特種設(shè)備無損檢測技術(shù)的應(yīng)用分析

李木林

（德陽市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗所，四川 德陽 618000）

近年來，隨著我國工業(yè)技術(shù)水平的持續(xù)提升，特種設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中所發(fā)揮出的功能作用越來越明顯。結(jié)合應(yīng)用經(jīng)驗來看，特種設(shè)備應(yīng)用種類相對較多，具體可以分為承壓類與機電類。其中，像常見的壓力管道以及氣罐等均可以視為承壓類特種設(shè)備的領(lǐng)域范疇。而像電梯、專業(yè)機動車以及啟動機械等則可以視為機電類特種設(shè)備的領(lǐng)域范疇。無論是哪一種類型的特種設(shè)備所表現(xiàn)出的應(yīng)用危險性都相對較大，一旦出現(xiàn)設(shè)備故障，所引發(fā)的安全問題是難以估計的。近年來，為加強對特種設(shè)備的規(guī)范管理與安全應(yīng)用，我國相關(guān)部門針對特種設(shè)備檢測管理問題進行了統(tǒng)籌部署。要求相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域以及應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)該主動運用無損檢測技術(shù)實現(xiàn)對特種設(shè)備質(zhì)量問題的檢測分析，以切實保障特種設(shè)備應(yīng)用安全性。

1 無損檢測技術(shù)應(yīng)用特點分析

無損檢測技術(shù)主要依托于聲、光、電、磁等原理內(nèi)容，實現(xiàn)對被檢測物體內(nèi)部缺陷以及不均勻性問題的全過程檢測與分析而采用的一種技術(shù)手段。其中，檢測人員可結(jié)合分析結(jié)果對被檢測物體內(nèi)部缺陷位置以及具體表現(xiàn)數(shù)量進行精準確定。與以往肉眼檢測方式明顯不同，無損檢測技術(shù)可深入到被檢測物體內(nèi)部環(huán)境當(dāng)中，重點針對內(nèi)部缺陷問題以及不均勻性問題進行識別管理。最重要的是，無損檢測技術(shù)可以在不損傷被檢測物體的前提條件下，實現(xiàn)高效檢測過程。結(jié)合以往的應(yīng)用經(jīng)驗來看，無損檢測技術(shù)在應(yīng)用特點表現(xiàn)方面具體如下：

（1）非破壞性。區(qū)別于傳統(tǒng)檢測手段，無損檢測技術(shù)可利用自身所具備的非破壞性特征實現(xiàn)安全高效檢測過程。在檢測期間，基本上不會對檢測設(shè)備造成任何損壞性影響。以特種設(shè)備檢測為例，檢測人員可通過利用無損檢測技術(shù)對特種設(shè)備內(nèi)部質(zhì)量情況以及缺陷情況進行檢測分析。在這一過程中，特種設(shè)備的完整性程度不會受到破壞性影響，同時特種設(shè)備性能應(yīng)用也不會受到破壞性影響。

（2）綜合性。無損檢測技術(shù)在檢測應(yīng)用過程中對被檢測對象所產(chǎn)生的破壞作用影響十分微小，甚至可以忽略不計。最重要的是，無損檢測技術(shù)可立足于全過程檢測標準實現(xiàn)對被檢測目標內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)以及質(zhì)量情況的檢測分析，可以更加精準地完成檢測分析作業(yè)。

（3）全過程。無損檢測技術(shù)可以全面貫穿于工業(yè)生產(chǎn)制造以及產(chǎn)品應(yīng)用等全過程階段，同時也可以對相關(guān)服務(wù)設(shè)備進行全過程檢測分析。這樣一來，不僅可以規(guī)避傳統(tǒng)人工檢測存在的短板問題，同時，也可以進一步增強檢測安全效能，具有重要的可行性價值。

