壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的合理選擇與應(yīng)用

周泉

（甘肅省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院，甘肅 蘭州 730000）

在壓力容器應(yīng)用率不斷增加的背景下，由于其存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性，故而壓力容器檢測(cè)工作逐漸受到社會(huì)的關(guān)注。但隨著科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展，傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)已無(wú)法滿足社會(huì)需求，導(dǎo)致檢測(cè)精準(zhǔn)性降低。為有效解決該點(diǎn)問(wèn)題，工作人員必須對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)形成正確認(rèn)知，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)選擇與應(yīng)用，以此提高檢測(cè)結(jié)果可靠性，進(jìn)而降低壓力容器出現(xiàn)安全事故的可能性，其對(duì)保障現(xiàn)代工業(yè)穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。

一、壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及其選擇

針對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)而言，其主要指在保障檢測(cè)對(duì)象原有性能及結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用紅外或超聲等手段，對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行全面檢測(cè)，進(jìn)而明確檢測(cè)對(duì)象存在的缺陷。該項(xiàng)技術(shù)包括的內(nèi)容呈現(xiàn)多樣化，且不同技術(shù)手段均具有不同的適用條件。因此為避免對(duì)檢測(cè)效果產(chǎn)生影響，必須充分明確不同檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)，并結(jié)合壓力容器檢測(cè)工作實(shí)際情況，以此對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)選擇。

（一）無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

1.射線檢測(cè)

在應(yīng)用射線檢測(cè)技術(shù)的過(guò)程中，多會(huì)對(duì)r 射線源以及X 射線探傷機(jī)等設(shè)備進(jìn)行利用，以此提高檢測(cè)效果。該項(xiàng)技術(shù)在檢測(cè)工作中具有較高的應(yīng)用率，其主要指對(duì)射線進(jìn)行利用，將其透照到檢測(cè)對(duì)象。在透照后，射線強(qiáng)度將根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的厚度以及密度等發(fā)生變化，并通過(guò)射線本身具備的照相及熒光作用，將強(qiáng)度發(fā)生的變化反映到膠片中[1]。在顯影處理工作結(jié)束后，強(qiáng)度變化將以存在差別的黑度在底片上呈現(xiàn)。此后，工作人員可通過(guò)分析底片黑度，對(duì)壓力容器不同結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況進(jìn)行明確，精準(zhǔn)排查壓力容器中存在的缺陷，并采取相應(yīng)的處理措施。目前，該項(xiàng)技術(shù)主要被工作人員應(yīng)用到以碳素鋼、鎳合金及鎳、奧氏體不銹鋼等材料制作的壓力容器縱縫或環(huán)縫檢測(cè)工作中。通過(guò)深入分析射線檢測(cè)技術(shù)，可發(fā)現(xiàn)其存在的特征主要是具備良好的直觀性以及檢出率較高等，且檢測(cè)結(jié)果能夠根據(jù)操作人員實(shí)際需求進(jìn)行記錄或保存。雖然該項(xiàng)技術(shù)對(duì)人體具有一定的傷害，但由于其存在上述多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，故而該項(xiàng)技術(shù)在壓力容器檢測(cè)工作中的應(yīng)用率正在不斷增加，已成為主要手段之一。

2.超聲檢測(cè)

通過(guò)分析超聲檢測(cè)技術(shù)原理，可發(fā)現(xiàn)若超聲波傳播的介質(zhì)中具備良好的均勻性，其傳播速度及方向?qū)⒉话l(fā)生變化；若介質(zhì)中存在其他介質(zhì)，超聲波將出現(xiàn)折射及繞射等多種現(xiàn)象。針對(duì)制作壓力容器的鋼材而言，其屬于均勻介質(zhì)。若鋼材內(nèi)部中存在缺陷，則超聲波在鋼材內(nèi)部傳播時(shí)，將發(fā)生反射現(xiàn)象，并將該現(xiàn)象反饋至工作人員。此后，工作人員可根據(jù)反射幅度及方位等對(duì)鋼材內(nèi)部缺陷的位置及實(shí)際狀況進(jìn)行明確，并采取相應(yīng)措施。目前，能夠采用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)的原材料及部件主要有鍛件、復(fù)合鋼板、高壓螺栓件以及鋼板等。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的背景下，各項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)入發(fā)展新勢(shì)態(tài)。其中，TOFD 檢測(cè)技術(shù)具有較高的應(yīng)用率，其以超聲檢測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)，被部分學(xué)者稱作衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)技術(shù)。目前采用該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)開(kāi)展壓力容器的檢測(cè)工作時(shí)，主要是對(duì)厚度是12 ≤t ≤400的低合金鋼進(jìn)行檢測(cè)。由于TOFD 檢測(cè)技術(shù)的掃查范圍較為廣泛，采用的技術(shù)手段是掃描成像技術(shù)，能夠?qū)z測(cè)對(duì)象存在的缺陷進(jìn)行直觀判讀，且具有良好的檢出率，故而該項(xiàng)技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用率正在不斷增加，且已取代了射線檢測(cè)技術(shù)。但從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)，可發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)具有一定的局限性，其無(wú)法對(duì)近表面處盲區(qū)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)對(duì)象缺陷的定性判斷難度較高，且若檢測(cè)對(duì)象組織結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，TOFD 檢測(cè)技術(shù)將無(wú)法充分體現(xiàn)自身的功能性。此外，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)操作人員專業(yè)技能具有較高的要求，若操作人員操作能力欠佳，必將對(duì)該項(xiàng)技術(shù)實(shí)際效果產(chǎn)生影響。

