承壓特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究

劉宗旨 張政

摘要：承壓特種設(shè)備是我國(guó)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的一種基礎(chǔ)設(shè)施，其運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)效率有著決定性的影響。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種成本低、檢測(cè)效率高的現(xiàn)代化設(shè)備檢測(cè)技術(shù)。技術(shù)人員將這一檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到承壓特種設(shè)備的檢測(cè)過(guò)程中，可以利用聲、光、電、磁等原理，對(duì)設(shè)備的內(nèi)部缺陷和質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行全面的檢查和分析，從而提高承壓特種設(shè)備的質(zhì)量?；诖?，本文針對(duì)承壓特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：承壓特種設(shè)備；無(wú)損檢測(cè)；射線

隨著科技的不斷發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越大，應(yīng)用功能越來(lái)越完善。但是，要想將無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在承壓特種設(shè)備檢測(cè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，還需要對(duì)這一檢測(cè)技術(shù)深入研究，了解無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在承壓特種設(shè)備檢測(cè)中的應(yīng)用特點(diǎn)、應(yīng)用范圍和應(yīng)用策略。

一、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)概述

（一）無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的概念

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種能夠在不損害材料與工件、不降低設(shè)備運(yùn)行性能、不限制設(shè)備使用功能的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)備內(nèi)部有效檢測(cè)的技術(shù)手段。將這種檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到承壓特種設(shè)備的檢測(cè)工作中，不僅可以從整體上提高承壓特種設(shè)備的檢測(cè)效率與檢測(cè)質(zhì)量，還可以加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)工作中各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)隱患的控制，減少各種安全事故的發(fā)生。目前，我國(guó)常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要包括超聲檢測(cè)技術(shù)、無(wú)線射頻識(shí)別系統(tǒng)、渦流檢測(cè)技術(shù)、磁粉技術(shù)、地物滲透檢測(cè)技術(shù)等。

（二）無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

在承壓特種設(shè)備的檢測(cè)工作中，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛。首先，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到材料的選擇工作中，可以幫助技術(shù)人員加強(qiáng)材料加工情況的把控。其次，應(yīng)用到加工制造過(guò)程中可以幫助優(yōu)化工件結(jié)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)。最后，應(yīng)用到成品檢驗(yàn)中可以幫助測(cè)量工件的具體尺寸。

（三）無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

1.非破壞性

與傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)相比，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，具有明顯的非破壞性特點(diǎn)，既不會(huì)影響設(shè)備的完整性，也不會(huì)影響設(shè)備的使用性能。技術(shù)人員利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)承壓特種設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，不僅不會(huì)對(duì)受檢設(shè)備產(chǎn)生任何損壞，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中存在的故障隱患和性能缺陷。

2.全過(guò)程性

技術(shù)人員利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)承壓特種設(shè)備，對(duì)受檢設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與質(zhì)量進(jìn)行全過(guò)程的檢測(cè)與分析，保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與高效性。

3.專(zhuān)業(yè)性

技術(shù)人員在對(duì)承壓特種設(shè)備檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將無(wú)損檢測(cè)技術(shù)滲透整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)制造與產(chǎn)品應(yīng)用的全過(guò)程。只有這樣，才能夠克服傳統(tǒng)的人工檢測(cè)技術(shù)存在的弊端，提高檢測(cè)過(guò)程的安全性與專(zhuān)業(yè)性。

二、承壓特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

（一）射線探傷技術(shù)

在承壓特種設(shè)備檢測(cè)過(guò)程中，射線探傷是一種基礎(chǔ)性的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以通過(guò)X射線、γ射線及中子射線，發(fā)現(xiàn)受檢設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中存在的故障隱患和性能缺陷。在應(yīng)用這種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)時(shí)，首先要對(duì)射線穿透探測(cè)設(shè)備進(jìn)行合理的應(yīng)用，然后借助專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)器械，對(duì)透射射線的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。每變換一個(gè)探測(cè)部位，透射射線強(qiáng)度就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。根據(jù)所有部位的透射射線強(qiáng)度差異，技術(shù)人員可以分析出該設(shè)備是否存在故障隱患或運(yùn)行缺陷。X射線探傷設(shè)備如圖1所示。