2 特種設(shè)備無損檢測技術(shù)的應(yīng)用類型以及實踐措施分析

石油化工等生產(chǎn)行業(yè)在開展特種設(shè)備檢驗工作期間，需要嚴格按照設(shè)備材料類型以及使用情況，采取針對性無損檢測技術(shù)進行操作處理。以承壓特種設(shè)備質(zhì)量檢測為例，承壓特種設(shè)備在生產(chǎn)制造過程中不可避免焊接操作。然而，焊接操作過程容易受到現(xiàn)場環(huán)境因素以及人為操作因素的影響而出現(xiàn)焊縫缺陷問題。為避免焊縫缺陷對承壓特種設(shè)備運行應(yīng)用構(gòu)成安全威脅，相關(guān)人員可利用無損檢測方法對特種設(shè)備焊縫問題進行預(yù)防性檢測。在檢測期間，相關(guān)人員可結(jié)合特種設(shè)備無損檢測技術(shù)要求選擇合適的技術(shù)手段，如射線檢測、磁粉檢測、超聲波檢測等進行檢測分析。結(jié)合以往的檢測經(jīng)驗來看，不同無損檢測技術(shù)在特種設(shè)備檢測過程中所發(fā)揮的功能作用有所區(qū)別。因此，在具體檢測過程中，應(yīng)該結(jié)合實際情況選擇合適的無損檢測技術(shù)，實現(xiàn)對特種設(shè)備質(zhì)量問題的全過程檢測與分析。

2.1 超聲波檢測技術(shù)

從原理角度上來講，超聲波檢測技術(shù)主要通過利用材料及其缺陷的聲學(xué)性能差異表現(xiàn)，重點針對超聲波傳播波形反射情況以及穿透時間能量變化進行深度檢測與分析，根據(jù)分析情況對材料內(nèi)部缺陷情況進行檢驗分析而采取的一種無損檢測方法。區(qū)別于傳統(tǒng)檢測方式，超聲波檢測技術(shù)主要立足于無損檢測應(yīng)用原理，在不損害工件或者原材料狀態(tài)的條件下完成對被檢驗部件內(nèi)表面質(zhì)量情況的檢測分析。從技術(shù)優(yōu)勢上來看，超聲波檢測方法可以對特定方向的介質(zhì)進行全過程檢測分析，在分析過程中，可以彰顯出指向性的優(yōu)勢特點。最重要的是，超聲波在介質(zhì)中存在明顯的衰減現(xiàn)象，能量較大，且不會對焊縫檢測結(jié)果造成擾動影響。

與此同時，超聲波檢測方法可以實現(xiàn)對異種介質(zhì)的檢測分析。如果異種介質(zhì)在焊接操作之后存在質(zhì)量缺陷問題，在應(yīng)用超聲波檢測的過程中，會出現(xiàn)超聲波從缺陷位置反射回來的現(xiàn)象，實現(xiàn)對缺陷問題的定位分析。以特種設(shè)備檢測為例，超聲波檢測技術(shù)應(yīng)用于特種設(shè)備檢測過程中可以實現(xiàn)對焊縫裂紋以及未融合等問題的檢測管理。結(jié)合以往的經(jīng)驗來看，超聲波檢測技術(shù)在檢測材質(zhì)厚度的范圍控制上多以8～300mm為主。在檢測應(yīng)用過程中，這種技術(shù)方法基本上不會對人體造成損傷影響。最主要的是，還可以在高溫狀態(tài)條件下實現(xiàn)安全檢測過程，所獲取的檢測數(shù)據(jù)相對精準。

2.2 射線檢測技術(shù)

射線檢測技術(shù)作為特種設(shè)備無損檢測技術(shù)常用的方式內(nèi)容，主要通過借助x、y射線的光量子能力實現(xiàn)對待檢測物體內(nèi)部缺陷問題的定位分析。結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用情況來看，像承壓特種設(shè)備常常會運用射線檢測技術(shù)，完成對碳鋼、鋁合金的物質(zhì)內(nèi)部缺陷問題的檢測分析。與此同時，射線檢測技術(shù)還可以針對特種設(shè)備材質(zhì)中所存在的氣孔等缺陷問題進行全過程檢測分析。但是需要注意的是，射線檢測技術(shù)比較適用于檢測材質(zhì)厚度介于2～200mm范圍當(dāng)中。一旦超過這一限定范圍，射線檢測技術(shù)難以對材質(zhì)中的細小裂紋以及未融合等問題進行精準檢測。需要注意的是，在使用射線檢測技術(shù)的過程中，檢測人員必須做好安全防護工作。尤其要加強對有毒氣體釋放過程的控制管理，以減少對周邊環(huán)境以及人員帶來的危害影響。

2.3 磁粉檢測技術(shù)

