對在用壓力容器檢驗現(xiàn)場滲透檢測的幾點思考

王學斌

中國石化集團江蘇石油勘探局特種設備檢驗檢測所 （江蘇 揚州 225009）

對在用壓力容器檢驗現(xiàn)場滲透檢測的幾點思考

王學斌

中國石化集團江蘇石油勘探局特種設備檢驗檢測所 （江蘇 揚州 225009）

TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，在用壓力容器定期檢驗中應進行一定比例的表面缺陷檢測，鐵磁性材料制壓力容器的表面檢測應當優(yōu)先采用磁粉檢測，但有時因現(xiàn)場環(huán)境條件限制，只能運用滲透檢測來滿足設備定期檢驗的要求。對在用壓力容器焊縫進行溶劑去除型著色滲透檢測法檢測時，熟練掌握滲透檢測的技術特點，做好檢測表面預處理，制定完善的檢測工藝，控制環(huán)境因素的影響，實行嚴格的質(zhì)量控制，執(zhí)行到位的安全措施，是保證檢測工作質(zhì)量的關鍵。

壓力容器；滲透檢測；表面缺陷檢測；細小裂紋

TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》（俗稱“大容規(guī)”）8.3.1條規(guī)定：“金屬壓力容器定期檢驗項目，以……、表面缺陷檢測、……為主，”也就是說在壓力容器定期檢驗中應進行一定比例的表面缺陷檢測?！按笕菀?guī)”8.3.6條明確要求：“表面缺陷檢測，應當采用NB/T 47013.4—2015中的磁粉檢測和NB/T 47013.5—2015中的滲透檢測方法。鐵磁性材料制壓力容器的表面檢測應當優(yōu)先采用磁粉檢測”[1]。但有時因現(xiàn)場環(huán)境條件限制，在磁粉檢測無法實施的情況下，如現(xiàn)場沒有電源、水源，檢測部位外形復雜、檢測空間窄小，以及對非鐵磁性材料如奧氏體不銹鋼以及有色金屬制造的壓力容器進行表面檢測時，只能采用滲透檢測來滿足設備定期檢驗的要求。于是滲透檢測便成了此類設備定期檢驗過程中的關鍵一環(huán)，在此條件下保證滲透檢測結(jié)果質(zhì)量就顯得尤為重要。

1 掌握滲透檢測的特點

滲透檢測方法可以檢測金屬和非金屬表面開口缺陷，不受工件化學成分、結(jié)構(gòu)以及缺陷形狀、尺寸和方向的限制[2]，對表面細小裂紋的檢測靈敏度比其他檢測方法高，還可用于磁粉檢測無法實施的部位。對在用壓力容器焊縫進行滲透檢測時，由于檢測現(xiàn)場一般在野外，沒有電源和水源，因此通常采用溶劑去除型著色滲透檢測法（即ⅡC-d法）。ⅡC-d法因其操作簡單、不用水、電、氣，缺陷顯示直觀，檢測成本低，靈敏度高，可檢測的材料和缺陷范圍廣，對于形狀復雜的工件檢測效率高等優(yōu)點，應用越來越廣泛。但該檢測方法也存在不能檢測開口被堵塞的缺陷，無法檢測多孔性材料，滲透檢測劑易揮發(fā)、易燃易爆且有一定毒性，可能造成工件腐蝕和環(huán)境污染等缺點。

2 做好檢測表面預處理

NB/T 47013.5—2015《承壓設備無損檢測 第5部分：滲透檢測》6.1.1條對被檢工件表面提出了具體要求：不得有影響滲透檢測的鐵銹、氧化皮、焊接飛濺、鐵屑、毛刺以及各種防護層[3]。對于在用壓力容器滲透檢測來說，由于氧化皮、焊接飛濺、鐵屑、毛刺等在制造驗收前已被清除，因此，有效去除焊縫等被檢表面的銹蝕和油漆防護層是非常關鍵的一步。常用的銹蝕和油漆防護層去除方法有機械清理、溶劑清洗、化學清洗等。在檢測現(xiàn)場，用角向磨光機裝上鋼絲輪打磨清除工件表面的銹蝕和油漆防護層是常用的機械清理方法之一，為了驗證這種機械清理方法的可靠性，江漢油田特種設備檢驗檢測站通過大量室內(nèi)和現(xiàn)場試驗，得出結(jié)論，對在用壓力容器焊縫進行滲透檢測時，采用裝有鋼絲輪的角向磨光機打磨去除焊縫表面銹蝕和油漆防護層，不會影響滲透檢測靈敏度[4]。

3 制定完善的檢測工藝

在用壓力容器焊縫滲透檢測的目的主要是檢查疲勞裂紋和應力腐蝕裂紋，這類裂紋細小、密集，肉眼很難發(fā)現(xiàn)。因此，檢測前要充分了解容器在使用中的受力狀態(tài)，找出容易產(chǎn)生疲勞和應力集中部位，確定檢測重點，制定完善的滲透檢測工藝，明確檢測操作要點。在滲透檢測過程中，為了提高對表面細小裂紋的檢測效果，可以適當延長滲透時間。ⅡC-d法具體檢測工藝如下：

