淺談壓力容器無(wú)損檢測(cè)

徐林　劉衛(wèi)　吳婧

【摘 要】以闡述無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的重要性，不斷提高工作效率為目的，通過對(duì)壓力容器的原材料、制作過程中及使用過程中的無(wú)損檢測(cè)進(jìn)行了詳細(xì)地分析和闡述，保證了壓力容器安全性的同時(shí)，也促進(jìn)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】壓力容器；無(wú)損檢測(cè)；原材料

1 針對(duì)壓力容器原材料的無(wú)損檢測(cè)

壓力容器的安全及質(zhì)量是非常重要的，所以，為保證其安全性和質(zhì)量，無(wú)損檢測(cè)要從壓力容器的使用原材料開始抓起，進(jìn)行有效的質(zhì)量控制。管材、金屬板材、鍛件和鑄件等是壓力容器使用的原材料，進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)要針對(duì)材料的制作工藝和幾何形狀的不同特質(zhì)選擇相應(yīng)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。

1.1 管材的無(wú)損檢測(cè)

壓力容器用管材主要應(yīng)用在換熱器的制造上，它包括無(wú)縫鋼管、焊接鋼管、銅及銅合金管、鋁及鋁合金管、鈦及鈦合金管等。

（1）無(wú)縫鋼管：主要檢測(cè)縱向缺陷，采用液浸法或接觸法超聲波檢測(cè)。液浸法檢測(cè)使用線聚焦或點(diǎn)聚焦探頭，接觸法檢測(cè)使用與鋼管表面吻合良好的斜探頭或聚焦斜探頭。

（2）所有類型的金屬管材都可用渦流檢測(cè)法探測(cè)其表面和近表面缺陷。鐵磁性鋼管一般用外穿過式線圈或放置式線圈檢測(cè)；

（3）非鐵磁性材料的管材口徑較小時(shí)，一般用于外穿式線圈檢測(cè)。

1.2 金屬板材的無(wú)損檢測(cè)

壓力容器筒體和封頭在制造時(shí)通常用到金屬板材，金屬板材包括：鋼板、雙相鋼板、不銹鋼板、鈦及鈦合金板材、鋁及鋁合金板材等。所有壓力容器的制造標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范都有明文規(guī)定：當(dāng)壓力容器在所處不良環(huán)境（如腐蝕、劇毒、高壓等），必須將每張金屬板材都進(jìn)行超聲檢測(cè)。所選探頭為單晶或雙晶直探頭，當(dāng)金屬板材在冶煉和軋制過程中出現(xiàn)缺陷（如產(chǎn)生的分層、白點(diǎn)和裂紋等），均能被探頭探測(cè)清楚。此外，如過鋼材的面積過大，則需采用充水耦合探頭進(jìn)行檢測(cè)。

1.3 鋼鍛件的無(wú)損檢測(cè)

壓力容器用鋼鍛件主要包括接管、法蘭、管板和圓筒等。通常采用超聲波法檢測(cè)鍛件中的危害性冶金缺陷。用縱波直探頭對(duì)加工過程中的實(shí)心鍛件進(jìn)行檢測(cè)，用橫波斜探頭對(duì)內(nèi)外徑之比<80%的環(huán)形或筒形鍛件進(jìn)行周向檢測(cè)。

1.4 鑄件的無(wú)損檢測(cè)

常用的壓力容器鑄鐵件為造紙用烘缸。為了檢查幾何形狀有變化、截面厚度不均勻鑄鐵件的鑄造質(zhì)量，通常采用射線檢測(cè)來(lái)發(fā)現(xiàn)鑄件內(nèi)縮孔、疏松及熱裂等缺陷。

2 壓力容器制造過程中的無(wú)損檢測(cè)

2.1 超聲波檢測(cè)

