無(wú)損檢測(cè)方法在壓力容器檢驗(yàn)中的應(yīng)用

張 陽(yáng)，徐新民，王艷杰

（渤海石油裝備制造有限公司遼河鉆采裝備分公司，遼寧盤錦 124010）

0 引言

近些年以來(lái)，隨著我國(guó)各行各業(yè)的不斷發(fā)展，尤其是工業(yè)企業(yè)，壓力容器的應(yīng)用非常常見(jiàn)，在使用的過(guò)程中，電氣設(shè)備狀態(tài)維修和檢查出現(xiàn)的問(wèn)題比較多。為了在到電氣設(shè)備狀態(tài)維修時(shí)減少經(jīng)濟(jì)損失，節(jié)約檢修費(fèi)用，降低檢修成本，同時(shí)又能促進(jìn)電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，可通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，降低對(duì)壓力容器的損害，提高檢測(cè)效率等，進(jìn)而占據(jù)更多的市場(chǎng)。

1 無(wú)損檢測(cè)的定義與特點(diǎn)

1.1 定義

無(wú)損檢測(cè)是指“在確保壓力容器不被破壞的情況下，采用了綜合光、電、磁等一種綜合性的檢測(cè)方法?！逼髽I(yè)可以通過(guò)對(duì)壓力容器進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，判斷其能否符合企業(yè)的實(shí)際需要。

1.2 特點(diǎn)

（1）無(wú)損檢測(cè)具有非破壞性的特點(diǎn)，就是這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用的時(shí)候不會(huì)造成損害。正是因?yàn)檫@個(gè)原因，使它受到越來(lái)越多的歡迎。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是采用的高科技手段，其特點(diǎn)就是體積小、質(zhì)量輕、穿透力強(qiáng)。人為檢測(cè)的過(guò)程不夠全面，安全系數(shù)比較低，在這個(gè)關(guān)鍵時(shí)候，就需要使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。無(wú)損檢測(cè)方法相對(duì)靈活，既可以使用抽樣檢驗(yàn)也可以全面的檢測(cè)。

（2）無(wú)損檢測(cè)具有互容性的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在同一零件可以同時(shí)使用多種方式進(jìn)行檢測(cè)，也可以依次采用不同的方法進(jìn)行檢測(cè)，也可以進(jìn)行重復(fù)的檢測(cè)，進(jìn)而提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（3）無(wú)損檢測(cè)具有靈活性，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要是采用信息技術(shù)，通過(guò)信息反饋出來(lái)的問(wèn)題，然后再采取措施，達(dá)到檢測(cè)的理想效果，受到廣泛的歡迎。它的靈活性體現(xiàn)在工作中出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能夠從多個(gè)角度在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)信息技術(shù)進(jìn)行重復(fù)的檢測(cè)，能夠發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，便于及時(shí)補(bǔ)救。

2 無(wú)損檢測(cè)方法

2.1 利用磁粉檢測(cè)

這種方法是通過(guò)利用磁性材料的性能進(jìn)行檢測(cè)。磁粉檢測(cè)法工作原理是：在對(duì)壓力容器進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)，材料被磁化后，會(huì)出現(xiàn)細(xì)微的變化，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，形成漏磁場(chǎng)，通過(guò)光射，磁痕就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)這種方法就能對(duì)工件表面存在的缺陷進(jìn)行檢測(cè)。

磁粉檢測(cè)所具備的優(yōu)點(diǎn)有很多，首先就是在檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中對(duì)于工件所具備的形狀以及不同工件的大小能夠直接的檢測(cè)出來(lái)，不會(huì)影響到無(wú)損檢測(cè)方式的繼續(xù)展開(kāi)，同時(shí)在檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中檢測(cè)的也更加精確，靈敏度比較高。磁粉檢測(cè)的方式甚至能夠?qū)⒕嚯x縮小到微米，還能夠直接的檢測(cè)出來(lái)其中存在的裂紋狀況，對(duì)于工件出現(xiàn)缺陷的位置，也能夠非常清晰明確的展示出來(lái)。除此以外數(shù)據(jù)分析也是其中的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，能夠直接檢測(cè)出缺陷的具體性質(zhì)，整個(gè)檢測(cè)的工藝流程比較簡(jiǎn)單，所耗費(fèi)的資金檢測(cè)成本相對(duì)來(lái)說(shuō)非常低，檢測(cè)的效率同樣很高，但是該檢測(cè)方式無(wú)法直接進(jìn)行深度的檢測(cè)，如果檢測(cè)深度是1～2 mm，就只能對(duì)表面的缺陷進(jìn)行檢測(cè)。除此以外這種檢測(cè)方式對(duì)于工件也有一定的要求，如工件表面必須是干凈的、不能出現(xiàn)雜質(zhì)。另外一個(gè)問(wèn)題就是不能夠檢測(cè)所有的材料檢測(cè)的工件內(nèi)部，一定要有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的鐵素含量，并且磁場(chǎng)的強(qiáng)度也需要維持在一定的范圍內(nèi)。要真正的檢測(cè)出來(lái)工件存在的缺陷，對(duì)缺陷和磁場(chǎng)之間的夾角也要有所限制，需要維持在45°～90°。磁粉檢測(cè)這種方法的適用范圍有以下兩點(diǎn)，第一點(diǎn)就是需要正常使用的壓力容器，這樣才能夠?qū)θ萜鳟?dāng)中出現(xiàn)的一些缺陷和裂紋，包括腐蝕狀況進(jìn)行檢測(cè)。第二點(diǎn)就是制造過(guò)程當(dāng)中的容器，比如說(shuō)可以檢測(cè)鍛鋼零件以及焊接的坡口，包括焊縫表面的質(zhì)量等等。

