壓力容器檢驗中無損檢測方法的綜合應(yīng)用研究

陳曉曦

（福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院莆田分院，福建 莆田 351100）

無損檢測是指在對檢測對象不造成損壞的基礎(chǔ)上，通過對合理的技術(shù)進行應(yīng)用完成相應(yīng)的檢測作業(yè)，掌握檢測對象存在的缺陷，進而對檢測結(jié)果進行分析和評價。壓力容器的運行環(huán)境惡劣，在長期運行下設(shè)備會存在不同的損傷模式，如腐蝕減薄、環(huán)境開裂、材質(zhì)劣化等，這會導(dǎo)致壓力容器在運行期間出現(xiàn)嚴(yán)重安全隱患。因此，要采取合理的措施對壓力容器在運行期間存在的缺陷問題進行檢查，保證壓力容器在運行時的安全性。

1 無損檢測技術(shù)概述

所謂無損檢測技術(shù)就是在不影響被檢測對象性能，不對其造成損壞的基礎(chǔ)上，對檢測對象性能進行檢測，在檢測時可以采用化學(xué)手段，也可以采用物理手段，使用相關(guān)的儀器設(shè)備，按照相關(guān)規(guī)定的技術(shù)要求，實現(xiàn)對檢測對象表面及內(nèi)部的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、缺陷、狀態(tài)等各項內(nèi)容的全面檢測，檢測結(jié)果能夠準(zhǔn)確體現(xiàn)被檢測對象的性能。在現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展的今天，無損檢測技術(shù)水平，可以體現(xiàn)一個國家的工業(yè)發(fā)展水平，同時，在對無損檢測技術(shù)進行應(yīng)用時，要注重不同無損檢測技術(shù)的優(yōu)缺點，依據(jù)實際情況，最終選取合理的檢測方案，確保無損檢測技術(shù)在壓力容器檢驗中作用能夠得到精準(zhǔn)高效的發(fā)揮，完成相應(yīng)的檢測工作。

2 檢測壓力容器的必要性

為了完成對壓力容器的合理檢測，落實檢驗作業(yè)，要明確檢測壓力容器的必要性。檢測壓力容器的必要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）做好壓力容器檢測，有利于確保其具有良好的工作性能，可以分析判斷出壓力容器在運行期間可能存在的各種安全隱患并將其消除，從而降低安全事故的發(fā)生概率。

（2）做好壓力容器檢測，能夠使相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)運行期間的經(jīng)濟效益可以得到進一步提升，進而保證企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展。

（3）注重壓力容器檢測，能夠在保證壓力容器在運行過程中安全的基礎(chǔ)上，適當(dāng)延長壓力容器使用壽命長度。

3 壓力容器檢測中幾種常用的無損檢測方法

3.1 超聲波檢測方法

在對超聲波檢測方法應(yīng)用前，為了確保最終檢測結(jié)果的合理性，要對超聲波檢測方法進行全面學(xué)習(xí)和研究。超聲波檢測方法在實際應(yīng)用期間的原理與超聲波的在工件中的傳播特性有關(guān)。對于金屬材料的壓力容器，超聲波檢測常用的頻率主要集中在0.5～10MHz，能量高，在傳播過程中能量損失小，傳播距離大，穿透性好，而且超聲波方向性好，在材料中能夠沿著指定方向快速傳播。在壓力容器檢測中對超聲波檢測技術(shù)進行應(yīng)用，若壓力容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在缺陷，超聲波會與缺陷相互作用，改變傳播方向或特征發(fā)生反射，此時，根據(jù)接收反射波的特征，就能夠?qū)毫θ萜鞔嬖诘娜毕葸M行判斷和評估，并且，能夠依據(jù)超聲波在傳播時發(fā)生反射的位置，對缺陷位置進行判斷。超聲波檢測在壓力容器檢驗中的應(yīng)用主要適用于檢測焊接接頭、鍛件、鑄件的埋藏缺陷等，以及在使用過程中無法對壓力容器進行內(nèi)部檢驗時，可從外部用超聲波進行檢測。

該檢測方法還具有靈敏度高、檢測成本低、現(xiàn)場使用方便，對檢測人員及環(huán)境無害等優(yōu)點。但是，也存在一定缺點，無法對復(fù)雜工件進行檢測，常用A型脈沖反射法檢測結(jié)果顯示不直觀，結(jié)果不可記錄，而且對檢測人員的能力和經(jīng)驗要求都有著較高要求。

3.2 射線檢測方法

該檢測方法在實際應(yīng)用期間的原理就是利用射線穿透工件，射線在穿透過程中會因工件本身吸收和散射使強度減弱。如果壓力容器局部存在缺陷，構(gòu)成缺陷的物質(zhì)的衰減系數(shù)和容器本身材料的衰減系數(shù)存在差異，這樣就會導(dǎo)致射線強度存在差異，這也就是判斷壓力容器是否存在缺陷的依據(jù)。出現(xiàn)這種明顯差異，工件后方的X光感光膠片感光程度將會發(fā)生顯著改變，通過處理后，缺陷部分和正常部分的影像也會存在明顯差異，主要表現(xiàn)為黑度上存在差異。對比度不同形成的影像能夠幫助檢測人員判斷工件缺陷信息。這一檢測方法的應(yīng)用范圍十分廣泛，主要應(yīng)用在壓力容器制造時的焊接接頭檢測，以及定期檢驗過程中用超聲波無法對缺陷進行定性的情況下，用射線輔助進行檢測驗證。射線檢測的主要優(yōu)點就是檢測效果直觀，而且方便記錄，可以更好地完成對壓力容器中夾渣、氣孔等各種不同類型缺陷的檢測。其缺點就是對面積類型的缺陷的檢測效果差，如果在檢測時，照相角度不合理，容易出現(xiàn)漏檢問題，以及檢測厚度受到射線穿透力的限制，而且檢測的速度較慢，對檢測人員及檢測周邊的環(huán)境有傷害，需要采取相應(yīng)的防護措施。