壓力容器殼體厚度大于8毫米、大口徑接管與殼體的對(duì)接焊縫內(nèi)部缺陷都由超聲檢測(cè)法完成。A型脈沖反射式超聲波探傷儀、2.5或5MHz頻率的探頭是較為常用的檢測(cè)方法。電子相控陣探頭和衍射波時(shí)差法（TOFD）雙探頭的使用不僅可提高焊縫檢測(cè)的效率，還能解決焊縫缺陷測(cè)深定高及缺陷定性分類等難題。

2.2 表面檢測(cè)

磁粉或滲透方法通常用于壓力容器制造時(shí)鋼板坡口、角焊縫和對(duì)接焊縫的表面檢測(cè)，也用于大型鍛件等加工后的表面檢測(cè)。鋼板和焊縫表面一般采用便攜磁軛式磁粉探傷機(jī)進(jìn)行磁粉檢測(cè)；圓筒形鍛件或無(wú)縫氣瓶機(jī)加工后的表面通常采用床式磁粉探傷機(jī)進(jìn)行磁粉檢測(cè)。滲透檢測(cè)用于不銹鋼和有色金屬坡口以及焊縫表面開口性缺陷的檢測(cè)。作磁粉或滲透檢測(cè)時(shí)，光照條件應(yīng)至少為500 lx。

2.3 射線檢測(cè)

射線檢測(cè)方法適用于壓力容器殼體或接管對(duì)接焊縫內(nèi)部缺陷的檢測(cè)，使用的射線探傷設(shè)備包括X射線探傷機(jī)、γ射線源和電子直線加速器。

2.4 壓力容器耐壓試驗(yàn)的聲發(fā)射檢測(cè)

壓力容器制造完成后，最終都要進(jìn)行以水、油或空氣為介質(zhì)的耐壓試驗(yàn)，以考核和確認(rèn)壓力容器的安全質(zhì)量。對(duì)一些特殊要求的壓力容器，在水壓試驗(yàn)時(shí)還同時(shí)進(jìn)行聲發(fā)射監(jiān)測(cè)，以檢測(cè)壓力容器在水壓過程中可能出現(xiàn)的缺陷開裂、裂紋萌生與擴(kuò)展，并對(duì)壓力容器的結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 使用中壓力容器的無(wú)損檢測(cè)

3.1 表面檢測(cè)

此方法普遍應(yīng)用在壓力容器停產(chǎn)進(jìn)行的內(nèi)外部檢驗(yàn)中。表面檢測(cè)的部位為壓力容器的對(duì)接焊縫、角焊縫、焊疤部位和高強(qiáng)螺栓等。鐵磁性材料一般采用磁粉法檢測(cè)，內(nèi)部由于照明不好，采用熒光磁粉法檢測(cè)，外部采用濕式黑磁粉法檢測(cè)，鐵磁性材料的角焊縫用磁粉檢測(cè)無(wú)法進(jìn)行時(shí)也采用滲透法檢測(cè)。非鐵磁性材料采用滲透法檢測(cè)，內(nèi)部采用熒光滲透法檢測(cè)，外部采用著色滲透法檢測(cè)。

3.2 渦流檢測(cè)

對(duì)于在用壓力容器，渦流檢測(cè)主要用來(lái)檢測(cè)換熱器換熱管的腐蝕狀態(tài)和焊縫表面裂紋。通過探頭，非鐵磁換熱管采用常規(guī)渦流檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)，鐵磁性換熱管運(yùn)用遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)技術(shù)，以檢測(cè)換熱管內(nèi)外部腐蝕引起的穿孔、蝕坑以及壁厚均勻減薄等缺陷。使用電流磁敏感探頭渦流電流檢測(cè)技術(shù)來(lái)檢測(cè)產(chǎn)生表面裂紋的焊接，運(yùn)用這種技術(shù)允許焊縫表面粗糙或具有一定厚度的涂層，因此可在運(yùn)行壓力容器的焊縫表面裂紋進(jìn)行快速檢測(cè)；也在停產(chǎn)時(shí)對(duì)壓力容器與內(nèi)部和外部測(cè)試首先用了這種技術(shù)快速測(cè)定焊縫，磁粉或滲透對(duì)可疑的點(diǎn)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，并確定具體的表面裂紋的大小和位置。