1）預清洗。對工件表面用清洗劑進行預清洗，徹底清除被檢表面機械打磨后的殘留物和其他污垢。

2）滲透。用噴涂法在被檢表面均勻噴涂滲透劑，要確保被檢表面被滲透劑完全覆蓋，并保持潤濕狀態(tài)至少10 min。

3）去除。通常先用滲透檢測專用的布或紙（要求干燥、潔凈不脫毛）依次擦拭，去除檢測表面多余的滲透劑，待清除了大部分多余滲透劑后，再用專用的布或紙蘸清洗劑進行擦拭，直至多余滲透劑全部清除干凈。操作過程中需要注意的是不能往復擦拭，禁止用清洗劑對工件表面直接沖洗，以防過度清洗。

4）干燥顯像。待被檢面自然干燥5～10 min后，先將噴罐中的顯像劑充分搖勻，再將顯像劑均勻地噴涂在被檢面上，然后自然干燥，時間控制在10～60 min。

5）觀察記錄。在顯像劑干燥后，用目視法對紅色顯示進行觀察，可利用5～10倍放大鏡協(xié)助對細小顯示進行辨認，當確定為缺陷顯示時，應在檢測記錄上用草圖標示下來，必要時可采用照相和錄像以及可剝性塑料薄膜等方法記錄缺陷顯示。檢測完成后應對被檢表面進行清理，去除檢測殘留物。

4 控制環(huán)境因素的影響

在用壓力容器現(xiàn)場滲透檢測主要環(huán)境影響因素是壓力、溫度[5]，由于大氣壓是一定值，對檢測靈敏度影響可以忽略不計，但溫度對檢測靈敏度的影響就比較大，必須加以控制。隨著現(xiàn)場溫度的升高，滲透劑的黏度會因溫度升高而降低，便于流動，有利于提高檢測靈敏度，但如果溫度過高，滲透液中有機溶劑會迅速揮發(fā)，導致滲透劑干在被檢工件表面，不僅影響滲透液的滲透性能，而且會給隨后的清洗去除等工序造成很大困難，還有可能形成偽缺陷，影響對真實缺陷顯示的識別；如果溫度太低，滲透劑會變黏變稠，流動性變差，直接影響滲透檢測效果。因此，標準規(guī)定在整個滲透檢測過程中，滲透檢測劑和工件表面溫度應控制在5～50℃之間，當溫度條件不能滿足時，應用A型鋁合金試塊按NB/T 47013.5—2015附錄B規(guī)定的方法進行對比試驗，以確定在實際溫度條件下進行滲透檢測的有效性，并對檢測工藝參數(shù)和操作方法進行修正。

5 實行嚴格的質(zhì)量控制

根據(jù)以往的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析得知，表面細小裂紋在設備使用過程中的產(chǎn)生和擴展，是導致大部分特種設備發(fā)生事故的直接原因。而滲透檢測作為檢查表面細小裂紋的重要手段，檢測工作的自身質(zhì)量在一定程度上決定了被檢對象的安全質(zhì)量，是保證被檢工件安全使用的重要條件，因此，必須對滲透檢測的全過程實行嚴格的質(zhì)量控制。對在用壓力容器焊縫進行檢測的ⅡC—d法來說，質(zhì)量控制可以從以下幾個方面入手。

1）檢測人員技術水平和能力是保證檢測質(zhì)量的重要因素。承壓設備的滲透檢測屬于特種作業(yè)，因此，從事滲透檢測的人員，必須按照國家特種設備行業(yè)的相關規(guī)定，通過嚴格的知識培訓和技能考核，取得不同級別（分初、中、高3個級別）的滲透檢測資格證書，且只能從事與證書規(guī)定的方法和級別相應的檢測工作。

2）滲透檢測用材料的質(zhì)量關系到滲透檢測工作的成敗，因此，必須加強對滲透檢測劑的質(zhì)量控制，確保其性能穩(wěn)定可靠。滲透檢測所用的清洗劑、滲透劑和顯像劑必須是同一廠家生產(chǎn)的同族組的檢測劑，不同族組的檢測劑禁止混用，檢測單位鑒定、驗收或批準之前的檢測劑不得使用。檢測過程中必須定期對滲透檢測劑的性能進行校驗，包括對滲透劑的靈敏度、可去除性、腐蝕性能校驗，對顯像劑的沉定性、靈敏度、再懸浮等特性的校驗等。

3）滲透檢測標準試塊分A、B、C型3種，必須是經(jīng)業(yè)務主管部門認可并鑒定合格的廠家的產(chǎn)品。使用前，應根據(jù)用途不同選用合適的試塊，不同場合使用不同試塊。使用后，應按規(guī)定進行清洗，徹底清除滲透檢測劑殘留，最后放入裝有丙酮的密閉容器中保存，靈敏度下降或有堵塞的試塊必須及時修復或更換。

