無損檢測方法在壓力容器檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究

張 量，涂飛鵬

（江西省鍋爐壓力容器檢驗(yàn)檢測研究院，江西 南昌 330029）

無損檢測技術(shù)即非破壞性檢測，就是在不破壞待測物質(zhì)原來的狀態(tài)、化學(xué)性質(zhì)等前提下，為獲取與待測物的品質(zhì)有關(guān)的內(nèi)容、性質(zhì)或成分等物理、化學(xué)情報(bào)所采用的檢查方法。應(yīng)用無損檢測是在依靠先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的前提下，應(yīng)用物理或者化學(xué)技術(shù)對壓力容器進(jìn)行檢測的方法。壓力容器的使用過程存在的各種安全隱患都需要由無損檢測技術(shù)定期檢驗(yàn)從而減少危險(xiǎn)的發(fā)生。壓力容器應(yīng)用范圍之廣包括醫(yī)藥、石油、化工、造紙等方面，一旦壓力設(shè)備發(fā)生故障，首先會影響設(shè)備的運(yùn)行，甚至可能會造成無法挽回的安全事故。無損檢測技術(shù)的優(yōu)勢在于擁有多種檢測方法，根據(jù)不同工件采取與之相適應(yīng)的檢測方法，目前國內(nèi)常用的檢測技術(shù)主要是射線、超聲、滲透等。本文通過淺析無損檢測技術(shù)來闡述壓力容器中的應(yīng)用方法。

1 無損檢測技術(shù)的特征

1.1 無損檢測技術(shù)在應(yīng)用過程中應(yīng)遵守的原則

無損檢測技術(shù)包括射線檢測、滲透檢測、磁粉檢測以及超聲波檢測等，其中每種檢測方法都有自己的適用性，也都有自己的局限性。在選擇檢測方法是，要根據(jù)容器性質(zhì)選擇一種或多種檢測方法。在選擇檢測方法時(shí)，要遵守以下3項(xiàng)原則：一是必須在進(jìn)行壓力檢測前明確檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，根據(jù)目的選擇與之相適應(yīng)的最佳檢測方法。二是在選擇檢測技術(shù)前要根據(jù)壓力容器的形狀、大小、材料還有可能出現(xiàn)的缺損現(xiàn)象制定檢測計(jì)劃、選擇檢測方法。三是對于對檢測要求較高的壓力容器在檢測前要做好計(jì)劃，為保證檢驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)度、可靠度、全面性可以選擇幾種檢測技術(shù)結(jié)合使用。舉例來說，當(dāng)檢查時(shí)容器表面有細(xì)小裂紋的時(shí)候就不可以使用射線以及超聲，最佳選擇是磁粉或者滲透。

1.2 壓力容器進(jìn)行無損檢測的重要性

現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展要求無損檢測技術(shù)在企業(yè)壓力容器中的應(yīng)用越來越廣泛，在各式各樣的管道和容器中占據(jù)了十分重要的地位。無損檢測的優(yōu)勢是其他檢測方式比不上的，比如說：在檢驗(yàn)類似工業(yè)鍋爐等容器內(nèi)部含有液體的設(shè)備時(shí)，容器內(nèi)部的壓力較高，倘若用一般性的檢測方式即有可能造成事故發(fā)生，對人身安全以及企業(yè)財(cái)產(chǎn)帶來威脅。而無損檢測技術(shù)就解決了這方面的隱患。并且現(xiàn)階段評測某企業(yè)競爭力大小的一個(gè)重要保準(zhǔn)就是該企業(yè)是否具備無損檢測技術(shù)；再者來說，壓力容器應(yīng)用無損檢驗(yàn)技術(shù)的優(yōu)勢十分明顯：一是在壓力容器中應(yīng)用無損檢測能夠保持設(shè)備的良好性能，降低安全隱患，從而降低可能事故的發(fā)生；二是注重壓力容器得到檢測工作，有利于增加生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；三是定期對壓力設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)有助于延長設(shè)備使用時(shí)間，節(jié)約成本。

2 無損檢測技術(shù)在壓力容器中的應(yīng)用分析

2.1 超聲檢測方法在壓力容器中的應(yīng)用

超聲檢測方法是檢測技術(shù)之一，應(yīng)用價(jià)值很大，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的使用效果，同時(shí)也為壓力容器的檢測提供了技術(shù)支持。超聲檢測的原理是選取0.5MHz～5MHz之間頻率的超聲波并合理運(yùn)用，在壓力容器內(nèi)探查有無缺損。如果該被檢測設(shè)備存在缺損，超聲會在接觸到缺損處的異質(zhì)界面而發(fā)生反射現(xiàn)象，技術(shù)人員便可根據(jù)反射超聲對壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)分析。在使用超聲技術(shù)檢測時(shí)，需要由專業(yè)人員進(jìn)行操作，才能為容器安全提供技術(shù)支持。超聲檢測技術(shù)相對于其他檢測方法發(fā)優(yōu)勢是具有更廣的探測范圍，既能對焊縫區(qū)域進(jìn)行檢測，也能對壓力容器的母材進(jìn)行探測。具體的應(yīng)用方式為：一是焊縫處的缺損，壓力容器需要焊接進(jìn)行密封及連接，因此焊縫處格外薄弱也是缺損多發(fā)區(qū)，在壓力容器使用過程中也容易產(chǎn)生裂紋，應(yīng)用超聲可以對該區(qū)域進(jìn)行掃查從而確定缺損部位；二是壓力容器的母材檢測，在檢測時(shí)，如果是在母材的表面發(fā)現(xiàn)裂紋或者是超聲波測量厚度時(shí)發(fā)現(xiàn)異常而無法判斷母材內(nèi)部的狀況時(shí)，就可以使用超聲檢測直接探測母材內(nèi)部狀況、有無分層和折疊等缺損現(xiàn)象，這種方式會更加簡潔直觀。