應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不僅可以對(duì)承壓特種設(shè)備中的碳鋼、鋁合金等物質(zhì)進(jìn)行全面的分析，還可以對(duì)設(shè)備材質(zhì)是否存在氣孔、針孔、裂縫等缺陷問(wèn)題進(jìn)行有效的檢測(cè)。射線可穿透的范圍為2～200mm，如果承壓特種設(shè)備的材質(zhì)過(guò)厚，設(shè)備材質(zhì)的細(xì)小裂紋難以被發(fā)現(xiàn)。另外，在應(yīng)用射線探傷技術(shù)時(shí)，難免會(huì)遇到釋放有害氣體的情況，為了減少檢測(cè)工作對(duì)周邊居民與生態(tài)環(huán)境的不利影響，企業(yè)需要做好相應(yīng)的安全防護(hù)措施。

（二）超聲波探傷技術(shù)

正常材料與缺陷材料的聲學(xué)性能有明顯的不同。技術(shù)人員借助超聲波傳播波形反射和穿透時(shí)間能量變化，對(duì)承壓特種設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)與分析，可以準(zhǔn)確了解設(shè)備材料內(nèi)部是否存在缺陷。與傳統(tǒng)的人工檢測(cè)技術(shù)相比，超聲波探傷技術(shù)不僅可以在不破壞原材料或工件原本狀態(tài)的情況下，對(duì)設(shè)備表面和內(nèi)部的質(zhì)量情況進(jìn)行檢測(cè)，而且這一檢測(cè)技術(shù)不會(huì)對(duì)人的身體健康產(chǎn)生不利影響。超聲波探傷技術(shù)可以對(duì)特定方向的介質(zhì)進(jìn)行全過(guò)程檢測(cè)，并有較強(qiáng)的指向性，超聲波探傷技術(shù)還可以大幅提高檢測(cè)過(guò)程的安全性與穩(wěn)定性。超聲波探傷儀器如圖2所示。另外，超聲波探傷技術(shù)可以對(duì)異種介質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)異種介質(zhì)焊接后產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷，即通過(guò)缺陷位置反射回來(lái)的超聲波，做好缺陷問(wèn)題的定位。超聲波可穿透的范圍在8～300mm。技術(shù)人員在應(yīng)用超聲波探傷技術(shù)設(shè)備檢測(cè)時(shí)，需要對(duì)設(shè)備材質(zhì)的厚度予以重點(diǎn)關(guān)注。

（三）紅外線探傷技術(shù)

在常規(guī)環(huán)境下，大部分物體會(huì)向外輻射熱量。紅外線探傷技術(shù)可以利用專(zhuān)門(mén)的紅外熱像儀設(shè)備，收集受檢設(shè)備在溫度梯度上顯示的分布特征數(shù)據(jù)，并分析設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以此判斷受檢設(shè)備是否存在內(nèi)部質(zhì)量缺陷。例如，某承壓特種設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)明顯的異?，F(xiàn)象，經(jīng)過(guò)測(cè)試該設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行溫度高于正常運(yùn)行狀態(tài)下的運(yùn)行溫度。技術(shù)人員利用紅外線探傷技術(shù)，可以直接定位設(shè)備的具體發(fā)熱位置，對(duì)這一位置是否存在質(zhì)量缺陷進(jìn)行探傷分析，并采取有針對(duì)性的解決措施。這樣不僅可以提高承壓特種設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量，還可以對(duì)承壓特種設(shè)備的使用進(jìn)行規(guī)范。

（四）磁粉探傷技術(shù)

