鍋爐壓力容器檢測中超聲波探傷技術(shù)的應(yīng)用研究

陳峰 宜春市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)中心

在鍋爐壓力容器實(shí)際應(yīng)用中，若沒有對其采取有效的措施進(jìn)行處理，那么就會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，直接影響到容器的安全使用。因此這時(shí)需進(jìn)行鍋爐壓力容器裂縫檢測，避免裂縫產(chǎn)生降低鍋爐壓力容器應(yīng)用效率。而超聲波探傷技術(shù)的使用不但可以進(jìn)一步提升檢測準(zhǔn)確性，還可以提升檢測速度，所以這時(shí)需要對檢測技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用研究。

一、超聲波探傷技術(shù)的意義

鍋爐壓力容器在應(yīng)用的過程中會(huì)產(chǎn)生一定的故障，為了及時(shí)找出其中存在的故障并采取有效的措施對其進(jìn)行解決，需要對其采取相應(yīng)的檢測技術(shù)，而超聲波探傷技術(shù)作為使用較為廣泛的技術(shù)之一在鍋爐壓力容器檢測中得到了較為廣泛的應(yīng)用。超聲波探傷技術(shù)具有一定的檢測優(yōu)勢，超聲波探傷技術(shù)的檢測成本相對較低，且檢測精確度較高。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的進(jìn)步，鍋爐壓力容器檢測中應(yīng)用超聲波探傷技術(shù)有著非常重要的意義。超聲波探傷技術(shù)的檢測探頭頻率保持在2kHz-25kHz 左右，均勻程度直接影響著實(shí)際波長傳輸途徑。若介質(zhì)較為均勻，那么其檢測波長呈直線，若介質(zhì)不夠均勻，那么其波長則呈折射狀。在折射狀態(tài)下非均勻介質(zhì)會(huì)出現(xiàn)不同的化學(xué)反應(yīng)，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行檢測信號的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而合理的評價(jià)鍋爐壓力容器內(nèi)部缺陷。另外，實(shí)際生產(chǎn)過程中對于超聲波探傷技術(shù)的使用還可以在各個(gè)檢測環(huán)節(jié)中應(yīng)用，不需要采取其他加工工作，對材料質(zhì)量的增強(qiáng)有著一定的影響。

圖1 超聲波探傷系統(tǒng)

二、超聲波探傷技術(shù)的檢測方式

（一）確定波束方向

在對鍋爐壓力容器進(jìn)行超聲波探傷技術(shù)檢測的時(shí)候，需要保證超聲波波束方向準(zhǔn)確，波束方向的準(zhǔn)確能夠?qū)z出質(zhì)量起到?jīng)Q定性影響。相關(guān)人員在實(shí)際檢測過程中需要使波束方向與探頭方向持平。在實(shí)際應(yīng)用檢測中，假如受檢測鍋爐壓力容器的外部較為粗糙，就會(huì)增加探頭與物體之間的接觸誤差，降低檢測精準(zhǔn)度。另外，假如物體實(shí)際體積較大，還會(huì)影響到鍋爐壓力容器的故障定位。所以相關(guān)人員在進(jìn)行鍋爐壓力容器檢測前需要對鍋爐壓力容器外部進(jìn)行清潔，避免容器外部受到污染影響超聲波探傷技術(shù)檢測質(zhì)量。在相關(guān)人員實(shí)施超聲波探傷技術(shù)前，如果無法及時(shí)將污染清理干凈，那么就需要在后續(xù)檢測結(jié)果分析的過程中考慮到污染對檢測結(jié)果產(chǎn)生的影響，進(jìn)一步避免鍋爐壓力容器外部污染降低超聲波探傷技術(shù)檢測精確度[1]。

（二）避免數(shù)據(jù)讀取錯(cuò)誤

鍋爐壓力容器對于超聲波探傷技術(shù)的使用過程中，相關(guān)人員還應(yīng)該盡量避免出現(xiàn)讀取誤差，若超聲波探傷設(shè)備自身存在故障，就會(huì)造成數(shù)據(jù)讀取誤差。所以想要進(jìn)一步解決這一問題檢測人員可以在使用超聲波探傷技術(shù)前調(diào)試設(shè)備在，假如超聲波探傷檢測設(shè)備自身存在故障，那么就可以對其進(jìn)行校準(zhǔn)，必要時(shí)可以對其進(jìn)行調(diào)試。產(chǎn)生數(shù)據(jù)偏差的主要問題在于設(shè)備內(nèi)部水平線平偏差，這時(shí)檢測人員就需采取合理的方式對其進(jìn)行預(yù)防，進(jìn)而促使超聲波探傷技術(shù)檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的提升。超聲波探傷技術(shù)在使用的過程中探頭的軸線需要與阿計(jì)劃的中心軸線相結(jié)合，假如其二者沒有完全重合，就會(huì)出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象，使相關(guān)人員無法找出鍋爐壓力容器中存在故障的部位。所以在進(jìn)行缺陷檢測的時(shí)候應(yīng)盡量避免探頭故障[2]。

