壓力容器無損檢測(cè)技術(shù)的合理選擇與應(yīng)用研究

趙攀

摘? ? 要：當(dāng)前的設(shè)備檢測(cè)技術(shù)可以分為損傷檢測(cè)技術(shù)和無損檢測(cè)技術(shù)。損傷檢測(cè)，顧名思義，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行物理或化學(xué)分析取樣時(shí)，要將樣本進(jìn)行拆解，變形，然后再進(jìn)行檢測(cè)分析。無損檢測(cè)，是在不破壞設(shè)備的情況下，甚至不在直接接觸設(shè)備的情況下，根據(jù)設(shè)備的材料特性利用物理或者化學(xué)原理，對(duì)設(shè)備的各部分狀態(tài)、材料、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析檢測(cè)的技術(shù)。損傷檢測(cè)和無損檢測(cè)技術(shù)最大的區(qū)別就是在對(duì)設(shè)備檢測(cè)時(shí)，有無對(duì)設(shè)備進(jìn)行破壞，是否會(huì)影響被檢測(cè)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。由于壓力容器的封閉性、高危性、穩(wěn)定性和生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)性，對(duì)壓力容器的檢測(cè)應(yīng)避免對(duì)設(shè)備造成拆解和破壞，因此無損檢測(cè)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的壓力容器的安全性檢測(cè)中。無損檢測(cè)技術(shù)在不破壞壓力容器本體的基礎(chǔ)上，探查設(shè)備本體是否存在缺陷，定位缺陷的位置，大小和性質(zhì)。

關(guān)鍵詞：壓力容器;無損檢測(cè)技術(shù);合理選擇;應(yīng)用

1? 無損檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)

無損檢測(cè)技術(shù)主要利用物理原理，系借助聲波、射線、磁場(chǎng)等物理現(xiàn)象的物理特性，在不破壞容器的前提下對(duì)其表面及本體材料內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)。目前常用的無損檢測(cè)技術(shù)有超聲波檢測(cè)、射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)等三種類型，可根據(jù)容器材質(zhì)及應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行選擇。無損檢測(cè)較傳統(tǒng)的檢測(cè)方法效率更高、檢測(cè)范圍更廣、安全系數(shù)更高，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)更大。

無損檢測(cè)技術(shù)最主要的特點(diǎn)是不會(huì)損傷待檢測(cè)對(duì)象，但在使用過程中需注意兩個(gè)方面：一是與破壞性檢測(cè)相關(guān)聯(lián)。兩種檢測(cè)方式相互補(bǔ)充，能夠?qū)θ萜魅毕葸M(jìn)行更清晰的分析，提高檢測(cè)效果;二是選擇恰當(dāng)?shù)臋z測(cè)時(shí)間。如鍛件檢測(cè)一般安排在鍛造完成和簡(jiǎn)單加工之后，對(duì)鉆孔或鐵槽的檢測(cè)一般安排在最終完成之前。

2? 壓力容器無損檢測(cè)技術(shù)的選擇

2.1? 壓力容器無損檢測(cè)技術(shù)的種類

主流的壓力容器的無損傷檢測(cè)技術(shù)的主要分為五大類型：

超聲波技術(shù)，射線技術(shù)，磁粉技術(shù)，滲透技術(shù)和渦流技術(shù)。超聲無損檢測(cè)技術(shù)，主要利用不同介質(zhì)中聲波不同傳播特性而形成的檢測(cè)技術(shù)。射線無損檢測(cè)技術(shù)，主要利用射線的高穿透性特點(diǎn)，對(duì)結(jié)構(gòu)大，厚度高的壓力容器進(jìn)行檢測(cè)。磁粉技術(shù)，主要來檢測(cè)鐵磁性材料，利用磁粉和鐵磁材料磁場(chǎng)反應(yīng)的特性來進(jìn)行檢測(cè)。滲透技術(shù)，主要利用高分子材料、特異指示劑和磁性材料的滲透作用來對(duì)非鐵磁性壓力容器進(jìn)行檢測(cè)。渦流技術(shù)，利用探查設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生渦電流的變化來檢測(cè)的技術(shù)。

