滲透檢測(cè)在壓力容器定期檢驗(yàn)中的應(yīng)用

張立國 趙中艷

摘要：作為一種無損檢測(cè)方法，滲透檢測(cè)具有實(shí)施步驟簡單，無需投入復(fù)雜設(shè)備的特點(diǎn)，已得到普及應(yīng)用。在長期發(fā)展階段，這一技術(shù)的核心發(fā)展方式是研究檢測(cè)劑的性能，并對(duì)其工藝進(jìn)行改善，規(guī)范操作。本文對(duì)滲透檢測(cè)在壓力容器定期檢驗(yàn)中的應(yīng)用方法與原理進(jìn)行了論述，并提出了一些影響因素的處理方案。

關(guān)鍵詞：壓力容器;滲透檢測(cè);應(yīng)用

0? 引言

由于封頭、筒體是壓力容器的核心構(gòu)成，因此其強(qiáng)度問題可歸結(jié)為在一定壓力下，容器會(huì)產(chǎn)生何等應(yīng)力及其分布規(guī)律，最終確定整個(gè)窗口中的核心危險(xiǎn)部位、應(yīng)力狀態(tài)。滲透檢測(cè)具備易于檢測(cè)操作、原理并不復(fù)雜、易于適應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，針對(duì)小零件、大設(shè)備分別可使用浸液法、刷涂或噴涂法。這種檢測(cè)方法是指在滲透液滲透待測(cè)設(shè)備一段時(shí)間后，利用毛細(xì)現(xiàn)象進(jìn)入缺陷部位，隨后清除表面滲透液，缺陷部位、無缺陷部位分別殘留有滲透液、無滲透液，然后利用毛細(xì)現(xiàn)象，將缺陷部位處的滲透液吸附出來，并最終發(fā)現(xiàn)缺陷。在壓力容器的定期檢驗(yàn)中，對(duì)接焊縫以及角焊縫的表面檢測(cè)是關(guān)鍵，滲透檢測(cè)必不可少。

1? 滲透檢測(cè)的原理

主要依據(jù)液體的流動(dòng)、可隨時(shí)改變形狀、無間隙依附特性來進(jìn)行滲透檢測(cè)，可立足于以下層面進(jìn)行論述。

①滲透：將小工件全面浸漬于滲透劑中，倘若工作表面存有缺陷，便可通過缺陷邊壁，逐步向缺陷內(nèi)部滲入。

②清洗：在滲透劑全面滲入容器的缺陷之后，將剩余的滲透劑清除干凈。

③顯像：將顯像劑均勻涂敷于壓力容器的工作表面，生成顯像膜。在毛細(xì)現(xiàn)象的作用下，容器中殘余的滲透液將被吸附，將缺陷痕跡放大顯示出來。

④觀察：檢驗(yàn)人員使用目視法觀察缺陷，若無，則進(jìn)行評(píng)估，如存在缺陷，則需將滲透劑清洗以后進(jìn)行評(píng)估，為了保障安全生產(chǎn)，應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)告企業(yè)中止使用。值得一提的是，焊縫表面的預(yù)清洗極為重要，倘若未能處理油垢，則易于堵塞缺陷，進(jìn)而對(duì)最終檢測(cè)結(jié)果帶來不良影響，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷。

2? 液體滲透檢測(cè)的檢測(cè)方法

2.1 滲透檢測(cè)分類

可按照滲透劑的類型，將滲透檢測(cè)方法劃分為兩類，分別為：

2.1.1 著色滲透檢測(cè)法

這種檢測(cè)方法所使用的滲透試劑的液體呈現(xiàn)紅色油狀，這種試劑使用紅色顏料配制而成，在自然光下對(duì)紅色痕跡進(jìn)行觀察，會(huì)提示缺陷，因此在進(jìn)行觀察評(píng)估時(shí)，無需使用其他光源。只需在自然光照下，便能進(jìn)行觀察評(píng)估。由于這種方法便于使用，這也使得著色滲透檢測(cè)法得到了普及應(yīng)用，對(duì)于水源以及電源均較為匱乏的壓力容器的無損檢測(cè)檢測(cè)而言，極為適用。這種檢測(cè)方法的缺陷在于無法進(jìn)行靈敏檢測(cè)，當(dāng)前主要用于檢測(cè)奧氏體不銹鋼焊縫的表面。這種方法可按照檢測(cè)過程中所使用的滲透試劑液，進(jìn)行進(jìn)一步劃分。