（三）預(yù)防缺陷檢測干擾

超聲波探傷技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候需要相關(guān)人員采取耦合劑對其進(jìn)行涂抹，保證超聲波探傷技術(shù)阻抗能力符合標(biāo)準(zhǔn)。一些待檢測的容器設(shè)備外部較為粗糙，存在污染，這時(shí)即便涂抹足夠的耦合劑仍然會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的誤差。另外，超聲波探傷檢測設(shè)備的耦合情況會(huì)影響到鍋爐壓力容器的檢測精準(zhǔn)度，因此相關(guān)人員需保證其二者一致，使其差異在正常范圍內(nèi)，進(jìn)一步提升故障定位準(zhǔn)確性。

三、超聲波探傷技術(shù)應(yīng)用案例

某鍋爐壓力容器內(nèi)部存在容器鋼板焊接縫隙，因此這時(shí)相關(guān)人員在對其展開故障檢測的時(shí)候首先需要進(jìn)行曲線繪制，鍋爐壓力容器內(nèi)部鋼板焊接縫隙檢測的時(shí)候應(yīng)該以距離-波幅為主，相關(guān)人員可以使用對比方式進(jìn)行結(jié)果測量。并結(jié)合不同的缺陷情況掌握其焊接縫隙差異。在絕大多數(shù)情況下，假如裂縫內(nèi)部呈現(xiàn)縱向，鋼板厚度為5-50mm內(nèi)。若縱向內(nèi)部存在缺陷，這時(shí)波幅處于6dB。若裂縫內(nèi)部呈現(xiàn)橫向，這時(shí)波幅處于10dB，相關(guān)人員在對其進(jìn)行檢測的時(shí)候檢測人員需要先進(jìn)行耦合劑涂抹，使其放置在檢測容器上。最終獲得的波幅曲線和信號曲線，相關(guān)人員可以借助對曲線的細(xì)致觀察獲得缺陷評定結(jié)果[3]。

其次評定缺陷，在開展缺陷評定的時(shí)候應(yīng)率先進(jìn)行長度判定，在判定的時(shí)候若最大反射波幅位于定量與判廢線之間，那么則缺陷迪＜10mm，應(yīng)記錄5mm。若鍋爐壓力容器存在不同位置出現(xiàn)多個(gè)故障，且兩者之間距離＜8mm，那么這時(shí)就需要疊加多個(gè)缺陷長度，基于長度總和計(jì)算最終缺陷長度。若故障之間距離＞8mm，那么這時(shí)就需要對其分別記錄，有效預(yù)防評級錯(cuò)誤，進(jìn)一步促使鍋爐壓力容器檢出率的提升，有效彌補(bǔ)缺陷。

最后實(shí)施結(jié)果判別，在獲得鍋爐壓力容器內(nèi)部缺陷長度指標(biāo)后，可以對其展開有效的判斷。對于一些危險(xiǎn)系數(shù)較高的故障需及時(shí)采取有效措施重點(diǎn)處理，例如裂縫，裂紋等等，若故障危險(xiǎn)性較小，那么就可以持續(xù)觀察波幅，最終結(jié)合波幅情況對鍋爐壓力容器進(jìn)行細(xì)致的觀察，進(jìn)一步對其維修方式進(jìn)行判斷。一般情況下鍋爐壓力容器的故障等級分為三等，容器板材厚度分為4-50mm，100mm，300mm，三個(gè)等級。這時(shí)就需要相關(guān)人員對其進(jìn)行厚度等級劃分，制定合理的修復(fù)措施，使鍋爐壓力容器內(nèi)部故障得到及時(shí)處理，避免故障持續(xù)擴(kuò)大直接影響到后續(xù)鍋爐壓力容器的穩(wěn)定運(yùn)行。

四、結(jié)語

綜上所述，基于確定波束的情況下避免在讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候存在較大誤差可以在一定程度上提高超聲波探傷技術(shù)探傷質(zhì)量。在對鍋爐壓力容器檢測的過程中需要相關(guān)人員采取有效的措施避免衰減和性能干擾，進(jìn)一步縮減結(jié)果誤差。由此可見超聲波探傷技術(shù)可以提升鍋爐壓力容器的檢出率，能夠降低故障的產(chǎn)生。