基于壓力容器無損檢測技術(shù)的探討

解鑫

(克拉瑪依市科比技術(shù)有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000)

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基于壓力容器無損檢測技術(shù)的探討

解鑫

(克拉瑪依市科比技術(shù)有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000)

我國將無損檢測技術(shù)應(yīng)用于壓力容器的檢測已有幾十年的歷史了。包括制造壓力容器的原材料在其出廠時(shí)以及制造壓力容器的過程中，和設(shè)備生產(chǎn)成型以后，以及在容器在役過程運(yùn)行和檢修過程當(dāng)中控制其質(zhì)量，等等幾乎壓力容器的全壽命周期都可以看到壓力容器的影子，當(dāng)然，無損檢測的應(yīng)用還遠(yuǎn)不僅如此，而是在工業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)行中廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在比較常見的用于壓力容器的原材料生產(chǎn)和其制造的無損檢測的方法主要有：放射源透視法、超聲波法、滲透法、磁粉法和滲透法以及管材的渦流檢測方法等，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)和使用范圍的局限，需根據(jù)應(yīng)用場合綜合考慮，從而有效保證產(chǎn)品的質(zhì)量和提高安全生產(chǎn)和使用的效果。

壓力容器；無損檢測；應(yīng)用

1　前言

壓力容器顧名思義是一種帶有一定工作壓力的容器，其在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，尤其是石油化工、能源動(dòng)力工程、材料冶金、發(fā)動(dòng)機(jī)等需要應(yīng)用熱力學(xué)的領(lǐng)域。在役壓力容器是指目前還在生產(chǎn)生活中使用的壓力容器。壓力容器由于其工作環(huán)境比較惡劣，長期承受高壓甚至還有高溫考驗(yàn)，物理化學(xué)的變化相對比較活躍，發(fā)生氧化、蠕變、氣蝕等損傷的可能性比常溫常壓下工作的容器大得多，所以需要定期對其進(jìn)行檢驗(yàn)，一則及時(shí)找出不宜繼續(xù)使用的設(shè)備，另則及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)等補(bǔ)救措施，從而有效提高其使用的安全性，相對于破壞性試驗(yàn)來說，無損檢測無疑是首選。

本文將對現(xiàn)在常用的無損檢測方法進(jìn)行簡單而系統(tǒng)的梳理，包括其工作原理、使用條件、應(yīng)用范圍以及注意事項(xiàng)等。目前還沒有誰能發(fā)明一種辦法能夠適用于所有的檢測場合，因此針對具體容器，需要對癥下藥，根據(jù)其具體情況選擇其適用的檢測方法，才能安全有效且經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)容器的安全運(yùn)行。

2　壓力容器無損檢測的常規(guī)方法

2.1超聲檢測技術(shù)

超聲檢測的原理是在均勻材料中，缺陷造成材料不連續(xù)，從而使得聲阻抗的不一致，超聲波傳播遇到不同界面時(shí)反射回來的能量的大小與交界面兩邊介質(zhì)聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關(guān)。如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超聲波波長時(shí)，則超聲波在缺陷上反射回來，探傷儀可將反射波和入射波的及其疊加及衰減特性顯示出來；如缺陷的尺寸甚至小于波長時(shí)，聲波將繞過缺陷而不能反射。焊道表面一定要光滑。這種超聲檢測方法的適用范圍是對于厚度較大的壓力容器的殼體，以及直徑較大的支管與殼體之間的焊縫的檢測效果較好，多使用超聲脈沖發(fā)生器來具體實(shí)現(xiàn)。超聲探測器對于材料中有縫隙的地方的檢測尤其敏感，比如焊縫沒有完全熔合，受力桿件中的裂紋等十分有效。又由于超聲波測試儀小巧輕便，便于攜帶而且操作簡單，副作用小，不需要將現(xiàn)場進(jìn)行封閉即可進(jìn)行試驗(yàn)。因此這種探測方法得到了廣泛的應(yīng)用。不足之處在于超聲波探測有一定的盲區(qū)，對于內(nèi)部缺陷的取向不規(guī)則時(shí)難以發(fā)現(xiàn)，另外對于表面缺陷也難以發(fā)現(xiàn)。另外該方法很難定量確定缺陷的大小和嚴(yán)重程度。只能作為基本的檢測手段。

2.2滲透檢測技術(shù)