2.2? 壓力容器無損檢測(cè)技術(shù)的選擇原則

應(yīng)用場(chǎng)合不同，壓力容器的材料、大小、結(jié)構(gòu)會(huì)存在很大的差異，不同壓力容器的承壓能力等技術(shù)設(shè)定也會(huì)存在很大的區(qū)別。因此，需要根據(jù)壓力容器的特性，對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行合理的選擇。選擇的原則主要有：

（1）兼容性原則。首先，在某些特點(diǎn)的壓力容器檢測(cè)場(chǎng)合，無損檢測(cè)技術(shù)可以與損傷檢測(cè)技術(shù)結(jié)合起來使用。無損檢測(cè)技術(shù)能夠在不破壞設(shè)備的情況下，對(duì)設(shè)備進(jìn)行安全性檢測(cè)，但是這種無損的優(yōu)點(diǎn)也同時(shí)限制住看無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合，使它不能夠完全替代損傷檢測(cè)技術(shù)。比如在液化天然氣鋼瓶的耐壓程度檢測(cè)上就需要進(jìn)行爆破檢測(cè)。其次，對(duì)于某些復(fù)雜的壓力容器，或者需要檢測(cè)多個(gè)方面缺陷時(shí)，單一的有損的技術(shù)無法獲得最優(yōu)最全面的檢測(cè)結(jié)果。因此，多種無損檢測(cè)技術(shù)可以結(jié)合起來使用，多方面，多層次對(duì)壓力容器進(jìn)行檢測(cè)分析，來獲得更全面的缺陷數(shù)據(jù)。

（2）時(shí)間點(diǎn)原則。在對(duì)壓力容器的無損檢測(cè)時(shí)，需要在正確合適的時(shí)間點(diǎn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。主要根據(jù)生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)過程、檢測(cè)目的、結(jié)合被檢測(cè)壓力容器的結(jié)構(gòu)、材料、大小，正確選擇合適的檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)。在不適宜的時(shí)間對(duì)壓力容器檢測(cè)，不僅會(huì)影響工業(yè)生產(chǎn)過程，并且獲得設(shè)備缺陷信息不一定是正確和真實(shí)的。例如，對(duì)密閉高壓反應(yīng)爐的檢測(cè)時(shí)，可以在停工，冷卻的時(shí)候?qū)υO(shè)備進(jìn)行無損檢測(cè)，從而獲得內(nèi)部的缺陷信息。

（3）針對(duì)性選擇。首先，不同壓力容器有不同的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)性，我們需要選擇正確的無損檢測(cè)技術(shù)來對(duì)壓力容器進(jìn)行檢測(cè)。例如，對(duì)制造材料有鐵磁性的壓力容器，可以用磁粉無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)它進(jìn)行檢測(cè)，而對(duì)非鐵磁性材料制造的壓力容器，可以利用滲透技術(shù)對(duì)它進(jìn)行檢測(cè)。其次，針對(duì)不同的無損檢測(cè)目的，我們需要選擇最合適的無損檢測(cè)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)壓力容器的檢測(cè)。例如，對(duì)壓力容器的面狀缺陷進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，超聲無損檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)率最高，而對(duì)體積性缺陷進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，射線無損檢測(cè)技術(shù)能夠得到較好的結(jié)果。