磁粉檢測技術(shù)主要利用磁粉進入到設(shè)備材質(zhì)內(nèi)部當(dāng)中，完成對材質(zhì)內(nèi)部缺陷問題的檢測分析。與其他技術(shù)相比，磁粉檢測技術(shù)操作簡便且成本費用相對低廉，但是磁粉檢測技術(shù)受限問題相對較多。舉例而言，磁粉檢測技術(shù)只能適用于鐵磁性物質(zhì)質(zhì)量檢測當(dāng)中，如比較常見的鎳、碳素鋼以及合金鋼等。結(jié)合以往的應(yīng)用經(jīng)驗來看，磁粉檢測技術(shù)可以針對檢測設(shè)備表面以及近表面尺寸相對較小的質(zhì)量缺陷問題進行檢測分析。像材質(zhì)表面以及近表面存在的裂紋以及未焊透等問題，均可以通過磁粉檢測技術(shù)檢測出來。需要注意的是，在開展特種設(shè)備磁粉檢測技術(shù)的過程中，如果現(xiàn)場環(huán)境溫度低于300℃，建議檢測人員可優(yōu)先利用干磁粉進行檢測分析，并且可以將檢測得出的數(shù)值作為常溫結(jié)果。除此之外，在應(yīng)用磁粉檢測技術(shù)的過程中，檢測人員必須具備專業(yè)的資質(zhì)能力以及技能操作水平，以保障最終檢測結(jié)果科學(xué)無誤。

2.4 滲透檢測技術(shù)

滲透檢測技術(shù)主要通過利用熒光染料進入到工件當(dāng)中，完成對工件缺陷問題的檢測分析，或者也可以利用具有附著能力的染料進行質(zhì)量檢測。在檢測分析過程中，可通過利用顯像劑進入到液體毛細當(dāng)中，對工件內(nèi)部缺陷問題進行全方位檢測與分析。結(jié)合以往的檢測經(jīng)驗來看，滲透檢測技術(shù)比較適用于有色金屬以及陶瓷等非金屬材質(zhì)無損檢測過程當(dāng)中，應(yīng)用意義較強。結(jié)合以往的經(jīng)驗來看，當(dāng)環(huán)境溫度低于250℃時，相關(guān)人員需要利用奧氏體不銹鋼材料完成焊接操作。為加強對焊縫質(zhì)量問題的檢測管理，檢測人員可利用滲透檢測技術(shù)對焊接部位進行重點檢測分析。與磁粉檢測原理相似，在檢測應(yīng)用過程中，檢測人員需要重點對焊接位置所存在的裂紋以及氣孔等缺陷問題進行全方位檢測分析。根據(jù)分析反饋結(jié)果，加強對焊接質(zhì)量問題的排查管理。與其他檢測技術(shù)不同，滲透檢測技術(shù)可以在隔絕水電等條件下完成高質(zhì)量檢測分析過程。但是需要注意的是，滲透檢測技術(shù)無法對設(shè)備內(nèi)部所存在的閉合性缺陷問題進行全方位檢測與分析。因此在使用過程中，檢測人員應(yīng)該結(jié)合特種設(shè)備無損檢測技術(shù)要求，選擇合適的技術(shù)方法進行檢測分析。除此之外，檢測工作結(jié)束之后，檢測人員應(yīng)該對當(dāng)前特種設(shè)備內(nèi)部缺陷問題進行及時修補。尤其要重點針對裂紋問題進行修補處理，以保障特種設(shè)備恢復(fù)平穩(wěn)運行。

2.5 紅外探傷檢測技術(shù)

紅外探傷檢測技術(shù)作為新興的無損檢測技術(shù)內(nèi)容，目前經(jīng)常用于石油化工特種設(shè)備檢測工作當(dāng)中。從檢測原理上來看，所有物體在常規(guī)環(huán)境下可以向外輻射不同程度的熱紅外量。在檢測過程中，可以根據(jù)待測設(shè)備所表現(xiàn)出的特性以及物體在溫度梯度上所表現(xiàn)出的分布特征數(shù)據(jù)，利用紅外熱像儀等設(shè)備完成對設(shè)備運行狀態(tài)的記錄分析。根據(jù)分析結(jié)果，對當(dāng)前設(shè)備內(nèi)部存在的質(zhì)量缺陷問題，進行及時判斷并加以排查。舉例而言，某機械電子設(shè)備在運行應(yīng)過程中出現(xiàn)明顯異常問題。且經(jīng)過調(diào)查研究表明，該機械電子設(shè)備運行溫度已經(jīng)超過正常運行溫度數(shù)值。為加強對機械電子設(shè)備故障問題的排查管理，現(xiàn)場操作人員通過運用紅外探傷檢測技術(shù)對設(shè)備具體發(fā)熱位置進行科學(xué)定位。并根據(jù)定位結(jié)果對發(fā)熱位置所存在的質(zhì)量缺陷問題進行探傷分析，結(jié)合缺陷問題表現(xiàn)以及成因，采取針對性措施修復(fù)處理。這樣一來，不僅可以全面增強特種設(shè)備無損檢測效能，同時，也可以保障特種設(shè)備規(guī)范使用效果。