滲透檢測的原理是利用液體毛細(xì)現(xiàn)象將滲透液滲入表面開口缺陷，再將多余的滲透液清洗掉，使得缺陷中的滲透液保留，再利用顯像劑的毛細(xì)作用吸附出缺陷中的余留滲透劑從而實(shí)現(xiàn)檢測缺陷。這種方法能夠使用于多種材料的檢測，除了包括幾乎所有的金屬外還可應(yīng)用于很多非金屬材料。它對于裸露在表面的缺陷有著十分好的檢測效果，但對于深藏于試品內(nèi)部深處的缺陷則檢測不到。這種技術(shù)應(yīng)用起來操作十分簡單，對于受過專業(yè)訓(xùn)練的人來說，要掌握它并不困難，而且它對于那種整塊表面的缺陷的檢測十分高效。

2.3磁粉檢測技術(shù)

磁粉檢測技術(shù)本質(zhì)上是根據(jù)材料磁性的變化來判斷缺陷的，也就是當(dāng)鐵磁材料被磁化時(shí)，如果材料是連續(xù)而均勻的，則材料中的磁感應(yīng)線將基本被約束在材料內(nèi)部，被檢測表面不會(huì)形成明顯的泄露磁場。如果材料表面存在不縫隙等不連續(xù)現(xiàn)象，在該部位將出現(xiàn)漏磁場，通過收集施加的磁粉就可以判斷缺陷的位置及形狀。該方法適用于板材或者型材在鍛造過程中的檢測，當(dāng)然也可以用于在用的壓力容器的檢測。它不受試品的形狀和尺寸的限制，而且操作方法也十分簡潔方便，高效低價(jià)。不足之處是僅僅適用于鐵磁材料的檢測，而且檢測深度有限一般不超過兩毫米。

3　壓力容器無損檢測方法的選擇

目前，選用來作為壓力容器無損檢測的方法的不同意見主要還是在信號源射線檢測和超聲波檢測這兩種方法上。其實(shí)這兩種方法，各有優(yōu)缺點(diǎn)，而且其各自特長差別較大。射線檢測從檢測效果上來看，對于具有一定體積尺寸的缺陷非常靈敏，也就是對于孔、洞等檢測得非常準(zhǔn)備，但是其對于厚度極小的線甚至是面缺陷的檢測效果就不盡如人意了，因?yàn)槿毕莸暮穸忍Ψ派渚€的影響就難以察覺。與此相反，超聲檢測對于有裂縫的面缺陷的檢測則極其有效,特別是在聲波與缺陷面垂直時(shí)，效果尤為明顯，而這恰恰是射線檢測法無法做到的。但遇到體缺陷，超聲波有可能發(fā)生擴(kuò)散或者漫反射的現(xiàn)象，檢測效果就不明顯，從而影響檢出率。

綜合考慮以上兩種方法的特點(diǎn)，壓力容器無損檢測方法的選擇應(yīng)當(dāng)結(jié)合壓力容器缺陷的實(shí)際情況來進(jìn)行。在方法的選用時(shí)我們還應(yīng)該注意到，射線法與超聲波法并非是同質(zhì)性的互相替代性好的辦法，相反卻是互補(bǔ)盲區(qū)的方法，所以在對于重要的設(shè)備進(jìn)行檢測的過程中，需要使用多種方法綜合體檢，減少檢測盲區(qū)，從而在最大限度上發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理和預(yù)防。

總之，除了以上壓力容器無損檢測當(dāng)中所探討的一些問題，還應(yīng)該考慮對無損檢測容器的影響可靠性的其他方面，如在控制檢測系統(tǒng)中的所通用的標(biāo)準(zhǔn)與檢測對象所專用的驗(yàn)收檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等，包括了關(guān)于無損檢測工作人員的高度責(zé)任感和技術(shù)能力水平以及各種各樣的檢測缺陷和檢測方法的有效程度的可靠性和局限性等方面。所以，對壓力容器的檢測中，必須要正確的使用無損檢測法，從而保證壓力容器在運(yùn)作中的安全系數(shù)。

[1]王自明.無損檢測綜合知識[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2]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).

解鑫(1987-),男,漢族,甘肅張掖人,助工,本科,克拉瑪依市科比技術(shù)有限責(zé)任公司,研究方向：無損檢測。

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1671-1602(2016)18-0010-01