2.2 射線檢測技術(shù)在壓力容器中的應(yīng)用

射線檢測技術(shù)也是無損檢測方法之一，可以為壓力容器的檢測提供技術(shù)支持。在實(shí)際操作中，X射線檢驗(yàn)方法應(yīng)用非常廣泛，能夠做到對設(shè)備內(nèi)部的零件的缺損情況做到有效的檢驗(yàn)。X射線的工作原理是其擁有著極強(qiáng)的穿透力，而在穿透工件物質(zhì)時(shí)會受到阻力而降低穿透力度，并且其減弱程度會根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)的不同產(chǎn)生差異，工件有缺損的地方相應(yīng)的穿透力就更強(qiáng)，技術(shù)人員可以根據(jù)穿透力度的大小判斷零件內(nèi)部缺陷所在的位置。

X射線進(jìn)行檢測的優(yōu)勢在于通過X射線的衍射方法能夠得到工件內(nèi)部缺損的直觀圖像，能夠做到定性定量基礎(chǔ)上的精確，也能夠長期保存并記憶在終端。在實(shí)際應(yīng)用中，X射線檢測能夠滿足焊縫處缺陷的檢驗(yàn)，同時(shí)對于熱裂紋、冷裂紋、應(yīng)力腐蝕以及疲勞產(chǎn)生的裂紋都可以被檢測清楚，能夠是壓力容器在使用過程中保持良好的應(yīng)用能力。但X射線檢測也存在較明顯的缺陷，首先是檢測成本過高，其次是在實(shí)際檢測中需要提前進(jìn)行合理角度的選擇，并且在檢測裂紋與未熔合處時(shí)可能會出現(xiàn)漏檢的情況。

2.3 滲透檢測技術(shù)在壓力容器中的應(yīng)用

滲透檢測技術(shù)相對簡單，該方法是指將滲透液置于待檢設(shè)備表面，在滲透液的作用下，對該設(shè)備表面是否存在缺損進(jìn)行檢驗(yàn)和分析，從而實(shí)現(xiàn)對工件的裂紋、缺損及缺口的科學(xué)檢測。滲透檢測技術(shù)的優(yōu)勢在于所需成本低，操作簡單且檢測結(jié)果十分直觀。更能夠滿足不規(guī)則壓力容器的檢測要求。但滲透檢測技術(shù)的優(yōu)勢也是它的劣勢。滲透檢測技術(shù)只能應(yīng)用于工件表面的檢驗(yàn)動作，不能對工件內(nèi)部的問題及缺損進(jìn)行檢測，這就導(dǎo)致其效能大打折扣，應(yīng)用范圍比較局限。在實(shí)際工作中應(yīng)用滲透檢測技術(shù)時(shí)充分利用其自身特點(diǎn)，做好工件表面的檢測，是壓力容器表面存在的裂紋、凹陷等缺損情況及時(shí)得到治理，從而最大限度保證設(shè)備正常生產(chǎn)的進(jìn)行。滲透技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中的特點(diǎn)是可以檢測出非鐵、磁性的物質(zhì)表面的缺損并且能夠檢測到磁粉不易檢驗(yàn)到的部位，比如說一部分C、D類的焊接接頭存在的表面缺陷。

2.4 磁粉檢測技術(shù)在壓力容器中的應(yīng)用

磁粉檢測技術(shù)在應(yīng)用中主要用于鐵磁類的工件，磁粉的工作機(jī)制為：當(dāng)鐵磁類的壓力容器因?yàn)榛w材料的不連續(xù)性造成內(nèi)部缺損，當(dāng)該工件被磁化之后，缺損部位往往會產(chǎn)生漏磁場。這時(shí)在適宜的光照條件下對放置于設(shè)備表面的磁粉進(jìn)行照射，就能根據(jù)磁粉的痕跡確定設(shè)備缺損的部位及形狀，從而完成對設(shè)備的科學(xué)無傷害檢驗(yàn)。磁粉檢測技術(shù)的優(yōu)勢與在實(shí)際應(yīng)用中的使用方面是能夠直觀的確定設(shè)備的位置及形狀且操作簡單、經(jīng)濟(jì)適用、檢測靈敏度高。缺點(diǎn)是不適用于非鐵磁類壓力容器。對于壓力容器來說，磁粉檢測技術(shù)是最常使用的無損檢測技術(shù)，特別是對容器制造過程中大面積焊縫處以及熱影響區(qū)表面的缺陷有比較高的檢出率。

3 總結(jié)

綜合來說，如果壓力容器的檢測設(shè)備中能夠集齊超聲、X射線、滲透、磁粉四種檢測方式，能夠?yàn)閴毫θ萜魈峁O高的安全保障，從而保證壓力容器在使用過程中的穩(wěn)定性與高效性。提示相關(guān)企業(yè)在今后開展壓力容器的檢測方面的工作時(shí)，盡量把四種無損檢測方式根據(jù)其各自優(yōu)點(diǎn)結(jié)合應(yīng)用，提高檢驗(yàn)工作的質(zhì)量與效率，得出科學(xué)性強(qiáng)的檢驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)需要相關(guān)人員落實(shí)研究與應(yīng)用工作，力求將國內(nèi)檢測技術(shù)的科技優(yōu)勢繼續(xù)加強(qiáng)。