壓力容器檢驗(yàn)常用無損檢測(cè)技術(shù)分析

摘 要：壓力容器（pressure vessel）設(shè)備作為生產(chǎn)中不可或缺的專業(yè)設(shè)備，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，因此對(duì)設(shè)備的安全性檢驗(yàn)非常重要。所謂無損檢測(cè)技術(shù)就是在檢測(cè)過程中所使用的檢測(cè)技術(shù)在進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)的過程中對(duì)壓力容器沒有損傷。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，壓力容器的無損檢測(cè)技術(shù)也在不斷發(fā)展。在本次研究過程中，首先對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行概念分析，然后對(duì)現(xiàn)在在壓力容器檢測(cè)過程中常用的無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：壓力容器;檢驗(yàn);無損檢測(cè)技術(shù)

在對(duì)壓力容器的檢測(cè)過程中，因?yàn)樵谏a(chǎn)過程中壓力容器需要與具有毒、易燃、易爆炸、腐蝕性、高溫性質(zhì)的物品，因此在質(zhì)檢過程中需要對(duì)每一件壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)，為了加強(qiáng)對(duì)壓力容器的檢驗(yàn)，一般在檢驗(yàn)過程中使用的都是無損檢測(cè)技術(shù)。無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用在提升我國對(duì)壓力容器的檢測(cè)水平的同時(shí)對(duì)降低檢驗(yàn)損耗成本有積極性作用。

1 壓力容器和無損檢測(cè)技術(shù)的基本概念

1.1 壓力容器的基本概念

壓力容器是指在使用過程中盛裝氣體或者液體且承載一定壓力的密閉設(shè)備。在日常生活中壓力容器的應(yīng)用極為廣泛，其在民用、竣工、工業(yè)等許多生產(chǎn)部門都有應(yīng)用，在化學(xué)工業(yè)和室友化學(xué)工業(yè)的應(yīng)用更為廣泛，在室友化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用的壓力容器轉(zhuǎn)矩全部壓力容器的50%以上。在化工與石油化工領(lǐng)域，壓力容器主要應(yīng)用于反應(yīng)、傳熱、傳質(zhì)的工藝過程。除此之外，在日常生活中壓力容易還可以應(yīng)用于氣體和液化氣體的盛裝。在工業(yè)領(lǐng)域和民用領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用，例如空氣壓縮機(jī)等機(jī)器中就有應(yīng)用壓力容器。

1.2 無損檢測(cè)技術(shù)的基本概念

無損檢測(cè)就是在壓力容器的生產(chǎn)制造過程中應(yīng)用專業(yè)的儀器設(shè)備會(huì)壓力容器進(jìn)行無損傷檢測(cè)，其主要的檢測(cè)內(nèi)容是壓力容器進(jìn)行結(jié)構(gòu)、介質(zhì)、制造工藝、制造材料、使用條件等。無損檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)過程中可以通過相關(guān)監(jiān)測(cè)儀器對(duì)壓力容器的具體情況進(jìn)行檢測(cè)，與傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)相比較，無損檢測(cè)在檢測(cè)過程中具優(yōu)于更安全和更科學(xué)特質(zhì)的同時(shí)可以降低檢測(cè)的成本。

2 壓力容器檢驗(yàn)常用無損檢測(cè)技術(shù)分析和發(fā)展趨勢(shì)分析

2.1 壓力容器檢驗(yàn)常用無損檢測(cè)技術(shù)分析

2.1.1 超聲檢測(cè)技術(shù)

超聲檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)的過程中利用超聲波在介質(zhì)傳播的過程中產(chǎn)生的衰減進(jìn)行的，遇到界面會(huì)產(chǎn)生反射的性質(zhì)來檢測(cè)壓力容器的無損檢測(cè)方式。在實(shí)際的檢測(cè)過程中超聲檢測(cè)技術(shù)常用于檢查壓力容器焊縫內(nèi)部存在的缺陷各焊縫表面存在的裂紋，除此之外超聲技術(shù)還可以應(yīng)用于壓力容器鍛件和螺栓的裂紋檢測(cè)[1]。通過對(duì)實(shí)際的檢測(cè)效果分析可知超聲無損檢測(cè)在壓力容器的檢測(cè)過程中具有穿透力強(qiáng)、靈敏度高、指向性明確等優(yōu)點(diǎn)，較快的檢測(cè)速度增加無損檢測(cè)工作效率的同時(shí)對(duì)降低檢測(cè)成本有積極性作用。超聲檢測(cè)雖然具有以上優(yōu)點(diǎn)，在壓力容器無損檢測(cè)方法的選擇中，對(duì)于人體不能進(jìn)入壓力容器一般不可以使用超聲檢測(cè)，因此在檢測(cè)過程中無法對(duì)壓力容器近表面的延伸方向平行表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)，除此之外在檢測(cè)過程中還要與其他檢測(cè)方法進(jìn)行搭配使用。