3.滲透檢測(cè)

對(duì)壓力容器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)采用的多是液體毛細(xì)現(xiàn)象檢測(cè)手段，其能夠通過(guò)該項(xiàng)手段，在保障非松孔性固體材料開(kāi)口表面原有性能及結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)具有的缺陷進(jìn)行全面檢測(cè)。該項(xiàng)技術(shù)的原理是在工件開(kāi)口避免存在的缺陷中添加適量液體，使其滲透到缺陷深處。此后，對(duì)去除劑進(jìn)行利用，以此清除滲透液，并通過(guò)顯像劑對(duì)檢測(cè)對(duì)象中存在的缺陷進(jìn)行顯示。該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)具備良好的適用性，能夠被應(yīng)用于多種材料的檢測(cè)工作中，且能夠?qū)τ猩昂谏饘龠M(jìn)行有效檢測(cè)。此外，在科學(xué)利用滲透檢測(cè)技術(shù)的情況下，工作人員將實(shí)現(xiàn)對(duì)非金屬材料進(jìn)行檢測(cè)，并明確不同工件表面存在的缺陷。該項(xiàng)技術(shù)存在的優(yōu)勢(shì)較多，例如具有良好的便捷性，能夠?qū)γ娣e較大的表面缺陷進(jìn)行高效檢測(cè)，且能夠全面檢測(cè)形狀較為復(fù)雜的部件。但該項(xiàng)技術(shù)無(wú)法對(duì)存在檢測(cè)對(duì)象內(nèi)部的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，因此在采用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，應(yīng)充分結(jié)合壓力容器實(shí)際狀況。

4.磁粉檢測(cè)

針對(duì)該項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)而言，其以磁場(chǎng)與磁粉之間存在的作用為基礎(chǔ)。對(duì)處于制造過(guò)程且原材料是鐵磁材料的壓力容器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可選擇采用該項(xiàng)技術(shù)手段，以此提高對(duì)容器質(zhì)量的控制力度。在科學(xué)利用該項(xiàng)技術(shù)的情況下，工作人員將充分明確磁性材料或鋼鐵材料存在的缺陷，以此防止產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，從而對(duì)后續(xù)使用產(chǎn)生影響。該項(xiàng)技術(shù)存在的優(yōu)勢(shì)較多，例如具有較高的靈敏度、效率高且對(duì)成本要求較低。但目前該項(xiàng)技術(shù)僅適用于制作材料是磁性材料的壓力容器檢測(cè)工作中，且檢測(cè)結(jié)果極易受到壓力容器或工件等因素的影響，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)性降低，致使工作人員無(wú)法準(zhǔn)確掌握壓力容器存在的缺陷，進(jìn)而造成壓力容器存在的風(fēng)險(xiǎn)性無(wú)法消除。

（二）無(wú)損檢測(cè)技術(shù)選擇原則

在選擇無(wú)損檢測(cè)技術(shù)時(shí)，應(yīng)對(duì)以下原則進(jìn)行適當(dāng)參考：1.在應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)其與其他技術(shù)手段進(jìn)行結(jié)合使用。主要原因如下：雖然此類技術(shù)手段能夠在保障檢測(cè)對(duì)象原有性能及結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，但該項(xiàng)技術(shù)存在一定程度的局限性，暫時(shí)無(wú)法取代傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)；2.必須對(duì)應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)選擇。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，應(yīng)對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行深入分析，并以此明確檢測(cè)對(duì)象的材料性質(zhì)及相關(guān)技術(shù)，進(jìn)而提高挑選檢測(cè)時(shí)間的科學(xué)性；3.由于滲透檢測(cè)與超聲檢測(cè)技術(shù)等具有不同的優(yōu)勢(shì)，無(wú)法對(duì)全部類型的壓力容器進(jìn)行檢測(cè)，故而必須充分結(jié)合實(shí)際狀況，并對(duì)檢測(cè)對(duì)象的制作工藝及用途等進(jìn)行深入分析，以此對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)選擇；4.部分壓力容器因具備特殊性，故而僅采用單項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)將難以對(duì)其進(jìn)行有效檢測(cè)。為此，應(yīng)同時(shí)對(duì)多項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行選擇，進(jìn)而提高檢測(cè)效果，并為后續(xù)工作順利開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。在嚴(yán)格遵循上述選擇原則的情況下，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的核心價(jià)值將充分體現(xiàn)。

