壓力容器檢驗(yàn)中的無損檢測(cè)方法與實(shí)踐研究

章喜

摘要：隨著我國企業(yè)生產(chǎn)能力的提升，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格性和生產(chǎn)品類的多樣性，使壓力容器在企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用范圍越來越廣泛。壓力容器長(zhǎng)期處于高壓的密閉環(huán)境中，內(nèi)存危險(xiǎn)系數(shù)較高的內(nèi)容物，因此，壓力容器一旦發(fā)生泄漏、爆炸等安全事故，將會(huì)給人員安全、公私財(cái)產(chǎn)造成難以預(yù)估的危害。這就要求我們將企業(yè)安全生產(chǎn)落到實(shí)處，采取科學(xué)的無損檢測(cè)方法對(duì)壓力容器進(jìn)行定期檢驗(yàn)，確保生產(chǎn)實(shí)踐中投入使用的壓力容器始終處于最優(yōu)的工作狀態(tài)。

Abstract： With the improvement of the production capacity of Chinese enterprises， the strictness of production standards and the diversity of product categories make the application of pressure vessels in the production practice of enterprises more and more extensive. The pressure vessel has been in a high-pressure closed environment for a long time， and has a high content of dangerous factors. Therefore， if a pressure vessel leaks or explodes， it will cause unpredictable harm to personnel safety， public and private property. This requires us to implement the company's safe production and adopt scientific non-destructive testing methods to carry out regular inspections of pressure vessels to ensure that the pressure vessels put into use in production practice are always in the optimal working state.

關(guān)鍵詞：壓力容器;無損檢測(cè);檢驗(yàn)方法;實(shí)踐研究

Key words： pressure vessel;nondestructive testing;inspection method;practical research

中圖分類號(hào)：TH49? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）05-0240-02

0? 引言

壓力容器以其特殊的儲(chǔ)存環(huán)境和內(nèi)容物的性質(zhì)特點(diǎn)，使其區(qū)別于一般的生產(chǎn)機(jī)械，壓力容器作為儲(chǔ)存容器，雖然內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但是，在整體結(jié)構(gòu)中難免存在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較為薄弱的環(huán)節(jié)或是不同材料的焊接部位，當(dāng)這些較為薄弱的環(huán)節(jié)長(zhǎng)時(shí)間處于高腐蝕、高壓、高溫、低溫環(huán)境中，能否始終維持原有的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，是決定壓力容器的使用年限和使用安全性的關(guān)鍵之處。

無損檢測(cè)，在確保檢測(cè)對(duì)象的物理狀態(tài)的完整和化學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定的前提下，借助先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，對(duì)檢測(cè)對(duì)象的材料性質(zhì)、結(jié)構(gòu)完整、性質(zhì)穩(wěn)定、化學(xué)成分等數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)分析，尋找檢測(cè)對(duì)象整體潛藏的質(zhì)量缺陷和安全隱患。相對(duì)于其他檢測(cè)技術(shù)，無損檢測(cè)方法能夠最大化的確保檢測(cè)對(duì)象自身性質(zhì)的完整性和穩(wěn)定性，還能夠根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的不同性質(zhì)，選擇與其相適應(yīng)的最優(yōu)的檢測(cè)方法。目前，在我國生產(chǎn)實(shí)踐中，滲透技術(shù)、超聲波技術(shù)、射線技術(shù)、磁粉技術(shù)是應(yīng)用范圍最廣的四大無損檢測(cè)技術(shù)，值得我們重點(diǎn)進(jìn)行探析。

1? 無損檢測(cè)方法在壓力容器檢驗(yàn)中的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)

無損檢測(cè)方法不是一種呆板的檢測(cè)技術(shù)，它是由多種檢測(cè)技術(shù)組成的一個(gè)龐雜繁復(fù)的科學(xué)體系，不論是何種材質(zhì)的壓力容器，還是同種壓力容器不同的存在狀態(tài)，都能夠從無損檢測(cè)方法中找到適合自己的檢測(cè)方式，將檢測(cè)程序?qū)毫θ萜鞯膿p害降至最低。在檢測(cè)過程中，我們既可以選擇只使用一種檢測(cè)方式，也可以選擇多種檢測(cè)方式組合在一起，對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè);也可以分階段，將不同的檢測(cè)方式排列整合先后順序，對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)。通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)方法的選擇過程，就確保了無損檢測(cè)方法的科學(xué)性和結(jié)論的準(zhǔn)確性。