3? 壓力容器無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

3.1? 超聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

超聲波檢測(cè)技術(shù)是出現(xiàn)時(shí)間較久的一種檢測(cè)技術(shù)，超聲波技術(shù)具備十分廣泛的應(yīng)用范圍，保證在介質(zhì)、速度和傳播方向相同的基礎(chǔ)上，提供更加可靠與準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。一旦碰到另外一種介質(zhì)，產(chǎn)生的反應(yīng)會(huì)更加強(qiáng)烈，如產(chǎn)生的折射、反射等情況。壓力容器無損檢測(cè)過程中，容器材料被當(dāng)成介質(zhì)，當(dāng)容器內(nèi)部存在或產(chǎn)生了缺陷，發(fā)射的波幅就會(huì)出現(xiàn)方向與大小的改變，此時(shí)可按照改變情況對(duì)缺陷的位置和程度進(jìn)行判斷。超聲波檢測(cè)技術(shù)主要用在復(fù)合型鋼材料、鍛件等處。在對(duì)一些焊接地方進(jìn)行超聲檢測(cè)時(shí)，不僅準(zhǔn)確度高，而且成本較低，所以使用更加廣泛。

3.2? 射線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

射線檢測(cè)技術(shù)的主要工作原理就是將穿透性的射線照射在需要檢測(cè)的壓力容器部位上，射線光子會(huì)與照射部位的原子作用，吸收散射射線，從而導(dǎo)致射線強(qiáng)度降低，射線能量減少。該檢測(cè)方法和材料的性質(zhì)、厚度與密度有緊密的聯(lián)系，密度或厚度越大，其降低或減少的就越大。若工件中存在空洞，通過缺陷的射線強(qiáng)度就更大，曝光也有所上升，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)的目標(biāo)。

3.3? 滲透檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

滲透檢測(cè)技術(shù)主要是在毛細(xì)管現(xiàn)象的基礎(chǔ)之上，形成了一種非多孔固體材料表面存在缺陷問題的方式，主要是將液體滲漏過程中，在滲透體的表面存在開口的問題上，在滲透檢測(cè)工作當(dāng)中主要是運(yùn)用黃綠色的熒光滲透液，或者是紅色著色滲透液對(duì)縫隙內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這種檢測(cè)方式具有比較良好的滲透性，通過滲透、清理、清洗以及最后的顯像的方式，在材料的表面上形成了相應(yīng)的痕跡，通過觀察工件表面上存在的痕跡尺寸，做出了準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)方式。在除去了其中多余的滲透液體之后，使用滲漏檢測(cè)的方式可以有效的顯示出存在缺陷的主要問題，這種檢測(cè)技術(shù)可以被有效的運(yùn)用到剛性壓力容器、有色金屬以及陶瓷和塑料等材料的檢測(cè)工作中。

3.4? 磁粉檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用

磁粉檢測(cè)技術(shù)方式，主要是在壓力容器存在缺陷的部分，進(jìn)行磁場(chǎng)泄露和磁粉相互之間的有效作用，有效現(xiàn)實(shí)出了鐵磁材料上和存在缺陷問題的區(qū)域，等到鋼鐵材料中的磁性材料完全被磁化之后，使用磁力線上所表現(xiàn)出來的凹陷狀態(tài)進(jìn)行有效分析，通過對(duì)磁粉所產(chǎn)生的吸附性原理進(jìn)行了有效運(yùn)用，對(duì)磁體表面所產(chǎn)生的缺陷性問題進(jìn)行了準(zhǔn)確檢測(cè)。磁粉檢測(cè)的主要優(yōu)勢(shì)在于，對(duì)對(duì)鋼鐵型材料或者是磁性較強(qiáng)材料表面與靠近地表面產(chǎn)生的缺陷檢出率非常高。這種檢測(cè)的缺點(diǎn)在于很難對(duì)材料內(nèi)部缺陷部分進(jìn)行檢測(cè)，不適用在一些不銹鋼材料或者是非磁性材料的監(jiān)測(cè)中。

4? 結(jié)束語

壓力容器在生產(chǎn)生活中被廣泛的使用，是工業(yè)、國(guó)防中十分重要的設(shè)備。由于壓力容器的高危性，它的安全使用是工業(yè)生產(chǎn)的效益，人民生命和財(cái)產(chǎn)安全的前提保證。當(dāng)前，無損檢測(cè)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于壓力容器的缺陷探測(cè)中，高效的無損檢測(cè)技術(shù)可以提高生產(chǎn)效率，并能夠降低國(guó)家經(jīng)濟(jì)損失。

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