2.1.2 熒光滲透檢測(cè)法

這種檢測(cè)方法使用的滲透檢測(cè)試劑的液體呈黃綠色，這種試劑使用黃綠色熒光顏料配制而成，無論在滲透、清洗方面，還是在顯像方法，這種檢測(cè)法都與前一種檢測(cè)法相似，但在觀察環(huán)境方面，熒光滲透檢測(cè)法有所不同，需在紫外線照射下進(jìn)行，并且紫外線的波長在365nm左右，對(duì)呈黃綠色的痕跡進(jìn)行觀察，會(huì)提示缺陷，這種檢測(cè)法的優(yōu)勢(shì)在于極為靈敏，易于發(fā)現(xiàn)缺陷，當(dāng)前被普遍應(yīng)用于核心工業(yè)部門的零件表面，特別是質(zhì)量檢驗(yàn)中。這種檢測(cè)法的缺陷在于其觀察條件較為嚴(yán)苛，需在紫外線照射下進(jìn)行，會(huì)造成一定負(fù)面影響，威脅檢測(cè)人員的人體健康，如易于出現(xiàn)用眼疲勞現(xiàn)象，并且在長期照射下，會(huì)對(duì)人體皮膚帶來不良影響。因此相較于前一種檢測(cè)方法，其適用范圍更小。可依照清洗方法，將熒光滲透檢測(cè)法細(xì)分為后乳化等三種檢測(cè)方法。

2.2 滲透檢測(cè)檢測(cè)方法的選取

每種液體滲透檢測(cè)法均存在一定優(yōu)勢(shì)、缺陷，因此在對(duì)壓力容器的表面進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，每種檢測(cè)方法均存在一定的局限性。在進(jìn)行具體檢測(cè)時(shí)，需按照容器表面形狀、規(guī)格等對(duì)潛在缺陷類型、待測(cè)檢測(cè)液的性能進(jìn)行分析，按照檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)、局限性來合理選擇，實(shí)現(xiàn)有效進(jìn)行檢測(cè)的目標(biāo)。

3? 壓力容器焊縫滲透檢測(cè)

3.1 壓力容器內(nèi)表面不銹鋼堆焊層滲透檢測(cè)

需對(duì)堆焊層表面細(xì)微的裂紋等進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)過程中，對(duì)靈敏度提出了嚴(yán)格要求，本次檢測(cè)中，主要使用了溶劑去除型著色滲透檢測(cè)法。以下為具體步驟：

①預(yù)處理：使?jié)B透劑逐漸滲透至缺陷內(nèi)部是滲透檢測(cè)的核心步驟，一旦焊縫表面吸附了異物，致使?jié)B透液無法滲透至缺陷內(nèi)部，則無法發(fā)現(xiàn)缺陷痕跡。因此在滲透以前，應(yīng)將預(yù)處理工作落實(shí)到位，除去焊縫表面的異物，進(jìn)而使?jié)B透劑能向缺陷內(nèi)部滲透。

②使用刷涂法，將PP-1滲透劑均勻涂抹于壓力容器的工件表面，進(jìn)行全面的滲透處理，使?jié)B透劑向工件的表面缺陷部位滲透，滲透時(shí)間應(yīng)在10分鐘以上，為了進(jìn)行有效滲透，應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，使焊縫表面保持充分浸潤狀態(tài)。

③使用清洗劑對(duì)壓力容器表面的滲透劑進(jìn)行清洗，之后用干布擦拭干凈，并應(yīng)避免過度清洗將缺陷內(nèi)部的滲透液除去。

④在噴涂以前，應(yīng)搖動(dòng)顯像罐式顯像劑，使溶劑與內(nèi)部白色粉末混勻之后進(jìn)行噴涂，在與焊縫表面相距200～300mm處，在焊縫表面噴涂顯像劑，形成涂膜，形成反差的背底，并利用毛細(xì)現(xiàn)象吸出缺陷部位的滲透劑，生成了紅色缺陷顯示痕跡。

⑤觀察并評(píng)價(jià)。達(dá)到規(guī)定的顯像時(shí)間以后，需對(duì)窗口的工件是否有顯示痕跡進(jìn)行反復(fù)觀察，并對(duì)顯示痕跡的呈現(xiàn)狀況進(jìn)行觀察。如發(fā)現(xiàn)提示痕跡，確定并非偽缺陷以后，需對(duì)提示痕跡有無危害缺陷進(jìn)行判斷，按照缺陷顯示痕跡進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.2 壓力容器檢漏

在壓力容器中，貫穿壓力容器壁厚的針孔以及裂紋是導(dǎo)致壓力容器泄漏的主要原因，針對(duì)此類缺陷的檢測(cè)被命名為檢漏。在有著嚴(yán)格檢測(cè)要求的場合，往往使用氣體進(jìn)行檢漏，但在要求并不嚴(yán)格的場合，也可進(jìn)行液體檢漏。而煤油檢漏的不足之處在于分辨力不足，當(dāng)前這種檢漏已被分辨力大幅提升的熒光或著色滲透檢測(cè)所取代，這兩種滲透檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)在于可在待檢測(cè)部位所對(duì)應(yīng)的另一表面，使用滲透檢測(cè)顯像劑進(jìn)行顯像。

①對(duì)待檢測(cè)的表面進(jìn)行預(yù)清洗;

②滲透時(shí)間介于15至20分鐘之間;

③使用噴灌噴涂法，進(jìn)而將顯像液均勻地噴涂于工件內(nèi)表面的相關(guān)部位上;

④使工件在自然狀態(tài)下干燥10分鐘之后，在易于攜帶的熒光燈的照射作用下對(duì)貫穿性缺陷進(jìn)行觀察，進(jìn)而了解缺陷顯示痕跡的具體狀況。