2.2 射線檢測(cè)

射線檢測(cè)也是當(dāng)前一種比較常用的檢測(cè)方式，射線檢測(cè)自身也具備一定的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)然也存在一定的缺陷。射線檢測(cè)在應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中展現(xiàn)出來(lái)的基本工作原理，主要是指射線在穿透工件的時(shí)候容易遭受到物質(zhì)里面的介質(zhì)阻礙，所以射線自身就會(huì)逐漸的減弱，減弱的程度也是不同的，因?yàn)椴煌慕橘|(zhì)對(duì)射線造成的阻力不相同。工件自身的阻力系數(shù)還有射線對(duì)于穿透物質(zhì)中所含有的介質(zhì)基本厚度影響到了射線的強(qiáng)弱，如果射線遇到了一些自身有缺陷的工件，這些存在缺陷的工件和一般的工件之間就有一定的區(qū)別，呈現(xiàn)出來(lái)的射線強(qiáng)度結(jié)果也就有差異。射線強(qiáng)度不同，在工件后面的X光膠片也會(huì)在感光程度上存在一定的區(qū)別，膠片在處理后形成的黑度不一樣，黑度的位置還有黑度的范圍，也有一定的差異，因此對(duì)工件的缺陷和具體大小以及部位就要進(jìn)行及時(shí)的判斷。

射線檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)有很多，比如說(shuō)能夠直接針對(duì)檢測(cè)的工件，形成直觀的影像，并且進(jìn)行定性和定量的檢測(cè)，結(jié)果相對(duì)來(lái)說(shuō)也更加的準(zhǔn)確，還能夠直接檢測(cè)出來(lái)存在的氣孔等缺陷，檢測(cè)的結(jié)果能夠長(zhǎng)時(shí)間的保存下來(lái)。這種檢測(cè)方法的缺點(diǎn)是在檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中耗費(fèi)的資金成本比較高，對(duì)人體的傷害比較大，還會(huì)出現(xiàn)漏檢的狀況。

2.3 超聲波檢測(cè)

超聲波指的是聲波頻率超過(guò)2×104Hz，這種聲波在傳播的過(guò)程當(dāng)中，能夠按照相對(duì)比較穩(wěn)定的速度以及固定的方向進(jìn)行傳播，如果說(shuō)在傳播的過(guò)程當(dāng)中遇到了異質(zhì)的界面或者是阻抗不同的缺陷，就會(huì)直接出現(xiàn)反射，利用反射就可以直接判斷缺陷。

超聲波檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)也非常明顯，首先就是安全性高，在檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中的危險(xiǎn)性比較小，其次操作的過(guò)程也比較簡(jiǎn)單方便，對(duì)于無(wú)損檢測(cè)來(lái)說(shuō)有著一定的促進(jìn)作用。同時(shí)超聲波檢測(cè)的穿透力也比較強(qiáng)，檢測(cè)更加靈敏，能夠直接檢測(cè)出缺陷的深度以及大小。這種檢測(cè)方式的缺陷就是檢測(cè)結(jié)果需要專業(yè)的技術(shù)人員才能看明白。檢測(cè)工件的表面也有一定的要求，需要具備較高的粗糙度，同時(shí)超聲波檢測(cè)也有一定的適用范圍，不僅能夠檢測(cè)鍛件缺陷，還能夠檢測(cè)焊縫的缺陷以及鑄件的缺陷。

3 無(wú)損檢測(cè)方法應(yīng)用

3.1 超聲波

超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是常用方法之一，技術(shù)人員需要使用超聲波脈沖反射式探傷儀開(kāi)展檢測(cè)工作，借此來(lái)了解當(dāng)前容器中是否存在鍛件和焊接等問(wèn)題。與傳統(tǒng)方法相比，超聲波探傷儀在應(yīng)用方面具有多方面優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可以最大程度避免對(duì)技術(shù)人員的傷害，這使得其被廣泛應(yīng)用在壓力容器檢測(cè)工作中。