一方面，無損檢測(cè)方法不但能夠?qū)毫θ萜鬟M(jìn)行定期檢驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)壓力容器設(shè)備潛藏的安全隱患，確保生產(chǎn)實(shí)踐中正在投入使用的壓力容器始終處于最優(yōu)的工作狀態(tài)，有效延長(zhǎng)壓力容器設(shè)備的使用年限，降低企業(yè)生產(chǎn)制造成本;另一方面，還能夠通過檢測(cè)過程，及時(shí)總結(jié)反思現(xiàn)有技術(shù)缺陷，進(jìn)而作用于未來壓力容器設(shè)備的生產(chǎn)，有效提升未來壓力容器設(shè)備的生產(chǎn)制造工藝。

通過檢測(cè)工作的實(shí)踐操作中，我們不難發(fā)現(xiàn)，在壓力容器的開孔部位往往較為薄弱，一旦遇到超過材料本身負(fù)荷的高壓、高溫環(huán)境，開孔部位就極易發(fā)生擴(kuò)張，而缺陷部位往往較為細(xì)小和隱蔽，極易被生產(chǎn)操作人員忽視，這樣一來就會(huì)產(chǎn)生巨大的安全隱患。通過多次檢測(cè)和反復(fù)實(shí)踐，我們就要對(duì)此進(jìn)行技術(shù)總結(jié)，在未來的壓力容器生產(chǎn)過程中就要重點(diǎn)強(qiáng)化開孔部位，從源頭上杜絕或消減安全隱患。

2? 實(shí)踐中常用的無損檢測(cè)方法及實(shí)踐應(yīng)用

2.1 射線檢測(cè)法

該技術(shù)利用射線極強(qiáng)的穿透力，直接作用于檢測(cè)對(duì)象，利用物質(zhì)密度分布的不同以及物質(zhì)內(nèi)部阻力分布的不同，其經(jīng)過射線照射之后，射線呈現(xiàn)的穿透力度和吸收系數(shù)也會(huì)不同，最終呈現(xiàn)在膠片上的影像就會(huì)不同。例如：原本穩(wěn)定的壓力容器長(zhǎng)時(shí)間處于高腐蝕、高壓、高溫、低溫環(huán)境中，容器材料原本的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)就會(huì)發(fā)生變化，最直觀的變化就是材料會(huì)逐漸變薄，原本的縫隙會(huì)逐漸擴(kuò)張，這樣的材料對(duì)于射線穿透的阻力就會(huì)下降，膠片最終呈現(xiàn)的影像就會(huì)與健康材料的圖像有所不同，技術(shù)人員就可以通過影像直觀的觀察容器缺陷所在的部位，以及缺陷面積的大小，進(jìn)而制定相應(yīng)的解決方案。

這種檢測(cè)技術(shù)在實(shí)踐操作中應(yīng)用范圍較為廣泛。但是，這種檢測(cè)方法，對(duì)于射線發(fā)出的角度有極高的要求，角度的細(xì)微偏差，得出的結(jié)論也會(huì)千差萬別，并且，其檢測(cè)設(shè)備相較于其他檢測(cè)方法所需的檢測(cè)儀器也要昂貴的多。