4? 鋁制焊接容器滲透檢測(cè)的影響因素以及解決方案

4.1 溫度因素

4.1.1 溫度對(duì)鋁制焊接容器滲透檢測(cè)的影響

隨著溫度的提升，鋁制焊接容器表面會(huì)在物體受熱便會(huì)膨脹的原理下出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，因此缺陷處會(huì)隨著溫度的提升而膨脹，進(jìn)而導(dǎo)致裂紋寬度、開口分別隨之增加，尤其是微細(xì)裂紋的反映也會(huì)隨著滲透劑滲透能力的提升而變得更為明顯。如裂紋開口寬度過大，便會(huì)喪失毛細(xì)作用，進(jìn)而影響檢測(cè)效果。并且容器表面的滲透劑溫度會(huì)隨著工件溫度的上升而上升，進(jìn)而導(dǎo)致滲透劑的黏度、流動(dòng)性分別隨之降低、增強(qiáng)，其滲透能力也會(huì)隨著流動(dòng)性的增強(qiáng)而相應(yīng)提升。此外，因溫度只會(huì)對(duì)氣體平均動(dòng)能帶來一定影響，因此，裂紋中氣體分子的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度會(huì)隨著工件溫度的上升而變得更為劇烈，部分氣體會(huì)隨著內(nèi)部壓力的上升而排出。反之，在低溫環(huán)境下，裂紋開口會(huì)被滲透劑封住，隨著內(nèi)部壓強(qiáng)的降低，便會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓現(xiàn)象，滲透劑的滲透能力也會(huì)隨之增強(qiáng)。因此在滲透檢測(cè)檢測(cè)中，溫度會(huì)帶來較大的影響，眾多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在溫度極低的情況下，會(huì)對(duì)缺陷顯示的清晰度帶來不良影響。滲透檢測(cè)規(guī)定的溫度介于15℃-50℃之間，但實(shí)際溫度大都比標(biāo)準(zhǔn)范圍低，會(huì)對(duì)滲透檢測(cè)效果帶來顯著影響。

4.1.2 解決方法

在容器使用溫度比15℃低的情況下，此時(shí)不但需執(zhí)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并且還可將工作溫度降低至最低使用溫度以下，除去浸入工件表面缺陷以內(nèi)的清洗液，多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在使用這種方法時(shí)，在溫度為零下6℃的情況下，其裂紋能夠以最為清晰的方式顯示出來。

4.2 油脂影響

4.2.1 油脂對(duì)鋁制焊接容器滲透檢測(cè)的影響

在鋁制焊接容器滲透檢測(cè)中，毛細(xì)現(xiàn)象能提供物理依據(jù)，在工作時(shí)常處于油脂中的情況下，缺陷處極易浸入油脂，進(jìn)而使之堵塞。如采用常規(guī)方法進(jìn)行清理，則難以清除其中的油脂，進(jìn)而對(duì)滲透劑的浸入以及容器滲透檢測(cè)結(jié)果帶來不良影響。如未能使用科學(xué)方法進(jìn)行清洗，也易于在容器表面殘留清洗液，因清洗時(shí)間較長，在某種意義上，清洗液也會(huì)滲入表面缺陷中，進(jìn)而影響滲透劑的浸入，對(duì)滲透檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性帶來不良影響。

4.2.2 解決方法

在滲透檢測(cè)的過程中，可使用蒸汽法等方法來處理長期處于油脂環(huán)境中的鋁制焊接容器，并且在容器表面，應(yīng)形成溫度約為110℃的加溫區(qū)域，如此一來，便能對(duì)工件的缺陷區(qū)域進(jìn)行干燥處理，有效克服缺陷的堵塞問題，進(jìn)而更加準(zhǔn)確地進(jìn)行滲透檢測(cè)。采用以上方法對(duì)長期處于油脂環(huán)境的鋁制焊接容器進(jìn)行處理后，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，能夠提升裂紋顯示的清晰度。

5? 鋁制焊接容器滲透檢測(cè)過程的安全問題

滲透檢測(cè)劑采用多樣化的具備一定刺激性、易燃性的化學(xué)物品制成，易于發(fā)生爆炸。為了給工作人員的生命安全提供有力保障，在滲透檢測(cè)的過程中，需配置齊備的設(shè)備以進(jìn)行防毒。在滲透檢測(cè)階段，不但應(yīng)為良好的通風(fēng)條件提供有力保障，加大防火防爆力度，操作人員也應(yīng)盡量佩戴防毒面具，以免吸入滲透劑或有毒害作用的氣體。此外，滲透檢測(cè)階段所使用的清洗劑具備良好的油脂溶解作用、潤濕作用，如長期接觸會(huì)使皮膚發(fā)紅，會(huì)使皮膚開裂，變得較為粗糙，更有甚者會(huì)使人身患皮膚病，這就需要嚴(yán)格檢查清洗劑，不得使用質(zhì)量較為低劣的產(chǎn)品，操作人員應(yīng)規(guī)范操作規(guī)程，避免一切不當(dāng)操作。

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