3.3 磁粉檢測方法

該檢測方法主要適合應(yīng)用在具有鐵磁性材料工件中，鐵磁性材料的工件被磁化后，如被檢測工件存在缺陷，材料會呈現(xiàn)不連續(xù)性，使工件表面或近表面產(chǎn)生漏磁場。在壓力容器檢驗中，檢測人員將磁懸液噴灑在容器待檢測部位的工件表面，磁懸液中的磁粉會堆積在漏磁場處，在光照下會呈現(xiàn)出磁痕，磁痕所在區(qū)域就是缺陷位置。磁粉檢測在鐵磁性材料壓力容器中是一項十分重要的檢測手段，具有很高的檢測靈敏度，能夠?qū)θ萜骱附咏宇^表面質(zhì)量做出較準(zhǔn)確的判斷，其在應(yīng)用期間的優(yōu)點就是可以全面展示工件各個部位的表面缺陷，操作簡單，成本低，缺陷檢測的重復(fù)性好，在壓力容器檢測中其局限性就是只能用于檢測表面和近表面缺陷且能夠被顯著磁化的壓力容器。

3.4 滲透檢測方法

該檢測方法主要是對毛細(xì)作用原理進行應(yīng)用，將滲透劑涂抹在壓力容表面，涂抹的滲透劑能夠逐漸滲透到壓力容器表面的裂縫缺陷中，去除表面多余的滲透劑后，經(jīng)過干燥后，利用顯象劑涂抹在工件表面，在毛細(xì)作用下顯像劑將滲入缺陷中的滲透劑重新滲回表面，進而完成對壓力容器上存在的各項缺陷的精準(zhǔn)顯示?？梢?，通過對滲透檢測方法進行應(yīng)用，能夠完成對壓力容器內(nèi)外表面的焊縫、冷裂紋、延遲裂紋等各種不同類型的開口缺點，而且能夠進一步檢測壓力容器的基材表面和熱影響區(qū)域處存在的開口缺陷，例如，能夠完成對應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕等各種不同焊縫缺陷情況的檢測。滲透檢測具有成本低、結(jié)果直觀、操作簡單，既可以檢測磁性材料，也可以檢測非磁性材料。但是，如果壓力容器表面因外來因素造成開口堵塞，則滲透檢測就難以檢出。

4 無損檢測方法在壓力容器檢驗中的綜合應(yīng)用

壓力容器檢測中采用的無損檢測技術(shù)有很多種，不同的檢測方法在具體應(yīng)用期間的優(yōu)缺點也各不相同，在實際檢測期間，為了發(fā)揮不同檢測方法的優(yōu)點，檢測人員要學(xué)會如何綜合應(yīng)用這些無損檢測技術(shù)，進而使壓力容器無損檢測水平能夠得到進一步提升，滿足檢測需求。綜合應(yīng)用無損檢測技術(shù)的步驟如下。

4.1 把握檢測時機

正確把握壓力容器檢測時機，是合理應(yīng)用無損檢測方法的一項基礎(chǔ)條件。要把握好檢測作業(yè)時機，才能實現(xiàn)對各種不同無損檢測技術(shù)的綜合應(yīng)用。在選擇壓力容器檢測時機時，要在結(jié)合檢測目的的基礎(chǔ)上，進行全面分析，及時發(fā)現(xiàn)壓力容器存在的缺陷，為后期采取合理補救措施處理提供支持。

4.2 合理選擇檢測方法

不同無損檢測方法的優(yōu)勢和適用范圍都不同，因此，在檢測壓力容器時，要對采用的無損檢測技術(shù)進行科學(xué)分析，做好相應(yīng)選擇。第一，對壓力容器的制造方法、材料進行分析。第二，對壓力容器可能存在損傷模式進行分析，對容器變形或缺陷部位進行判斷，依據(jù)預(yù)測結(jié)果，選擇一種合理的檢測方法。

4.3 無損檢測技術(shù)綜合應(yīng)用

不同無損檢測技術(shù)優(yōu)缺點各不相同，綜合應(yīng)用各種無損檢測技術(shù)能夠更好地完成對壓力容器的檢測。例如，在有些無法在容器內(nèi)部進行檢驗時，在外表面采用超聲波檢測對壓力容器進行埋藏缺陷檢測，再結(jié)合磁粉檢測或者滲透檢測對壓力容器進行外表面檢測，針對壓力容器中可能存在的缺陷部位進行重點檢測，進而提升檢測質(zhì)量，確保檢測結(jié)果可信度，方便后期缺陷處理作業(yè)的開展，排除壓力容器存在的安全隱患。

5 結(jié)語

壓力容器檢測效果會對壓力容器應(yīng)用的安全性造成直接影響，在現(xiàn)代科技快速發(fā)展的背景下，無損檢測技術(shù)成為壓力容器檢測中的主要方法，為了更好地完成壓力容器的檢測，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)加深對該方面內(nèi)容的研究。