無損檢測技術(shù)在承壓類特種設(shè)備檢驗中的應(yīng)用探究

任桂芹

（青島市即墨區(qū)綜合檢驗檢測中心 山東青島 266200）

1 前言

承壓類特種設(shè)備的檢驗中通常會采用無損檢測技術(shù)，以避免各項檢驗行為對設(shè)備造成損害，并提升設(shè)備檢測的精準(zhǔn)度。從實際應(yīng)用情況來看，無損檢測技術(shù)的操作十分便捷、高效，而且可以提升承壓設(shè)備的檢驗效率，降低承壓特種設(shè)備安全事故的發(fā)生概率[1]。經(jīng)過長時間的發(fā)展，無損檢測技術(shù)的適用范圍在不斷擴(kuò)大，且隨著社會發(fā)展對技術(shù)使用要求的提升，無損檢測技術(shù)也在不斷完善。本文結(jié)合承壓特種設(shè)備的使用特點，通過無損檢測技術(shù)使承壓類特種設(shè)備檢驗工作更加高效進(jìn)行[2]。

2 無損檢測技術(shù)概述

2.1 內(nèi)涵

無損檢測技術(shù)是指對材料、工件實施不損害其性能和不影響其未來使用的檢測手段。將其應(yīng)用于承壓設(shè)備檢驗工作中可以提升設(shè)備的檢驗效率，避免發(fā)生安全事故。在實際應(yīng)用中，無損檢測技術(shù)需要搭配現(xiàn)代化儀器，以此確保承壓特種設(shè)備的使用質(zhì)量，為承壓特種設(shè)備的穩(wěn)定運行提供重要支持[3]。無損檢測的方法較多，常見的是超聲檢測、無線射頻識別檢測、渦流檢測、磁粉檢測、滲透檢測等。

2.2 特點

無損檢測技術(shù)可以被應(yīng)用于承壓特種設(shè)備的材料選擇、加工制造、成品檢驗等工作中，在檢驗中可以了解材料加工情況、工件結(jié)構(gòu)的運行狀態(tài)，測量工件的尺寸[4]。無損檢測技術(shù)應(yīng)用過程中所展現(xiàn)的特點具體表現(xiàn)在以下方面：（1）全面性。檢測過程不會破壞設(shè)備的結(jié)構(gòu)，且能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備各個零件的全面檢測。（2）非破壞性。在使用檢測技術(shù)的時候不會對設(shè)備本身造成損害。（3）無損檢測技術(shù)能夠被用來檢測成品，且在檢測過程中不會影響成品的質(zhì)量。

3 承壓類特種設(shè)備檢驗技術(shù)應(yīng)用

承壓類特種設(shè)備無損檢測可以分為設(shè)備不停止運行狀態(tài)下的外部檢測和停止運行之后的全貌檢測。根據(jù)承壓特種設(shè)備類型的不同，檢測周期也會存在差異。檢測過程中要著重關(guān)注設(shè)備運行介質(zhì)、溫度、環(huán)境、荷載等情況，并密切觀察這些信息可能引發(fā)的設(shè)備老化、磨損和開裂問題。

承壓類特種設(shè)備檢驗需要配合無損檢測技術(shù)，從實際情況來看，承壓類特種設(shè)備無損檢測一般會在設(shè)備使用現(xiàn)場執(zhí)行操作。受多種條件的限制，要選擇對現(xiàn)場適應(yīng)性強的技術(shù)，選用方便攜帶的配套檢測設(shè)備[5]。

無損檢測技術(shù)在使用過程中不會對檢測設(shè)備造成干擾和損害，應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)形式、設(shè)備發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行潛在故障，而后采取有效措施解決潛在問題，避免有毒有害氣體、液體在運輸過程中出現(xiàn)泄漏。

4 承壓類特種設(shè)備檢驗技術(shù)的應(yīng)用類別

4.1 射線探傷

射線探傷是一種常見的無損檢測技術(shù)，根據(jù)各個結(jié)構(gòu)中射線的變化，發(fā)現(xiàn)被檢測物體運行問題與性能缺陷。射線探傷檢測技術(shù)所應(yīng)用的射線包含X射線、r射線、中子射線等。射線損傷的具體檢測步驟如下：（1）使用射線穿透探測設(shè)備[6]。（2）使用檢測器械來檢測透射射線的強度，根據(jù)實際需要改變被探測的部位，通過不斷改變探測部位來找到透射射線強度和其他部位的差異。