2.2 超聲檢測(cè)法

向檢測(cè)對(duì)象發(fā)出聲波，當(dāng)聲波作用于不同的物質(zhì)材料或同一物質(zhì)材料的不同形狀，就會(huì)發(fā)生反射或被物質(zhì)吸收，專業(yè)技術(shù)人員通過對(duì)反射的聲波進(jìn)行采集分析，來判斷檢測(cè)對(duì)象內(nèi)部是否存在質(zhì)量缺陷，質(zhì)量缺陷所在的部位以及面積的大小。這種檢測(cè)方法對(duì)于檢測(cè)對(duì)象內(nèi)部是否存在裂紋、分層、折疊現(xiàn)象的檢測(cè)尤為精準(zhǔn)。由于聲波具有較強(qiáng)的發(fā)散性，能夠通過發(fā)出聲波，一次性檢測(cè)較大面積的檢測(cè)對(duì)象，檢測(cè)速度快、檢測(cè)效率高、檢測(cè)成本低是這種檢測(cè)方法的突出優(yōu)勢(shì)，因此，在企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，這種檢測(cè)技術(shù)是應(yīng)用范圍最廣的無損檢測(cè)技術(shù)。

但是，這種檢測(cè)技術(shù)存在較為突出的不足。檢測(cè)儀器無法通過直觀的檢測(cè)數(shù)據(jù)或聲波收集圖像對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行直接反應(yīng)，只能通過專業(yè)技術(shù)人員對(duì)儀器的實(shí)踐操作進(jìn)行分析，得到的檢測(cè)結(jié)論的準(zhǔn)確性和客觀性不足。一方面，這種檢測(cè)技術(shù)如果直接作用于體積較小或者厚度比較薄的檢測(cè)對(duì)象，檢測(cè)對(duì)象對(duì)于聲波的吸收或反射的差別就會(huì)極其細(xì)微，這樣一來，就難以得到準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)論;另一方面，檢測(cè)對(duì)象表面附著的雜質(zhì)也會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，在檢測(cè)開始之前，要率先對(duì)檢測(cè)對(duì)象的表面進(jìn)行細(xì)致清潔，才能夠確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，這種檢測(cè)方法，一般是同其他檢測(cè)方式配合進(jìn)行使用。

2.3 滲透檢測(cè)法

通過選取滲透性極強(qiáng)的滲透液，直接作用在檢測(cè)對(duì)象的表面，通過一段時(shí)間的滲透，滲透液能夠滲透到極其細(xì)微的裂痕和擴(kuò)張內(nèi)部，而后將檢測(cè)對(duì)象表面殘余的滲透液清除，再涂上相應(yīng)的顯像劑，利用特殊的光源對(duì)檢測(cè)對(duì)象的表面進(jìn)行照射，就能夠非常直觀的看到檢測(cè)對(duì)象表面存在的裂痕和缺陷。這種檢測(cè)技術(shù)容易操作，對(duì)操作人員的專業(yè)性和技術(shù)性要求較低，實(shí)踐操作成本較低，最終呈現(xiàn)的檢測(cè)結(jié)果清晰明了。

但是，這種檢測(cè)技術(shù)只能針對(duì)于檢測(cè)對(duì)象表面，肉眼可見缺陷的檢測(cè)，無法深入到檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)部進(jìn)行深入探查;其次，對(duì)于檢測(cè)對(duì)象原本的材料性質(zhì)要求較高，如果是以疏松多孔材料為基礎(chǔ)材料制作的壓力容器就不能應(yīng)用這種檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，因?yàn)榛A(chǔ)材料的固有性質(zhì)會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生極大的干擾;第三，從涂抹滲透液到靜置到清理滲透液再到涂抹顯像劑，操作流程較為復(fù)雜，檢測(cè)過程周期較長(zhǎng)，檢測(cè)效率較為低下;第四，滲透檢測(cè)方法所使用的滲透劑和顯像劑大多屬于易燃材料，并且對(duì)人體有一定的危害。因此，該材料在使用和儲(chǔ)存過程中，企業(yè)和相關(guān)技術(shù)人員一定要密切做好安全防護(hù)措施，將安全生產(chǎn)擺在首位。