技術(shù)人員對(duì)金屬工件進(jìn)行磁化處理，如果金屬表面存在裂縫、夾雜等質(zhì)量缺陷，可能因漏磁場(chǎng)吸附大量的磁粉。技術(shù)人員根據(jù)金屬工件上的磁粉分布情況，判斷工件是否存在質(zhì)量缺陷，并找出質(zhì)量缺陷所在的位置。與其他無(wú)損檢測(cè)技術(shù)相比，磁粉探傷技術(shù)具有應(yīng)用成本低、應(yīng)用過(guò)程簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。只需要將工件放入強(qiáng)磁場(chǎng)中，就可以借助磁場(chǎng)中的電流，完成相應(yīng)的磁化處理。需要注意的是，磁粉探傷技術(shù)僅適用于磁鐵性物質(zhì)質(zhì)量的檢測(cè)，如鎳、碳素鋼和合金鋼等。

在承壓特種設(shè)備的半成品或成品出廠前檢測(cè)工作中，應(yīng)用磁粉探傷技術(shù)需要注意以下幾方面：首先，檢測(cè)設(shè)備表面及近表面尺寸較小的質(zhì)量缺陷，如裂紋、未焊透等問(wèn)題；其次，在檢測(cè)過(guò)程中，如果現(xiàn)場(chǎng)溫度在300℃以下，技術(shù)人員需要先使用干磁粉進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù)值作為常溫結(jié)果；最后，在正式檢測(cè)前，需要對(duì)技術(shù)人員的資質(zhì)能力及技能操作水平進(jìn)行檢驗(yàn)。

（五）滲透探傷技術(shù)

技術(shù)人員利用熒光染料或者有較強(qiáng)附著能力的染料，對(duì)工件的質(zhì)量缺陷進(jìn)行有效檢測(cè)。如果工件表面存在缺陷，這些染料就會(huì)滲透到缺陷中。對(duì)多余的染料進(jìn)行清理，并借助顯像劑，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工件表面的缺陷。一般情況下，滲透探傷技術(shù)適用于有色金屬和陶瓷等非金屬材質(zhì)，而不適用于多孔隙疏松材料。在檢測(cè)過(guò)程中，如果現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度在250℃以下，技術(shù)人員需要先采用奧氏體不銹鋼材料進(jìn)行焊接，然后利用滲透探傷技術(shù)對(duì)焊接部位是否存在質(zhì)量缺陷進(jìn)行檢測(cè)。

（六）盲區(qū)補(bǔ)充檢測(cè)技術(shù)

盲區(qū)補(bǔ)充檢測(cè)是對(duì)承壓特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)延伸。如果承壓特種設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可能會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)盲區(qū)。應(yīng)用盲目補(bǔ)充檢測(cè)技術(shù)，可以幫助技術(shù)人員準(zhǔn)確了解檢測(cè)盲區(qū)是否存在質(zhì)量缺陷。在通常情況下，對(duì)于焊縫在50mm以下的設(shè)備，技術(shù)人員要進(jìn)行10mm范圍的盲區(qū)補(bǔ)充檢測(cè)，以此提高檢測(cè)的精度。針對(duì)盲區(qū)的檢測(cè)，技術(shù)人員使用寬頻帶窄脈沖探頭或者變更探頭。另外，利用計(jì)算機(jī)可以制作TOFD圖像，進(jìn)一步明確設(shè)備質(zhì)量缺陷的位置與面積大小。

三、承壓特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的強(qiáng)化應(yīng)用策略

（一）做好設(shè)備試件結(jié)構(gòu)與材質(zhì)的保護(hù)措施

無(wú)損是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在承壓特種設(shè)備的檢測(cè)過(guò)程中，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不會(huì)對(duì)受檢設(shè)備產(chǎn)生破壞，更不會(huì)對(duì)受檢設(shè)備的使用性能產(chǎn)生明顯影響。但是，某些承壓特種設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較特殊，不能滿(mǎn)足無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用條件。在這種情況下，只能選擇傳統(tǒng)的人工檢測(cè)技術(shù)，技術(shù)人員需要對(duì)承壓特種設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果選擇合適的檢測(cè)方法，盡可能縮小人工檢測(cè)結(jié)果與無(wú)損檢測(cè)結(jié)果之間的差異。