射線探傷被人們廣泛地應(yīng)用到針孔、氣孔、夾雜、裂縫等缺陷問題的檢測中，在石化管道、船舶制造、航天設(shè)備加工生產(chǎn)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。設(shè)備檢測流程中，在實施檢測時需要注意做好防護(hù)工作，避免射線對人體造成傷害。

4.2 超聲波探傷

超聲波探傷是給被檢測物體安裝超聲探頭，使超聲從被檢測物的表面?zhèn)鬟f至內(nèi)部，并在其內(nèi)部邊界產(chǎn)生反射，借助關(guān)聯(lián)儀器能夠檢測到這些反射波的數(shù)據(jù)，之后在A型顯示器上形成脈沖波形，通過分析脈沖波形的特點來判定損傷和缺陷部位[7]。根據(jù)入射角和檢測物體形態(tài)的不同，更換不同的換能器（晶片）。超聲波在不同介質(zhì)中所產(chǎn)生的波形不同，其中縱波適合檢測探測形狀比較簡單的金屬構(gòu)件；橫波適合檢測管材的軸向裂縫、劃傷、氣孔和夾渣。

4.3 紅外線探傷

紅外線探傷是以紅外熱成像技術(shù)特征為基礎(chǔ)的檢測技術(shù)，物體本身具備的溫度會向外界釋放紅外線，且紅外線的輻射強度和溫度呈正比。在承壓特種設(shè)備檢測中，可以選擇主動檢測或被動檢測[8]。對于能夠自身發(fā)出熱量的設(shè)備可以利用設(shè)備本身的溫度進(jìn)行檢測，即實現(xiàn)被動檢測。對于工件本身溫度比較低的可以先進(jìn)行人工加熱，實現(xiàn)熱量在工件內(nèi)部的傳輸?；诠ぜ旰貌课缓腿毕轃釋?dǎo)率的不同，紅外線輻射強度也會不同，通過紅外線熱成像儀器，詳細(xì)記錄工件表面熱成像，打造出溫度場分布圖，并通過圖像找到設(shè)備存在缺陷的部位。

4.4 磁粉探傷

在金屬工件被磁化處理后，如果表面存在缺陷，如裂縫、夾雜等，就會出現(xiàn)漏磁場的問題，會吸附較多磁粉?？梢越Y(jié)合磁粉在工件上的分布情況來判斷其可能出現(xiàn)缺陷的部位[9]。

磁粉探傷檢測方式具備操作簡單、易于實現(xiàn)的特點，檢測時可以將工件放置在強磁場中，借助較大的電流來實現(xiàn)對工件的磁化處理。磁粉探傷操作一般會被人們應(yīng)用到特種設(shè)備半成品、成品出廠前的檢驗工作中，通過檢驗可以有效防止疲勞損傷。

4.5 滲透探傷

滲透探傷檢測是在毛細(xì)管的作用下，涂抹在零件表面的滲透劑會滲透到零部件的表面缺陷中，這時時需要對多余的滲透液進(jìn)行清理，在毛細(xì)作用下顯像劑會將缺陷部位的滲透液回滲，這時通過觀察缺陷位置滲透液的痕跡可以判斷缺陷性質(zhì)。滲透探傷技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，除了多孔隙疏松材料不能夠使用這項技術(shù)，其他領(lǐng)域都可以使用滲透探傷。

4.6 渦流探傷

渦流探傷檢測以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)，在承載交變電流檢測線圈靠近導(dǎo)電試驗件的時候，在線圈磁場的作用下試驗件會出現(xiàn)渦流。渦流反作用磁場會讓檢測線圈的阻抗出現(xiàn)變化，因而通過檢測線圈阻抗的變化就能夠了解被檢測試驗件的導(dǎo)電性能。和其他檢測技術(shù)相比，渦流探傷檢測具備以下優(yōu)勢：（1）檢測操作時線圈不需要接觸工件，也不需要耦合介質(zhì)，檢測速度較快；（2）如果工件表面出現(xiàn)缺陷往往可以在第一時間檢測出來，及時采取質(zhì)量控制對策；（3）在檢測時不需要耦合介質(zhì)，因而可以在高溫的環(huán)境下完成檢測[10]。渦流探傷不但可以對導(dǎo)電材料上的裂紋、孔洞等缺陷進(jìn)行檢驗和判斷，而且這類檢測技術(shù)還顯示出良好的靈敏度，能夠及時發(fā)現(xiàn)油漆層的缺陷。