2.6 盲區(qū)補充檢測

盲區(qū)補充檢測基本上可以視為特種設(shè)備無損檢測技術(shù)的延伸內(nèi)容。某些結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜且特殊的設(shè)備在應(yīng)用無損檢測技術(shù)的過程中，往往會涉及檢測盲區(qū)問題。如在使用超聲波檢測技術(shù)時，直通波信號可能無法安全傳送到檢測儀器當(dāng)中。這樣一來，檢測人員無法對設(shè)備盲區(qū)是否存在缺陷問題進行精準處理。為妥善解決這類問題，檢測人員應(yīng)該按照盲區(qū)補充檢測標準，加強對設(shè)備焊縫問題的檢測分析。一般來說，如果焊縫小于50mm，檢測人員需要對10mm左右的盲區(qū)進行檢測分析，以切實增強檢測精度效果。除此之外，在進行盲區(qū)檢測作業(yè)期間，檢測人員可利用寬頻帶窄脈沖探頭以及變更探頭等方式實現(xiàn)對盲區(qū)質(zhì)量缺陷問題的檢測分析。在此過程中，檢測人員可利用計算機設(shè)備制作TOFD圖像，更好地加強對材質(zhì)缺陷位置以及面積大小的定位處理。

3 特種設(shè)備無損檢測技術(shù)的應(yīng)用事項分析

在應(yīng)用特種設(shè)備無損檢測技術(shù)的過程中，現(xiàn)場檢測人員必須嚴格按照特種設(shè)備無損檢測技術(shù)應(yīng)用規(guī)范要求加強對細節(jié)要點內(nèi)容的貫徹落實，以防止出現(xiàn)檢測風(fēng)險問題。首先，現(xiàn)場檢測人員必須自覺遵守安全生產(chǎn)規(guī)章制度，嚴格按照無損檢測技術(shù)規(guī)范要求禁止出現(xiàn)違章操作問題。與此同時，在檢測工作之前，檢測人員必須穿戴好規(guī)定的防護用品，并加強對設(shè)備以及元件外觀質(zhì)量的檢驗分析。其次，現(xiàn)場檢測人員應(yīng)該結(jié)合特種設(shè)備類型表現(xiàn)以及無損檢測要求，選擇合適的無損檢測技術(shù)進行應(yīng)用實踐。最后，現(xiàn)場檢測人員應(yīng)該嚴格按照無損檢測原理，明確不同類型的無損檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍。

4 結(jié)語

總而言之，為持續(xù)增強無損檢測技術(shù)在特種設(shè)備中的應(yīng)用效能，建議在今后的應(yīng)用研究過程中，行業(yè)內(nèi)部人員應(yīng)該加強對無損檢測技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化問題以及發(fā)展問題的重視程度。一方面，相關(guān)人員應(yīng)該主動結(jié)合無損檢測技術(shù)類型內(nèi)容以及原理表現(xiàn)，通過科學(xué)利用無損檢測技術(shù)，完成對特種設(shè)備內(nèi)部質(zhì)量缺陷問題的定位分析與排查管理。另一方面，相關(guān)人員應(yīng)該立足于無損檢測技術(shù)發(fā)展趨勢，對當(dāng)前無損檢測技術(shù)內(nèi)容所存在的短板問題進行及時補齊，以進一步保障特種設(shè)備的安全規(guī)范使用效果。除此之外，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)該加強對特種設(shè)備無損檢測技術(shù)體系的健全完善程度，以期可以從根本上強化特種設(shè)備的安全效能。