鍋爐壓力容器的無損檢測

高東升

摘?要：鍋爐壓力容器的重要性不言而喻，在對其進(jìn)行檢測時，需要考慮其自身的特征，不能對容器進(jìn)行拆卸，破壞其原有結(jié)構(gòu)。無損檢測技術(shù)因其獨(dú)有的無損傷、不破壞、科學(xué)準(zhǔn)確的優(yōu)勢，從而被廣泛的應(yīng)用于鍋爐壓力容器的檢測中。雖然無損檢測技術(shù)具有很大的優(yōu)勢，但為了確保質(zhì)量和安全的可靠性，無損檢測還存在一定的弊端，需以科學(xué)的方式對壓力容器進(jìn)行“破壞”，實(shí)現(xiàn)無損與“有損”的有效融合，這樣就能夠得出更加全面、科學(xué)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。各種無損檢測方法要合理選用、綜合運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：鍋爐;壓力容器;無損檢測

鍋爐壓力容器的運(yùn)行環(huán)境十分復(fù)雜、苛刻而惡劣，如果不重視其運(yùn)行情況，或者沒有對環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格的防范，就會對壓力容器產(chǎn)生非常不利的影響，甚至誘發(fā)安全事故。無損檢測技術(shù)無破壞性，檢測速度快，檢測范圍廣，科技含量高，可重復(fù)并綜合運(yùn)用，有的可連續(xù)性適時使用，因此可以大大提高檢驗的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。本文論述了不同無損檢測技術(shù)的原理、用途、局限性和使用原則。

1 無損檢測概述

1.1 無損檢測的含義

無損檢測技術(shù)是在不損害試件的前提下，利用物理手段對試件內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)進(jìn)行檢測的方法。目的是判斷其是否存在缺陷，并給出缺陷的具體信息，從而幫助人們做出科學(xué)判斷。

1.2 無損檢驗常用的方法

對鍋爐壓力容器目前經(jīng)常采用的無損檢測技術(shù)包括紅外檢測、磁粉檢測、滲透檢測、超聲檢測、TOFD檢測、射線檢測、渦流檢測、聲發(fā)射檢測、磁記憶檢測、漏磁檢測等。

2 鍋爐壓力容器的無損檢測技術(shù)要點(diǎn)

2.1 紅外檢測

壓力容器在高溫的條件下運(yùn)行時，由于面臨的環(huán)境十分苛刻，因此，壓力容器的材料必須要有強(qiáng)大的保溫功能，可以耐高溫。常見的材料是珍珠巖，這一材料可以有效降低殼體溫度，避免殼體因溫度過高而出現(xiàn)破裂等問題。常規(guī)紅外熟成像技術(shù)能夠及時發(fā)現(xiàn)殼體是否受到高溫的影響，及時將損傷扼殺在搖籃里。紅外熱成像檢測可以及時檢測到殼體上的薄弱環(huán)節(jié)，具體現(xiàn)象是：薄弱的環(huán)節(jié)往往會呈現(xiàn)出過早的損傷跡象，主要以熱斑跡的方式展示，這些圖像很容易被紅外熱成像檢測到。這些跡象均可作為后期檢測的重要參考依據(jù)，而且主要得益于紅外檢測技術(shù)的支持。

2.2 磁粉檢測

利用磁粉檢測技術(shù)時，要考慮到某一缺陷中的漏磁場和磁粉之間互相作用，通過這種方式就可以及時找到缺陷。磁粉檢測技術(shù)在應(yīng)用時需遵循嚴(yán)格的磁場感應(yīng)強(qiáng)度，這一強(qiáng)度會導(dǎo)致磁力線密度不斷增大，其增大的幅度可以達(dá)到原有數(shù)值的幾千倍之多。磁力線在正常的情況下不會畸形，不過，磁力線卻很容易受到材料缺陷的影響，從而產(chǎn)生畸變。這種變化會導(dǎo)致一部分磁力線不再限于材料的表面，而是直接進(jìn)入到空間，形成漏磁場。在漏磁場的作用下，鐵磁就能夠被部分磁極所吸引。

2.3 滲透檢測

壓力容器自身的缺陷還可以通過滲透檢測技術(shù)進(jìn)行檢驗。該技術(shù)主要是利用滲透液對壓力容器進(jìn)行滲透處理后，其所產(chǎn)生的造像就可以成為檢測的主要依據(jù)。在滲透液的持續(xù)作用下，元件表面的缺陷就可以逐步滲透有熒光成分或者其他染色成分的液體，這一液體所形成的內(nèi)容就是缺陷。將其與的滲透液去掉后，在表面上涂抹顯像劑，經(jīng)過一段時間后，缺陷中存儲的滲透液會被顯像劑所吸收，此時，滲透液又重新融入到顯像劑之中，缺陷的痕跡會得到清晰呈現(xiàn)。