2.4 磁粉檢測(cè)法

磁鐵的吸附性質(zhì)就是磁粉檢測(cè)法的核心關(guān)鍵。質(zhì)優(yōu)的檢測(cè)對(duì)象的磁場(chǎng)是均勻分布于整個(gè)工作表面的，如果檢測(cè)對(duì)象表面或內(nèi)部存在裂紋、分層、折疊現(xiàn)象，那么在檢測(cè)對(duì)象被磁化以后，其工作表面就會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)的漏磁場(chǎng)，此時(shí)將磁粉均勻的分布在檢測(cè)對(duì)象的表面，磁粉就會(huì)根據(jù)磁場(chǎng)的分布情況進(jìn)行移動(dòng)，再佐以適合的光照，就能夠清晰地看到檢測(cè)對(duì)象表面磁粉的分布規(guī)律，根據(jù)磁粉的分布形狀和磁粉的數(shù)量，就能夠直觀的觀察出瑕疵的分布情況和嚴(yán)重程度。

這種檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)材料成本低，操作方法簡(jiǎn)便，檢測(cè)結(jié)果直觀明了，因此在企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中適用較為廣泛。但是，這種檢測(cè)方法也有較為突出的劣勢(shì)。磁鐵的吸附性質(zhì)就是磁粉檢測(cè)法的核心關(guān)鍵，因此，這種檢測(cè)方法只能應(yīng)用于以鐵磁性材料為基礎(chǔ)材料制作的壓力容器，并且只有材料瑕疵分布較淺，才能確保檢測(cè)的高靈敏度，進(jìn)而確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3? 無損檢測(cè)方法在壓力容器檢驗(yàn)中的實(shí)踐總結(jié)

3.1 確定檢驗(yàn)原則

根據(jù)不同材質(zhì)的壓力容器，以及同種壓力容器不同的存在狀態(tài)、形狀、薄厚程度，從四種無損檢測(cè)方法中找到適合檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)方式，在檢測(cè)過程中，我們既可以選擇只使用一種檢測(cè)方式，也可以選擇多種檢測(cè)方式組合在一起，對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè);也可以分階段，將不同的檢測(cè)方式排列整合先后順序，對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)，通過多輪檢測(cè)，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。

3.2 企業(yè)轉(zhuǎn)變經(jīng)營理念，將安全生產(chǎn)放在首位

上述四種檢測(cè)方法雖然在無損檢測(cè)領(lǐng)域擁有較為突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但是，檢測(cè)儀器較為昂貴，操作人員專業(yè)技術(shù)要求較高，檢測(cè)材料需求量較大，檢測(cè)材料儲(chǔ)存、使用成本較高等問題，也會(huì)給企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)成本和人員用工成本。有些企業(yè)管理者一味追求高額的經(jīng)濟(jì)效益，往往不顧壓力容器的實(shí)際狀況，一味采用經(jīng)濟(jì)成本較低的無損檢測(cè)方法對(duì)壓力容器進(jìn)行檢測(cè)，不能及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的發(fā)現(xiàn)壓力容器潛藏的安全隱患，最終導(dǎo)致安全事故，給人員安全、公私財(cái)產(chǎn)造成難以彌補(bǔ)的巨大損失。因此，我們必須及時(shí)轉(zhuǎn)變經(jīng)營理念，將企業(yè)安全生產(chǎn)放在首位，從企業(yè)制度規(guī)范、操作人員個(gè)人職業(yè)技能素養(yǎng)，檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)流程等多方面確保無損檢測(cè)方法在壓力容器檢驗(yàn)中發(fā)揮到最大功效，在嚴(yán)格確保安全的基礎(chǔ)上追求經(jīng)濟(jì)效益。

4? 結(jié)語

壓力容器由于長(zhǎng)期處于高壓的密閉環(huán)境中且內(nèi)存危險(xiǎn)系數(shù)較高的內(nèi)容物，因此，極易發(fā)生泄漏、爆炸等安全事故。立足于企業(yè)安全生產(chǎn)，我們必須定期對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，以確保壓力容器始終處于最優(yōu)的工作狀態(tài)。無損檢測(cè)方法的使用，能夠最大化的確保檢測(cè)對(duì)象自身性質(zhì)的完整性和穩(wěn)定性。因此，我們必須立足企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中常用的無損檢測(cè)方法，深入探尋完善檢測(cè)技術(shù)，確保安全生產(chǎn)的有效實(shí)踐，為無損檢測(cè)方法的完善貢獻(xiàn)自己的一份力量。

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