2.1.2 射線檢測(cè)技術(shù)

射線檢測(cè)技術(shù)也是壓力容器無損檢測(cè)流程中常用的檢測(cè)方法之一，其主要應(yīng)用與容器焊縫和鑄件中的氣孔和夾渣的檢測(cè)。射線檢測(cè)在實(shí)際的應(yīng)用過程中不適用棒材、鍛件和管材的檢測(cè)。在射線檢測(cè)的過程中可以獲得缺陷處的直觀圖像，對(duì)壓力容器的長度、寬度等基礎(chǔ)尺寸的定量檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，而且可以對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行長期保存，有利于有效檢測(cè)數(shù)據(jù)的積累，為后期的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)有積極性作用。射線檢測(cè)在檢測(cè)過程中對(duì)壓力容器的體積性缺陷的檢查效率較高，所謂體積性缺陷就是氣孔、夾渣、裂紋未融合，但是在檢測(cè)過程中照相的角度對(duì)檢測(cè)結(jié)果有較大的影響，如果照相角度不當(dāng)會(huì)增加漏檢率，為后期的使用埋下較大的安全隱患[2]。在對(duì)厚度大的壓力容器的檢測(cè)過程中，射線檢測(cè)具有成本高和速度慢的缺點(diǎn)，除此之外，射線檢測(cè)會(huì)人體有害，因此在檢測(cè)過程會(huì)增加檢測(cè)人員的防護(hù)成本。

2.1.3 磁粉檢測(cè)技術(shù)

所謂磁粉檢測(cè)技術(shù)就是在檢測(cè)過程中通過壓力容器缺陷處磁場(chǎng)與磁粉的相互作用來進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)過程中一般會(huì)使用磁粉進(jìn)行磁性材料表面和金表面缺陷的無損檢測(cè)。磁粉檢測(cè)在檢測(cè)中主要對(duì)鐵磁性質(zhì)材料的壓力容器進(jìn)行材料檢測(cè)、安裝和質(zhì)量檢測(cè)和使用過程中的缺陷維修檢測(cè)，在檢測(cè)過程中對(duì)于材料表面和金表面的裂紋、夾渣、夾層、折疊等方面的檢測(cè)有良好的檢測(cè)效果。現(xiàn)在壓力容器的無損檢測(cè)過程中磁粉檢測(cè)雖然以速度快、投入成本低、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，但是磁粉檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)階段還只適用于鐵磁材料壓力容器的無損檢測(cè)。

2.1.4 滲透檢測(cè)技術(shù)

在壓力容器的無損檢測(cè)過程中滲透檢測(cè)是基于毛細(xì)血管現(xiàn)象對(duì)非多孔性質(zhì)固體材料表面靠口缺陷的檢測(cè)技術(shù)。其基本的檢測(cè)方法是在檢測(cè)過程中將液體滲入人工件的表面開口缺陷中后清楚多余的液體，然后使用顯示藥劑進(jìn)行缺陷顯示。滲透技術(shù)在檢測(cè)過程中除了疏松多孔材質(zhì)的壓力容器可以適用于任何材質(zhì)壓力容器的無損檢測(cè)，對(duì)于鋼鐵、有色金屬、套餐哦、塑料等材質(zhì)壓力容器的表面開口缺陷都有較好的檢測(cè)效果。滲透檢測(cè)技術(shù)在無損檢測(cè)的廣泛應(yīng)用主要是其對(duì)多種材料的適應(yīng)性。與其他技術(shù)相比較，液體檢測(cè)具有檢測(cè)成本低、開口缺陷顯示直觀、靈敏度高的特質(zhì)，對(duì)于形狀復(fù)雜的壓力容器的檢測(cè)也是一次就好，但是在檢測(cè)過程中會(huì)對(duì)工件和環(huán)境產(chǎn)生一定的污染。

2.1.5 聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)

聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)過程中是以彈性波的形式釋放應(yīng)變能的現(xiàn)象[3]。彈性波在檢測(cè)的過程中可以反應(yīng)壓力容器的材料性質(zhì)，聲發(fā)射技術(shù)在檢測(cè)過程中會(huì)通過探測(cè)受力過程中材料內(nèi)部發(fā)出的應(yīng)力對(duì)材料內(nèi)部的損傷程度進(jìn)行判斷。壓力容器在高溫高壓的環(huán)境下會(huì)因?yàn)椴牧掀诤透g的作用產(chǎn)生裂紋，裂紋形成后會(huì)隨著時(shí)間的推移擴(kuò)大，在聲發(fā)射的檢測(cè)過程中可以通過聲波來進(jìn)行裂紋產(chǎn)生的判定和裂紋擴(kuò)展程度的檢驗(yàn)。聲發(fā)射作為一種動(dòng)態(tài)無損的無損檢測(cè)方法，其發(fā)射信號(hào)主要是在外部作用的條件下產(chǎn)生的，在壓力容器的生產(chǎn)過程中因?yàn)榇蟛糠植牧隙加新暟l(fā)射的特征，因此聲發(fā)射作為一種無損檢測(cè)技術(shù)受到材料限制的因素較小。

2.1.6 磁記憶檢測(cè)技術(shù)

磁記憶檢測(cè)方法就是在檢測(cè)過程中對(duì)壓力容器的磁化狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，通過對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)力集中度分析來進(jìn)行無損檢測(cè)的方法。壓力容器在運(yùn)行的過程中會(huì)受到溫度、壓力和介質(zhì)等諸多因素的影響，在應(yīng)力較為集中的部分會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂、誘發(fā)開裂、疲勞開裂等開裂現(xiàn)象，在高溫設(shè)備的應(yīng)用過程中還會(huì)產(chǎn)生蠕變損傷。磁記憶檢測(cè)方法在檢測(cè)過程中主要用于發(fā)現(xiàn)壓力容器內(nèi)部的應(yīng)力高度集中部位，在檢測(cè)的過程中可以發(fā)現(xiàn)壓力勇氣的塑性變形區(qū)域和彈性變形區(qū)域，但是在實(shí)際的使用過程中還不能單獨(dú)應(yīng)用與壓力容器的無損檢測(cè)，要與其他的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行搭配使用。

2.2 壓力容器檢驗(yàn)常用無損檢測(cè)發(fā)展趨勢(shì)分析

隨著壓力容器在各行各業(yè)的廣泛使用，市場(chǎng)上對(duì)于各種材質(zhì)壓力容器的需求也在逐年需求，因此壓力容器不僅面臨著產(chǎn)量提升需求和質(zhì)量提升需求，而且還需要對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)等檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)化和革新?，F(xiàn)階段常用的檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際的使用過程中具有片面性，很多無損檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)的過程中具有材料限制或者檢測(cè)部分限制，在檢測(cè)的過程中無法使用單一檢測(cè)技術(shù)完成壓力容器的無損檢測(cè)，往往要多項(xiàng)技術(shù)搭配使用。壓力容器的無損檢測(cè)技術(shù)會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，在發(fā)展過程中克服材料因素、形態(tài)因素限制的同時(shí)會(huì)逐漸向全面化發(fā)展，未來會(huì)出現(xiàn)使用一種綜合技術(shù)就可以對(duì)壓力容器進(jìn)行全面檢測(cè)的現(xiàn)象，提升靈敏度降低檢測(cè)成本的同時(shí)降低無損檢測(cè)帶來的環(huán)境污染。

3 結(jié)束語

綜上所述，雖然通過無損檢測(cè)的壓力容器的安全性更高，但是在實(shí)際的檢驗(yàn)過程中要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行檢測(cè)技術(shù)的選擇。壓力容器在我國各個(gè)行業(yè)被廣泛使用，在實(shí)際的使用過程中壓力容器所盛放以一般為危險(xiǎn)物品，如果出現(xiàn)意外對(duì)人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)會(huì)造成較大的損失。因此在生產(chǎn)的過程中各個(gè)企業(yè)要重視對(duì)壓力容器的檢測(cè)，通過對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)的充分使用來提升壓力容器的檢測(cè)水平。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

程康（1991- ），男，山東省淄博市淄川區(qū)人，漢族，大學(xué)本科學(xué)歷，山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院淄博分院，特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)方向。