3.3 X射線檢測(cè)

X射線檢測(cè)方法常用于施工現(xiàn)場(chǎng)采用厚度較小的壓力容器對(duì)焊接縫內(nèi)部埋藏缺點(diǎn)的檢測(cè)，板材較薄無(wú)法采用超聲檢測(cè)，通過X射線檢測(cè)可在不高的管電壓下進(jìn)行檢測(cè)易于操作。192Ir或75Se等同位素進(jìn)行γ射線照相常用于人無(wú)法進(jìn)入的壓力容器及無(wú)法采用超聲檢測(cè)的多層包扎壓力容器和球形容器。另外，對(duì)超聲檢測(cè)發(fā)現(xiàn)缺陷的復(fù)驗(yàn)也多采用射線檢測(cè)，以此來(lái)進(jìn)一步確定缺陷的性質(zhì)，為缺陷返修提供依據(jù)。

3.4 超聲波檢測(cè)

在檢測(cè)接焊縫內(nèi)部埋藏缺陷和壓力容器焊縫內(nèi)表面裂紋時(shí)，超聲波檢測(cè)是首選。其優(yōu)點(diǎn)是超聲波探傷儀體積小、重量輕，便于攜帶和操作，且與射線相比對(duì)人無(wú)傷害，因此在在用壓力容器檢驗(yàn)中得到廣泛使用。即使壓力容器的外部有保溫覆蓋層，也能實(shí)現(xiàn)從內(nèi)部檢測(cè)焊縫外表面裂紋。另外，壓力容器鍛件和高壓螺栓可能出現(xiàn)裂紋檢測(cè)也可使用此方法。超聲波檢測(cè)法的另一特點(diǎn)是可測(cè)出焊縫內(nèi)缺陷的自身高度，這對(duì)在用壓力容器檢驗(yàn)中的缺陷安全評(píng)定是必不可少的。

3.5 漏磁檢測(cè)

漏磁檢測(cè)技術(shù)主要能檢查壓力容器表面可能出現(xiàn)的電腐蝕狀態(tài)，即使帶有油漆也能掃描檢測(cè)到。部分壓力容器內(nèi)部檢查人們無(wú)法進(jìn)入，且有些結(jié)構(gòu)即使使用內(nèi)窺鏡也無(wú)法做到，而超聲波測(cè)厚也發(fā)現(xiàn)不了電腐蝕的分布情況，所以，漏磁檢測(cè)技術(shù)是最好的選擇。

4 總結(jié)

綜上所述，壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種是符合科技發(fā)展需要、及多種無(wú)損檢測(cè)于一身的新型的檢測(cè)技術(shù)。它通過不斷的發(fā)展最終形成現(xiàn)在最強(qiáng)的探測(cè)技術(shù)。而隨著檢測(cè)市場(chǎng)的發(fā)展，壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)被越來(lái)越多的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中，且各式各樣的檢測(cè)種類也大大提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性，在有效保證了壓力容器的安全性的同時(shí)也提高了工作的效率。由于壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有無(wú)損的優(yōu)點(diǎn)，所以，還能幫助高科技含量的科技技術(shù)突破屏障，獲得更好的進(jìn)展，也預(yù)示著世界正在以飛速的速度前進(jìn)。未來(lái)的發(fā)展離不開高科技技術(shù)的支撐，新型材料的不斷推出，促進(jìn)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也將迎來(lái)新的發(fā)展空間，屆時(shí)，新的工業(yè)時(shí)代將為人們帶來(lái)更加富足便捷的生活。

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[責(zé)任編輯：鄧麗麗]