在工業(yè)生產(chǎn)加工領(lǐng)域，渦流檢測技術(shù)被人們廣泛應(yīng)用在各個金屬管、棒、線、絲材的探傷檢測中，在使用的過程中兼顧長通傷、緩變傷等不同程度缺陷的檢測要求，還能夠有效抑制鋼管在線、離線監(jiān)測時被外界信號的干擾。

5 承壓類特種設(shè)備檢驗技術(shù)的應(yīng)用步驟

5.1 技術(shù)應(yīng)用準(zhǔn)備

（1）在使用無損檢測技術(shù)的時候需要提前設(shè)定好設(shè)備參數(shù)，尤其是在安裝探頭前要檢查好探頭的頻率、晶片的大小及中心距離參數(shù)。如果被檢測承壓特種設(shè)備的壁端比較稀薄，則需要使用高頻率探頭來實施檢測。需特別注意耦合不良影響超聲波的穿透反射，造成誤判。在探頭處于設(shè)備表面時要確保直通波和底波的時間差超過20個周期。在承壓設(shè)備壁端較厚時需要使用低頻探頭，并確保探頭設(shè)備始終處于設(shè)備的下表面。（2）中心頻率數(shù)值差要始終控制在20%左右，頻率設(shè)定要能夠覆蓋所有信號。檢測儀器設(shè)備靈敏度與檢測結(jié)果有密切聯(lián)系，開始檢測前必須做好靈敏度調(diào)整，也可在準(zhǔn)備工作前使用換能器（晶片）試塊測試靈敏度，在基準(zhǔn)值合格的情況下使用。按照檢測目標(biāo)設(shè)定靈敏度數(shù)值。（3）在對承壓設(shè)備檢測前需要設(shè)定好平均化的參數(shù)，增強無損檢測圖像的精準(zhǔn)性。

5.2 定位分類缺陷

如果承壓特種設(shè)備的運行時間過長，難免會出現(xiàn)滲漏、腐蝕和破損現(xiàn)象，這些現(xiàn)象的出現(xiàn)會影響承壓特種設(shè)備的基本性能。為了提升承壓特種設(shè)備的性能需要檢測其缺陷類型、缺陷面積、缺陷埋藏深度等，并根據(jù)衍生射波信號的大小來判斷缺陷類型。在底波出現(xiàn)中斷時需要及時使用耦合損失的方式予以修正。承壓特種設(shè)備檢測如遇遺漏現(xiàn)象，也可以應(yīng)用無損檢測技術(shù)解決。

5.3 盲區(qū)補充檢測

承壓特種設(shè)備檢測遇到的盲區(qū)，建議采取補充性檢測的方式解決。對于因為直通波信號引起的上表面盲區(qū)問題，檢測設(shè)備無法及時檢測和分析缺陷信號，最終會降低缺陷定位的精準(zhǔn)度。為此，在設(shè)備裂縫低于50 mm、上表面盲區(qū)厚度是總體厚度1/5時需要對設(shè)備實施重復(fù)性的檢測。

6 結(jié)論

綜上所述，無損檢測可以保證被檢測物的性能，且和其他檢測相比這種檢測技術(shù)的檢測效果良好，檢測精準(zhǔn)度較高。在承壓特種設(shè)備的檢測中，該技術(shù)有利于監(jiān)督設(shè)備運行效果優(yōu)化，減少設(shè)備加工制造的返工率、廢品率，進(jìn)而減少檢驗成本，增強使用安全性、穩(wěn)定性。本文結(jié)合承壓特種設(shè)備加工生產(chǎn)實際情況，著重介紹了射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷等無損檢測技術(shù)，分析了無損檢測技術(shù)在承壓特種設(shè)備性能檢測工作中的優(yōu)勢。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，無損檢測技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，為國家現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展提供了重要支持。