2.4 超聲檢測

利用超聲檢測技術(shù)對壓力容器進(jìn)行檢測時，可以將壓力容器作為超聲波的傳播介質(zhì)。隨著超聲波不斷傳播，其傳播力度會逐漸減小，會產(chǎn)生反射、折射等現(xiàn)象，從而達(dá)到檢測效果。超聲波在介質(zhì)中所產(chǎn)生的反射、散射程度不同，通過對這一程度進(jìn)行精確分析，就可以確定缺陷的狀態(tài)，達(dá)到無損測定的目的。壓力容器中的多種裂縫均可借助這一手段進(jìn)行檢測，效率和精確度均有保障。

2.5 超生波端點(diǎn)衍射檢測

超生波端點(diǎn)衍射檢測技術(shù)又稱之為TOFD，該技術(shù)主要是利用特殊的探頭對壓力容器的問題進(jìn)行檢測。通常會將探頭布置在焊縫的中心線之上，以對稱、統(tǒng)一的方式合理布置，實(shí)現(xiàn)發(fā)、收功能。為了確定是否有缺陷，超生波端點(diǎn)衍射檢測會利用發(fā)射探頭所產(chǎn)生的非聚焦縱波波束對需要檢測的內(nèi)容進(jìn)行檢測，這一波束會保持一定角度。聲波脈沖與接頭探頭相結(jié)合后就會產(chǎn)生側(cè)向波，如果工件完好無損，接收探頭所接收的第二個信號是底面回波。

2.6 射線檢測

射線檢測技術(shù)的主要檢測手段是X射線或者γ射線。利用這兩種射線對工件進(jìn)行檢測，就可以進(jìn)一步找到工件中存在的缺陷。有缺陷和沒有缺陷的部位，在接受射線時會存在強(qiáng)度上的差異，利用這種差異對缺陷進(jìn)行探測，可以提高檢測的準(zhǔn)確率。射線檢測技術(shù)常用語對特殊鋼材結(jié)構(gòu)和合金結(jié)構(gòu)的壓力容器檢測之中。

2.7 渦流檢測

壓力容器在長期運(yùn)行的過程中，其某些部件可能會遭到腐蝕，或者出現(xiàn)裂紋。比如，換熱器換熱管與焊縫的缺陷需高度重視，可采用渦流檢測技術(shù)進(jìn)行檢測。根據(jù)換熱管的材質(zhì)，選擇不同的渦流檢測技術(shù)，就可以達(dá)到有效的檢測效果。常見的渦流檢測技術(shù)有兩種，一是常規(guī)檢測，二是遠(yuǎn)場檢測。

2.8 聲發(fā)射檢測

聲發(fā)射檢測技術(shù)主要是利用聲發(fā)射信號對設(shè)備進(jìn)行檢測。設(shè)備需要處于加載狀態(tài)，方可使用聲發(fā)射檢測技術(shù)。聲發(fā)射檢測技術(shù)適用于檢測活性缺陷，或者對已經(jīng)確定的缺陷進(jìn)行活性評價。進(jìn)行設(shè)備加載時，可采用承壓設(shè)備停止運(yùn)行后的水壓或氣壓試驗，后者根據(jù)設(shè)備工況選擇加載方式。

2.9 磁記憶檢測

利用磁記憶檢測技術(shù)時，要對被檢測對象的應(yīng)力集中區(qū)中的自有漏磁場進(jìn)行全面分析，掌握其分布情況，并進(jìn)行記錄。在載荷與地磁場的作用下，具有鐵磁性的設(shè)備的磁狀態(tài)會發(fā)生不可逆的變化。這種變化一旦產(chǎn)生，就不會再改變。因此，可利用磁記憶檢測技術(shù)對設(shè)備或者工件的情況進(jìn)行全面檢測。

2.10 漏磁檢測

漏磁檢測可用于對承壓設(shè)備殼體進(jìn)行檢測，確定其是否遭到腐蝕。漏磁檢測能夠達(dá)到其他檢測手段所無法達(dá)到的效果，當(dāng)設(shè)備結(jié)構(gòu)無法進(jìn)入或者采用其他手段時，漏磁檢測就是一種很好的方式，在不破壞設(shè)備結(jié)構(gòu)的情況下即可進(jìn)行檢測。即使設(shè)備表面有油漆，也不耽誤漏磁檢測技術(shù)發(fā)揮功效。漏磁檢測技術(shù)在設(shè)備外部就能夠?qū)?nèi)部的腐蝕情況進(jìn)行進(jìn)一步了解，非常方便。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫政.無損檢測技術(shù)應(yīng)用于鍋爐壓力容器檢驗的技術(shù)研究[J].電子制作，2015（02）：43.

[2]馬翠霞.無損檢測技術(shù)在壓力容器檢驗中的應(yīng)用[J].硅谷，2016，（11）.