4）滲透檢測工藝操作主要包括表面準備和預清洗、滲透、去除、干燥、顯像、觀察及評定、后清洗等步驟，每個步驟必須嚴格執(zhí)行滲透檢測工藝規(guī)程，每班開始前以及工藝條件發(fā)生變化時，應用B型標準試塊對工藝操作系統(tǒng)的靈敏度進行校驗，確認合格后方可開展檢測工作。

5）對在用壓力容器焊縫進行滲透檢測時，應保證檢測現(xiàn)場有足夠的活動空間、通風順暢，如需進入容器內(nèi)檢測時應設置抽排風裝置，檢測現(xiàn)場溫度應控制在5～50℃范圍內(nèi)，不能滿足時應進行對比試驗。滲透檢測工作應在自然光或燈光下進行，被檢面可見光照度應大于等于1 000 lx，如遇特殊情況，必須保證不低于500 lx，且不得有其他反射光。

6 執(zhí)行到位的安全措施

在用壓力容器現(xiàn)場滲透檢測必須執(zhí)行使用單位的安全生產(chǎn)管理規(guī)定，特別是在石化行業(yè)檢測時，要嚴格遵守“中國石化安全生產(chǎn)禁令”和企業(yè)自身的安全管理制度，確保檢測作業(yè)安全。

6.1 防火防爆

滲透檢測劑的主要成分中含有大量有機溶劑，特別是盛裝檢測劑的壓力噴罐，罐內(nèi)除了要充裝可燃性的滲透檢測劑外，還要充裝經(jīng)高壓液化的丙烷或氟利昂等氣體。丙烷是易燃氣體，與空氣混合后，遇到明火和熱源很容易發(fā)生燃燒和爆炸，所以使用噴罐式滲透檢測劑時，檢測現(xiàn)場防火防爆措施必須到位，并有完善的應急預案，如遇突發(fā)事件，迅速按規(guī)定處理，避免造成人身傷害和財產(chǎn)損失。

6.2 防中毒

噴罐式滲透檢測劑中含有多種易揮發(fā)的有機溶劑，這些有機溶劑，一般具有刺激性氣味，并有一定毒性。當檢測人員在通風不良的容器中或室內(nèi)進行滲透檢測時，這些揮發(fā)性的有毒氣體很容易聚集，并被吸入體內(nèi)，引起人體中毒。因此，在對在用壓力容器進行滲透檢測時，衛(wèi)生安全措施必須到位。

1）在保證檢測靈敏度和工件技術要求的前提下，優(yōu)先采用低毒配方。

2）在通風不良的容器中或室內(nèi)進行檢測操作時，應設置通風裝置，提高空氣置換速度，降低操作環(huán)境中有毒氣體濃度。

3）配備齊全和正確使用勞動保護用品，嚴格按照操作規(guī)程作業(yè)，避免皮膚與滲透檢測劑直接接觸，進入受限空間檢測時，應做到全程監(jiān)控。

4）檢測場所嚴禁吸煙，盡量減少有毒氣體呼吸量。

5）提前防范，避免使用對滲透檢測劑存在過敏等健康問題的人員，定期對從事滲透檢測的工作人員進行健康體檢，及時掌握檢測人員健康動態(tài)，確保檢測人員健康安全。

滲透檢測，作為5種常規(guī)無損檢測方法（射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測、渦流檢測）之一，對于提高產(chǎn)品質(zhì)量有著極其重要的作用。隨著滲透檢測新技術、新材料的出現(xiàn)和檢測過程自動化的發(fā)展，滲透檢測必將為我國工業(yè)生產(chǎn)和設備安全做出更大的貢獻。

[1]國家質(zhì)檢總局特種設備安全監(jiān)察局.固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程：TSG 21—2016[S]．北京：新華出版社，2016：75-77.

[2]胡學知.滲透檢測[M]．2版.北京：中國勞動社會保障出版社，2007.

[3]全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會.承壓設備無損檢測第 5 部分：滲透檢測：NB/T 47013.5—2015[S]．北京：新華出版社,2015：236.

[4]李華桃.在用壓力容器滲透探傷表面漆層去除方法探討[J].無損探傷,2004,28（3）：40-41,48.

[5]李平利,黃 磊.影響液體滲透檢測靈敏度的因素[J].無損探傷,2004,28（6）：38-40.

In TSG 21—2016"Regulations for safety technical supervision of stationary pressure vessels",it is stipulated that in the periodic inspection of in-use pressure vessels,a certain proportion of surface defect inspection shall be carried out,and the surface detect examination of pressure vessels of ferromagnetic materials shall be carried out with magnetic particle testing.But sometimes because of the limited environmental conditions,we can only use penetration testing to meet the requirements of periodic inspection of equipment.In the detection of the weld seam of pressure vessel using IIC-d method,the proficiency of the characteristics of penetration testing technology,the good pretreatment of the detected surface,the formulation of perfect detection process,the control of environmental factors,and the implementation of strict quality control and safety measures are the key to ensure the testing quality.

pressure vessel;penetration testing;surface defect inspection;fine crack

王學斌（1965-），男，高級工程師，主要從事特種設備檢驗檢測及質(zhì)量管理、油田特種設備腐蝕研究等工作。

王 梅

2017-05-10