淺析壓力容器無損檢測技術(shù)及其應(yīng)用

馬文江 陳旭

摘要：針對壓力容器的無損檢測，提出包含表面檢測、超聲檢測、射線檢測、渦流檢測、聲發(fā)射檢測、磁記憶檢測、漏磁檢測在內(nèi)的多種檢測方法，提出不同檢測方法的原理、特點(diǎn)和適用范圍，旨在為實際的檢測工作中選擇合理可行的無損檢測方法提供參考借鑒，保證無損檢測順利完成，并達(dá)到理想的檢測結(jié)果。

關(guān)鍵詞：壓力容器;無損檢測

壓力容器屬于特種承壓設(shè)備，如果發(fā)生泄漏與爆炸，將引起災(zāi)難性事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。對此，必須重視和做好壓力容器的無損檢測，采用適宜的檢測方法。

1表面檢測

該方法在停產(chǎn)檢驗過程中得到了廣泛應(yīng)用，可采用這一方法進(jìn)行檢測的位置包括焊縫、焊疤及螺栓。對于鐵磁性材料，可采用磁粉法進(jìn)行檢測，當(dāng)內(nèi)部照明條件較差時，可借助熒光磁粉法進(jìn)行檢測，對于外部檢測，借助濕式黑磁粉法進(jìn)行，若角焊縫不能采用磁粉法進(jìn)行檢測，則可采用滲透法進(jìn)行檢測。對于非鐵磁性材料，可采用滲透法進(jìn)行檢測，內(nèi)部檢測借助熒光滲透法進(jìn)行，待檢測表面黑光強(qiáng)度需要達(dá)到1000μW/cm2，而外部檢測可借助著色滲透法進(jìn)行。

2超聲檢測

采用該方法能確定對接焊縫中是否存在缺陷，還能確定焊縫中存在的表面裂紋。如果容器的外部存在保溫覆蓋層，則可以從內(nèi)部對外表面進(jìn)行檢測，確定是否存在裂紋。該方法也能對鍛件與高壓螺栓進(jìn)行檢測，確認(rèn)是否存在裂紋。因超聲波探傷儀具有體積較小、質(zhì)量輕、容易攜帶與操作等特點(diǎn)，所以在當(dāng)前的無損檢測中得到了十分廣泛的應(yīng)用。該方法另外一個特點(diǎn)為能檢測出缺陷高度，這對之后的安全評定而言是十分重要的。

3射線檢測

該方法主要對板厚相對較小的容器進(jìn)行檢測，確定埋藏于內(nèi)部的各個缺陷，厚度較薄的板進(jìn)行射線檢測是有很大難度的。對于檢測人員無法進(jìn)入的容器和無法進(jìn)行超聲檢測的容器中，可利用同位素實施射線照相。除此之外，該方法還能對正處使用狀態(tài)的容器進(jìn)行檢驗，并對發(fā)現(xiàn)的各項缺陷實施復(fù)驗，從而確定缺陷屬于哪一種類型和基本性質(zhì)，為之后的缺陷整改奠定良好基礎(chǔ)，提供可靠的參考依據(jù)。

4渦流檢測

對于正處在使用狀態(tài)的容器，采用該方法能對換熱管實際腐蝕狀態(tài)進(jìn)行檢測，并能檢測確定焊縫表面是否存在裂紋。探頭主要為內(nèi)穿過式，當(dāng)換熱管為非鐵磁性時，采用普通的渦流檢測方法即可，而當(dāng)換熱管為鐵磁性時，需進(jìn)行遠(yuǎn)場渦流檢測，通過檢測，能確定由于腐蝕產(chǎn)生的厚度減薄、穿孔與蝕坑。穿過式線圈渦流檢測如圖1所示。

近幾年，我國新研發(fā)出一種采用電流擾動磁敏探頭的新渦流檢測方法，用這一方法對焊縫表面進(jìn)行裂紋檢測時，允許焊縫表面相對粗糙，也可帶有防腐層，也就是說無需過多的預(yù)處理就能進(jìn)行檢測，可實現(xiàn)快速檢測目標(biāo);另外，該方法還能用于停產(chǎn)檢驗，先用這項技術(shù)實施快速檢測，再對可疑的位置采用磁粉檢測或滲透檢測來復(fù)驗，從而確定裂紋大小與位置。

5聲發(fā)射檢測

聲發(fā)射在壓力容器中的應(yīng)用能檢測出活動性缺陷，當(dāng)然也能對已知的缺陷實施活性評價。該方法的特點(diǎn)為需要在檢測時對待檢容器做適當(dāng)加載，加載方法包括水壓試驗、氣壓試驗及直接利用工作介質(zhì)來加載。針對容器的活性缺陷，加載時利用若干傳感器對殼體實施整體監(jiān)測，用以確定活性聲發(fā)射源，再利用活性聲發(fā)射源對表面及內(nèi)部實施缺陷檢測，發(fā)現(xiàn)并及時排除所有干擾源，找出潛在缺陷。評價各已知缺陷的實際活性，主要是在加載時對不同的已知缺陷實施聲發(fā)射監(jiān)測，若加載時缺陷處沒有聲發(fā)射定位源，說明該缺陷為非活性;相反，若有很多聲發(fā)射定位源，則說明該缺陷具有活性。

6磁記憶檢測

采用該方法能確定高應(yīng)力集中處，高應(yīng)力集中處會由于應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象而開裂，或產(chǎn)生疲勞性損傷，但設(shè)備的溫度較高時，還會產(chǎn)生一定程度的蠕變損傷。該檢測方法在上世紀(jì)九十年代初期被提出，在九十年代后期得到廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展，主要檢測應(yīng)力集中缺陷與疲勞損傷。該檢測方法的原理為：由于鐵磁件受載時應(yīng)力與變形范圍內(nèi)磁狀態(tài)將發(fā)生不可逆的變化，所以在這一區(qū)域中將發(fā)生重新取向，這種變化不僅會在荷載全部消除后依然保留，而且還和最大作用應(yīng)力有直接關(guān)系。大多借助磁記憶檢測裝置掃描和排查容器中的焊縫，以此找出應(yīng)力峰值的具體焊縫，再對這些焊縫采用其它檢測手段進(jìn)行檢測與分析，最終找出裂紋等缺陷或損傷。

7漏磁檢測

該方法主要檢測容器殼體上可能產(chǎn)生的點(diǎn)腐蝕問題，很多壓力容器，工作人員都無法進(jìn)入到它的內(nèi)部進(jìn)行檢查，而且還有一些壓力容器即便使用內(nèi)窺鏡也無法進(jìn)行檢查，同時，采用超聲波進(jìn)行探傷與測厚不能確定點(diǎn)腐蝕實際分布情況，而采用超聲法進(jìn)行探傷時，需要對表面實施打磨處理。針對這種情況，就可以采用漏磁檢測法進(jìn)行檢測，在保留油漆層的情況下直接進(jìn)行掃描，在容器的外部就能確定腐蝕坑深度及大小。由于該方法存在以上特點(diǎn)，所以還能對容器進(jìn)行在線檢測，確定容器的實際運(yùn)行狀態(tài)。

8結(jié)束語

綜上所述，由于壓力容器結(jié)構(gòu)和使用的特殊性，采用常規(guī)檢測手段無法進(jìn)行，為了確定壓力容器的實際情況，需要進(jìn)行無損檢測。目前可用于壓力容器的無損檢測方法有很多，不同方法采用不同的檢測原理，具有不同的特點(diǎn)，在實際工作中需要根據(jù)容器實際情況選擇，以此保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。

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