（二）對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行合理選擇

不同的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有不同的檢測(cè)原理、適用范圍和應(yīng)用場(chǎng)景。同一臺(tái)承壓特種設(shè)備，如果使用的檢測(cè)方法不同，最終得出的檢測(cè)結(jié)果也有差異。要保證無(wú)損檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，就必須通過(guò)系統(tǒng)的培訓(xùn)教育，提高技術(shù)人員的檢測(cè)精準(zhǔn)度，豐富技術(shù)人員的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)。只有這樣，才能夠引導(dǎo)技術(shù)人員準(zhǔn)確了解受檢設(shè)備的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，找出一種耗費(fèi)時(shí)間更少、投入精力更少的檢測(cè)方法。同時(shí)，加強(qiáng)檢測(cè)精度的控制，保證檢測(cè)報(bào)告的真實(shí)性與可靠性。例如，鋼板是承壓特種設(shè)備運(yùn)行中常用的一類(lèi)工件。技術(shù)人員在對(duì)鋼板進(jìn)行分層檢測(cè)與板體平行缺陷檢測(cè)時(shí)，可以?xún)?yōu)先選擇使用超聲波探傷技術(shù)，借助其超強(qiáng)的穿透性，提高無(wú)損檢測(cè)的準(zhǔn)確性與有效性。

（三）合理優(yōu)化無(wú)損檢測(cè)時(shí)間

技術(shù)人員在對(duì)承壓特種設(shè)備進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)，需要對(duì)檢測(cè)目的、檢測(cè)材料和檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性分析，然后根據(jù)實(shí)際情況嚴(yán)格按照規(guī)范，對(duì)檢測(cè)時(shí)間進(jìn)行合理安排。在通常情況下，在完成熱材料處理后，技術(shù)人員對(duì)承壓特種設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。但是，有一些承壓特種設(shè)備因其材料表面存在裂紋延遲傾向，所以只能在焊接操作完成后的24小時(shí)內(nèi)檢測(cè)。如果受檢設(shè)備的材料與質(zhì)量不同，最終選擇的檢測(cè)時(shí)間應(yīng)具有明顯的差異。例如，設(shè)備的材質(zhì)是碳鋼，可以采用磁粉探傷技術(shù)；設(shè)備的材質(zhì)是不銹鋼，或者厚度偏大，可以采用超聲波探傷技術(shù)。在確定檢測(cè)技術(shù)后，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定檢測(cè)時(shí)間，加強(qiáng)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度的控制。

（四）綜合應(yīng)用多種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

雖然我國(guó)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用水平得到了明顯的提高，但是在檢測(cè)設(shè)備精度、人員素質(zhì)及檢測(cè)過(guò)程管理方面還有很多需要完善的地方。為了加強(qiáng)檢測(cè)結(jié)果的管理與控制，需要對(duì)多種不同的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)綜合應(yīng)用，借助各種技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)檢測(cè)精度的控制。例如，射線探傷技術(shù)的檢測(cè)精度較高，但是會(huì)對(duì)技術(shù)人員的身體產(chǎn)生輻射，而超聲波探傷技術(shù)雖然具有檢測(cè)成本低、檢測(cè)速度快的特點(diǎn)，且不會(huì)對(duì)人的身體健康產(chǎn)生危害，但其檢測(cè)精度偏低。如果將這兩種檢測(cè)技術(shù)融合，構(gòu)建全新的檢測(cè)技術(shù)方案，既可以保證檢測(cè)精度，又可以減少檢測(cè)過(guò)程對(duì)人身體健康的不利影響。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)既可以保證檢測(cè)結(jié)果的精確度，又不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生損害。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，應(yīng)用到承壓特種設(shè)備檢測(cè)中的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)類(lèi)型越來(lái)越豐富。只有有效保護(hù)設(shè)備試件結(jié)構(gòu)與材質(zhì)，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，合理確定檢測(cè)時(shí)間，才能將無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。

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