3.2 磁粉

除了超聲波方法之外，當(dāng)前部分技術(shù)人員在開(kāi)展容器檢測(cè)工作中也會(huì)使用磁粉檢測(cè)方法，其在整個(gè)檢驗(yàn)體系中同樣占據(jù)重要地位。在開(kāi)展壓力容器檢測(cè)工作中，技術(shù)人員可以借助磁粉來(lái)檢測(cè)容器表面，其原理在于磁性粒子磁化作用，借此來(lái)形成特定泄漏磁場(chǎng)并獲取容器形狀、尺寸和位置等信息。通過(guò)使用這一檢驗(yàn)方法，技術(shù)人員可以準(zhǔn)確判斷容器是否存在白色斑點(diǎn)缺陷問(wèn)題。與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比，磁粉具有靈活性和準(zhǔn)確性等優(yōu)勢(shì)，因此得到了較大范圍的應(yīng)用。

3.3 滲透檢測(cè)技術(shù)

針對(duì)表面存在缺陷的壓力容器，技術(shù)人員通常采用滲透無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，其離不開(kāi)成像試劑，需要用其浸透壓力容器的表面缺陷，通過(guò)直觀地觀察毛細(xì)管液體來(lái)判斷容器表面缺陷情況。在具體應(yīng)用方面，滲透檢測(cè)技術(shù)存在一定缺陷，其僅僅具備測(cè)試性能，因此使用頻率不及上述兩種方法。

3.4 磁記憶檢測(cè)方法

針對(duì)疲勞損傷情況，技術(shù)人員通常使用磁記憶檢測(cè)方法，在這一過(guò)程中需要全面結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)資料，并在此基礎(chǔ)上使用磁化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力容器磁化，由此來(lái)更直觀具體地分析損傷情況。從壓力容器角度來(lái)看，其在使用過(guò)程中極易出現(xiàn)疲勞損傷。導(dǎo)致出現(xiàn)這一問(wèn)題的主要原因在于外部壓力和環(huán)境溫度，一旦出現(xiàn)這一問(wèn)題，則容器外表會(huì)出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致其使用過(guò)程中的安全性能受到影響。在具體的測(cè)試工作中，技術(shù)人員首先需要全面檢驗(yàn)容器焊接過(guò)程，一方面要做硬度測(cè)試，另一方面要結(jié)合其他無(wú)損檢驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，由此來(lái)最大程度提高最終檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性和全面性，這對(duì)于提高容器使用安全性具有重要意義。

3.5 電磁渦流檢測(cè)技術(shù)

針對(duì)電磁和壓力容器，技術(shù)人員在開(kāi)展檢測(cè)工作中通常采用電磁渦流檢測(cè)技術(shù)，借助電磁渦流來(lái)判斷容器不同部位存在的缺陷。在具體的測(cè)試工作中，技術(shù)人員需要根據(jù)電磁渦流是否平衡來(lái)判斷容器情況，當(dāng)實(shí)現(xiàn)平衡時(shí)，則可以判定壓力容器沒(méi)有任何問(wèn)題和缺陷，出現(xiàn)變化時(shí)則表明壓力容器存在缺陷。

4 其他注意事項(xiàng)

時(shí)間對(duì)于檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性而言具有重要影響，這就要求技術(shù)人員結(jié)合具體情況來(lái)選擇準(zhǔn)確恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間，除此之外，技術(shù)人員還需要注重檢驗(yàn)方法的合理性和科學(xué)性，結(jié)合實(shí)際情況和需要來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ā＞头瞧茐男詼y(cè)試而言，技術(shù)人員需要綜合分析不同方法的檢測(cè)范圍、設(shè)備介質(zhì)、材料質(zhì)量、使用條件、制造方法，由此來(lái)選出更為恰當(dāng)?shù)姆椒?。上文提到，不同檢驗(yàn)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此技術(shù)人員需要綜合分析不同方法，在此基礎(chǔ)上結(jié)合壓力容器檢測(cè)具體情況來(lái)實(shí)現(xiàn)多方法綜合應(yīng)用，一方面可以實(shí)現(xiàn)多方法的互補(bǔ)，另一方面可以顯著提高檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性和檢測(cè)過(guò)程的系統(tǒng)性。

5 結(jié)束語(yǔ)

在開(kāi)展壓力容器檢測(cè)工作中，技術(shù)人員需要全面了解不同檢測(cè)方法的特性和使用優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)分析，由此來(lái)進(jìn)一步提高熟練度和準(zhǔn)確度。通過(guò)積累檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)不同的情況，技術(shù)人員可以采用不同方法，例如針對(duì)內(nèi)部缺陷問(wèn)題優(yōu)先使用射線和超聲波，針對(duì)不同厚度的容器，可以分別采用超聲波（適用于較厚情況）和射線（適用于較薄情況）。針對(duì)不同材質(zhì)也要選擇不同方法，例如針對(duì)鐵磁性材料選擇磁粉，而針對(duì)非磁性材料或結(jié)構(gòu)復(fù)雜情況，技術(shù)人員可采用滲透檢測(cè)技術(shù)。在這一過(guò)程中需要實(shí)現(xiàn)多方法結(jié)合使用，由此來(lái)提高壓力容器缺陷檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和全面性。