)確的檢測是缺陷的高度，適應(yīng)性也極強(qiáng)，能夠?qū)囟瘸^200℃ 的表面實(shí)施檢測，且檢測過程簡單方便。該技術(shù)操作時(shí)無法設(shè)置獨(dú)立的空間，能夠在保持生產(chǎn)工藝狀態(tài)的過程中進(jìn)行檢測，并能夠根據(jù)工程的評定標(biāo)準(zhǔn)，迅速評定缺陷，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)評定顯示的缺陷進(jìn)行挖補(bǔ)修復(fù)。

2.3 適用范圍

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，該技術(shù)的使用范圍是全焊透的對接接頭，且材質(zhì)一般屬于低碳鋼或者合金鋼，構(gòu)件的厚度保持在12mm至400mm之間，均可以使用其進(jìn)行無損檢測。

2.2 技術(shù)應(yīng)用

TOFD 技術(shù)主要是應(yīng)用于各工業(yè)現(xiàn)場檢測工程中，包括石油采油管道對接焊縫的檢測、西氣東輸天然氣管線焊縫的檢測等。現(xiàn)代的工程項(xiàng)目逐漸增加，該技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)不斷積累，技術(shù)水平在實(shí)踐中也在不斷進(jìn)步與優(yōu)化。

3 磁記憶檢測技術(shù)

3.1 技術(shù)原理及優(yōu)缺點(diǎn)

磁記憶檢測技術(shù)（ Metal Magnetic Memory，簡稱為MMM），是漏磁檢測方式，其是對設(shè)備磁化狀態(tài)進(jìn)行測量，從而判斷出其的應(yīng)力集中區(qū)。該技術(shù)的基本原理是鐵制構(gòu)件在工作受載荷的狀態(tài)下，處于地磁環(huán)境中，構(gòu)件的內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)磁疇組織定向及不可逆的重新取向，在應(yīng)力與變集中區(qū)，漏磁場最為嚴(yán)重的 Hp 的變化會(huì)逐步構(gòu)成。此時(shí)法向分量 Hp會(huì)改變符號(hào)，并存在零值，該條件下，磁場的切向分量 Hp存在最大值，即使荷載解除后，該變化還是會(huì)保存再來，設(shè)備中應(yīng)力較為集中的部位，可以采用漏磁場法向分量 Hp的測定，將其準(zhǔn)確的計(jì)算出來。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可以直接進(jìn)行檢測，不需要使用串門的磁化裝置對金屬表面提前實(shí)施預(yù)處理，十分靈敏，能夠確定出現(xiàn)疲勞裂紋的位置，及金屬層滑動(dòng)面的位置，且能夠表現(xiàn)出裂紋在構(gòu)件組織中的發(fā)展方向，有效的預(yù)測設(shè)備未來的狀態(tài)，進(jìn)行未來危險(xiǎn)的預(yù)報(bào)。能檢測出設(shè)備的實(shí)際應(yīng)力及變形狀況的信息，便于分析缺陷出現(xiàn)的因素。

3.2 技術(shù)應(yīng)用

其在我國的石油、化工行業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，最為典型的應(yīng)用則是某電廠對接焊口的檢測及鍋爐改造的檢驗(yàn)等，未來還會(huì)不斷的拓展出新的應(yīng)用領(lǐng)域。

4 相控陣檢測技術(shù)

超聲相控陣探頭是以惠更斯原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的，其探頭是數(shù)量不等且互相獨(dú)立的壓電晶片構(gòu)成的陣列，每個(gè)晶片被當(dāng)做一個(gè)單位，利用電子控制系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)則及順序?qū)ζ溥M(jìn)行控制，激發(fā)不同的單元，使得其發(fā)出的超聲波疊加構(gòu)成一個(gè)波面陣。再根據(jù)相應(yīng)的規(guī)則及順序接收反射波時(shí)，并將信號(hào)進(jìn)行合成，根據(jù)合成結(jié)果顯示出現(xiàn)。該技術(shù)一般應(yīng)用于較為高精尖的行業(yè)，如核工業(yè)、航空工業(yè)等，也可以應(yīng)用于檢測壓力容器、高能管道焊縫、輸油管道焊縫等。

結(jié)語

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各項(xiàng)特種設(shè)備的運(yùn)用，使得生產(chǎn)活動(dòng)能夠正常進(jìn)行，而該類特種設(shè)備的質(zhì)量對于后期的應(yīng)用情況、使用效果及其在生產(chǎn)活動(dòng)中基本作用的發(fā)揮等，均有著直接的作用，需要對其進(jìn)行相應(yīng)的無損檢測?，F(xiàn)代科技的發(fā)展，無損檢測技術(shù)也十分豐富，本文僅僅簡單介紹了幾項(xiàng)較為常見的技術(shù)，實(shí)踐的活動(dòng)中，還需要檢測人員根據(jù)特種設(shè)備的性質(zhì)、特點(diǎn)等，結(jié)合無損檢測技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)等，合理選擇無損檢測技術(shù)，提升檢測的準(zhǔn)確性，保障特種設(shè)備的質(zhì)量，為生產(chǎn)活動(dòng)的正常進(jìn)行提供保障。

[1]丁守寶,劉富君.我國特種設(shè)備檢測技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J].中國計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào).2008（04）：304-308.

[2]潘新文,劉帆.無損檢測與評價(jià)技術(shù)在壓力容器生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].廣西輕工業(yè).2010（04）：44.

[3]黃余,何建成.壓力容器超聲檢測技術(shù)及應(yīng)用[J].石油和化工設(shè)備.2010（10）：49-51.