楊陽
摘 要:壓力容器的安全性受到人們廣泛關(guān)注,因此需要執(zhí)行科學(xué)的檢驗檢測。由于無損檢測技術(shù)具有高效率,非傷害和強(qiáng)安全性等特點,所以被廣泛接受和使用。在無損檢測技術(shù)幫助下對壓力容器進(jìn)行檢驗檢測,能有效地避免失敗事故發(fā)生,保證設(shè)備正常高效運(yùn)轉(zhuǎn)。無損檢測技術(shù),不僅適用于壓力容器的檢驗檢測,還能在壓力容器生產(chǎn)過程中發(fā)揮作用,從而很大地改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:壓力容器;使用特點;無損檢測
1壓力容器的使用特點以及引起安全事故的因素
1.1壓力容器的使用特點
與其他普通機(jī)械相比,壓力容器具有使用壽命長、不易磨損等特點,但作為特種設(shè)備之一,壓力容器在使用過程中容易發(fā)生安全生產(chǎn)事故。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國壓力容器安全事故率為0.14%,與其他設(shè)備相比,壓力容器事故具有高度破壞性的特點,在發(fā)生事故爆炸情形下,將生產(chǎn)巨大的沖擊波,損傷半徑可達(dá)20公里。另外,壓力容器工作介質(zhì)主要為易燃、易爆、有毒等化學(xué)物質(zhì),一旦壓力容器出現(xiàn)跑冒滴漏等問題,進(jìn)而引發(fā)各種化學(xué)反應(yīng),迅速地向外延伸,造成嚴(yán)重的化工爆炸和其他安全問題。
壓力容器一般在比較惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中運(yùn)行。在承受較大的工作壓力同時,還要在高溫、深寒、特殊生產(chǎn)環(huán)境中運(yùn)行。由于目前我國壓力容器主要以焊接方式連接其內(nèi)部結(jié)構(gòu)件,受到焊接工藝水平的影響,在制造過程中壓力容器的焊縫及熱影響區(qū)容易出現(xiàn)的缺陷,而這些缺陷一旦形成,不及時處理,將會擴(kuò)展,容易導(dǎo)致安全生產(chǎn)問題。
針對以上特點,我們在壓力容器檢驗中引入了無損檢測手段。
無損檢測也叫無損探傷,采用射線、超聲、紅外、電磁等原理技術(shù)并結(jié)合儀器對材料、零件、設(shè)備進(jìn)行缺陷、化學(xué)、物理參數(shù)檢測的技術(shù)。對試件內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)及缺陷的類型、性質(zhì)、數(shù)量、形狀、位置、尺寸、分布及其變化進(jìn)行檢查和測試的方法?。壓力容器檢驗過程中常用的無損檢測手段主要有超聲檢測(UT)、射線檢測(RT)、滲透檢測(PT)和磁粉檢測(MT)。以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷為目的采用RT、UT,以發(fā)現(xiàn)表面缺陷為目的的采用PT、MT。
2壓力容器檢驗中無損檢測技術(shù)類型
2.1壓力容器無損檢測技術(shù)類型之超聲波檢測法
超聲波檢測技術(shù)適用于金屬、非金屬和復(fù)合材料等多種試件的無損檢測。主要是利用高頻率的聲波在不同的材料界面上反射回來的特性進(jìn)行探傷的。作用原理為:利用晶片的壓電效應(yīng),通入交流電,使晶片產(chǎn)生振動而發(fā)出高頻超聲波,超聲波在同一均勻介質(zhì)中按直線傳播,且傳播速度不變,當(dāng)它傳播到不同的材料界面上時,會發(fā)生反射和折射現(xiàn)象。這種檢測技術(shù)能夠更加精準(zhǔn)的檢測出部件的具體幾何特性缺陷,能檢測出焊接接頭內(nèi)部存在的缺陷,面狀缺陷檢出率較高。由于超聲波穿透能力強(qiáng),可用于大厚度原材料和焊接接頭的檢測,能夠確定缺陷的位置和尺寸,成本費(fèi)用低、無污染、測量數(shù)值更加精準(zhǔn)。但其對具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的試件進(jìn)行超聲檢測有困難;并且缺陷的位置、取向和形狀以及材質(zhì)和晶粒度都對檢測結(jié)果有一定影響,檢測結(jié)果也無直接見證記錄且較難確定體積狀缺陷或面狀缺陷的具體性質(zhì)。
2.2壓力容器無損檢測技術(shù)類型之射線檢測法
射線檢測是檢驗過程中常用的無損檢測手段。它根據(jù)被檢工件由于成分、密度、厚度的不同,利用X射線或者γ射線完成膠片感光,當(dāng)射線透過材料內(nèi)部缺陷時,由于缺陷(如氣孔、裂紋等)處吸收射線的能力較差,故投射到材料底部膠片上相應(yīng)部位的感光度較大,根據(jù)底片上的不同感光度可以鑒別出缺陷的存在與否,以及缺陷的外形和大小。這種方法設(shè)備不受損傷的同時,檢測出具體的缺陷部件。能確定缺陷平面投影的位置、大小以及缺陷的性質(zhì)。但較難檢測出厚鍛件、管材和棒材中存在的缺陷,也較難檢測出焊縫中存在的細(xì)小裂紋和層間未熔合以及難以確定缺陷的深度位置和自身高度。對承壓設(shè)備直徑較大而采用γ射線源進(jìn)行中心曝光法時,焊縫中存在的面狀缺陷也難以檢測出來。
2.3壓力容器無損檢測技術(shù)類型之滲透檢測法
所謂滲透檢查法,是指以滲透液為檢查介質(zhì),其原理是利用毛細(xì)現(xiàn)象檢查材料表面開口缺陷的一種無損檢驗方法。將一種含有染料的著色或熒光的滲透劑涂覆在零件表面上,在毛細(xì)作用下,由于液體的潤濕與毛細(xì)管作用使?jié)B透劑滲入表面開口缺陷中去。然后去除掉零件表面上多余的滲透劑,再在零件表面涂上一層薄層顯像劑。缺陷中的滲透劑在毛細(xì)作用下重新被吸附到零件表面上來而形成放大了的缺陷圖象顯示。其基本流程為滲透-清洗-顯像-觀察。滲檢測方法具有成本低,性價比高,能檢測出金屬材料中的表面開口缺陷,如氣孔、夾渣、裂紋、疏松等。但較難檢測多孔材料。
2.4壓力容器無損檢測技術(shù)類型之磁粉檢測法
磁粉檢測是利用鐵磁性材料在磁場中被磁化后,在表面或者近表面的缺陷處產(chǎn)生漏磁的現(xiàn)象進(jìn)行探傷。當(dāng)鐵磁性壓力容器表面或近表面有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷時,由于缺陷本身是非磁性的,磁力線不易穿過,而是繞過,從而在缺陷處出現(xiàn)磁粉不連續(xù),將缺陷顯示出來,根據(jù)顯示特征檢測人員能夠直接看出缺陷位置以及缺陷大小,具有較高的使用靈敏度,成本等特點。能檢測出鐵磁性材料中的表面開口缺陷和近表面缺陷。但難以檢測結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件,無法檢測非鐵磁性材料工件。
3結(jié)語
利用無損檢測,在不損害壓力容器性能的前提下,對壓力容器進(jìn)行檢測,然后通過分析比較數(shù)據(jù),確定壓力容器產(chǎn)品是否存在超標(biāo)缺陷,及時消除隱患,保證其安全運(yùn)行,從而有效提高壓力容器的使用效率。
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