二、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

為避免對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)實(shí)際效果產(chǎn)生影響，必須對(duì)其進(jìn)行科學(xué)利用。在應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的過(guò)程中，可選擇對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行綜合考量：

（一）射線檢測(cè)

在通常情況下，射線檢測(cè)技術(shù)不僅可被應(yīng)用于可能存在氣孔、夾渣以及密孔等缺陷的壓力容器檢測(cè)工作中，而且還能對(duì)人體無(wú)法進(jìn)入或超聲波檢測(cè)技術(shù)無(wú)法有效檢測(cè)的壓力容器進(jìn)行檢測(cè)。但該項(xiàng)技術(shù)無(wú)法被應(yīng)用于管材以及棒材等的檢測(cè)工作中。針對(duì)射線而言，其能夠透過(guò)鋼結(jié)構(gòu)或無(wú)機(jī)等材料，并對(duì)壓力容器的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行反饋。在科學(xué)利用熒光劑與膠片等材料的情況下，工作人員將實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力容器材質(zhì)類型以及厚度等多方面因素進(jìn)行呈現(xiàn)。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，可通過(guò)成像與顯示對(duì)壓力容器內(nèi)部狀況進(jìn)行明確，并掌握其實(shí)際結(jié)構(gòu)，以此掌握壓力容器可能存在的缺陷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在保障壓力容器原有性能與結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行有效檢測(cè)。該項(xiàng)技術(shù)具備良好的適用性，能夠?qū)Χ喾N材料進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而提高檢測(cè)效率。但由于該項(xiàng)技術(shù)對(duì)人體具有一定的傷害，故而在應(yīng)用過(guò)程中，必須對(duì)射線方向及強(qiáng)度進(jìn)行嚴(yán)格把控，明確要求操作人員做好防護(hù)工作，以此提高射線檢測(cè)安全性及效率。在此基礎(chǔ)上，工作人員將充分掌握壓力容器存在的缺陷，并結(jié)合檢測(cè)結(jié)果，對(duì)處理方案進(jìn)行制定。

（二）超聲檢測(cè)

超聲波檢測(cè)技術(shù)主要是對(duì)超聲波存在的反射原理進(jìn)行利用，以此明確壓力容器中存在的缺陷。對(duì)壓力容器表面裂縫或焊接縫內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，可選擇采用該項(xiàng)技術(shù)手段。正式檢測(cè)時(shí)，應(yīng)充分利用超聲波脈沖型反射式探傷儀，以此提高無(wú)損檢測(cè)精準(zhǔn)性。針對(duì)該項(xiàng)技術(shù)而言，其不僅具備良好的檢測(cè)質(zhì)量及效率，而且對(duì)人體不具備危害性，因此在應(yīng)用過(guò)程中，不需要采取防護(hù)措施。

（三）滲透檢測(cè)

在通常情況下，該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)多是應(yīng)用于壓力容器表面缺陷檢測(cè)工作中[2]。其能夠?qū)︼@像劑液體進(jìn)行利用，使其滲透到容器表面存在的缺陷，并通過(guò)深入分析液體呈現(xiàn)出的毛細(xì)現(xiàn)象，進(jìn)而明確壓力容器存在的缺陷，并為后續(xù)處理工作提供可靠依據(jù)。

（四）磁粉檢測(cè)

通過(guò)磁化方式存在的差異性，可將該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)科學(xué)分成軸向通電法以及磁軛法。目前，該項(xiàng)技術(shù)主要被應(yīng)用于鐵磁性材料表面或附近區(qū)域的檢測(cè)工作中。例如高壓緊固件、焊縫表面以及鋼管表面等。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在壓力容器檢測(cè)工作中具有重要地位，其能夠幫助工作人員明確壓力容器存在的缺陷，并為其采取相應(yīng)措施提供依據(jù)。因此應(yīng)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)形成正確認(rèn)知，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)利用。