宋永翔,陳有強,關雨,賀煥婷
(青海油田監(jiān)督監(jiān)理公司特種設備檢驗所,甘肅 酒泉 736202)
現(xiàn)代工業(yè)向著更好的方向發(fā)展和前進,壓力容器在其中扮演著重要“角色”,但是如果壓力容器出現(xiàn)介質(zhì)泄漏問題,那么極有可能會影響工作人員的生命安全,更是會對自然環(huán)境帶來非常嚴重的影響與污染。工作人員需要針對壓力容器的質(zhì)量檢驗加強關注與重視,將聲發(fā)射技術加入壓力容器檢驗過程中。此項技術在提高檢驗水平和效率等多個方面起到了重要的作用,也是相關工作人員最得力的“助手”,保證壓力容器在應用的過程中可以更加安全,滿足現(xiàn)代工藝生產(chǎn)過程中所提出的要求?;诖耍疚闹饕獙β暟l(fā)射技術在壓力容器檢驗中的應用展開了深入的探討。
早在20 世紀50 年代左右,德國某研究所針對聲發(fā)射技術進行認真研究,經(jīng)過相關工作人員的觀察,發(fā)現(xiàn)在變形的過程中銅、鋅、鉛、金屬合金等部位都會發(fā)生聲發(fā)射的現(xiàn)象,所以將聲發(fā)射技術第一次加入壓力容器檢驗過程中,至今為止,基于聲發(fā)射技術的檢驗壓力容器已經(jīng)有50 多年的歷史。北美、歐洲等國家都在廣泛應用聲發(fā)射技術,對于使用過程中的壓力容器進行專業(yè)的檢驗。
20 世紀70 年代左右,聲熱技術被引進我國。在我國,最早采用聲發(fā)熱技術對壓力容器檢驗的單位是合肥通用機械研究所。我國特種設備檢驗研究中心、冶金部武漢安全延保研究院以及大慶石油學院,不僅對壓力容器聲發(fā)射技術進行了大力使用,并加大了研究的力度。國家質(zhì)量監(jiān)督檢疫檢驗總局頒布《特種設備檢驗檢測機構管理規(guī)定》以及《特種設備檢驗檢測人員考核與監(jiān)督管理規(guī)定》,由此可以看出,聲發(fā)射技術在壓力容器檢驗過程中,已經(jīng)成了使用最頻繁的無損檢測方法。
眾所周知,在化工企業(yè)、煉油企業(yè)中,都可以看到壓力容器“身影”。另外,在農(nóng)藥、醫(yī)藥、有機合成等多領域壓力容器的使用范圍也越來越大。在正常的情況下,壓力容器會被用來儲存氣體和液體的物質(zhì),這些物質(zhì)都有一個共同的特點,那就是容易出現(xiàn)易燃、易爆問題,而且腐蝕性特點尤為明顯,極有可能會導致壓力容器應用期間出現(xiàn)嚴重危險。首先,壓力容器在其使用的過程中,自身所承受的壓力極大,如果并沒有將壓力標準值控制在合理的范圍中,那么出現(xiàn)爆炸危險的可能性就會增加。其次,容器內(nèi)部的介質(zhì)是導致壓力容器出現(xiàn)危險的主要因素,介質(zhì)泄漏或者是爆炸問題發(fā)生時,這些自身存在易燃、易爆、有毒、有害、具有腐蝕性特點的物質(zhì),必然會對人們的身體健康等多個方面帶來非常嚴重的影響,更是會污染大氣環(huán)境。特別是在壓力容器爆炸后,容器內(nèi)部的物質(zhì)會快速散發(fā)出來, 也會產(chǎn)生較大的內(nèi)能,較大的沖擊波對專業(yè)設備以及現(xiàn)場工作的一線人員必然會產(chǎn)生非常嚴重的傷害。因此,在生產(chǎn)過程中,需要以主動、積極的態(tài)度展開壓力容器的檢驗工作,為工作人員營造出更加安全的工作環(huán)境。
受到外力或者是內(nèi)力所帶來的影響,基礎材料以及主要結構必然會出現(xiàn)開裂或者是變形等問題,以瞬時彈性波的特點,將應變能全部釋放出來,這種現(xiàn)象就是聲發(fā)射現(xiàn)象。瞬時釋放的應變能力達到一定的級別,人的耳朵就能夠迅速捕捉其聲音,許多材料發(fā)生形變或者是開裂時,都有聲發(fā)射現(xiàn)象的出現(xiàn)。但不可否認的是,這些彈性波能量強度很低,如果使用一般的設備是沒有辦法捕捉到的,因此,需要應用更加精確、先進的儀器才能夠檢測出來。將傳統(tǒng)的靜態(tài)無損檢測技術與聲發(fā)射檢測技術進行比較,發(fā)現(xiàn)二者之間的差異還是很大的,后者是一種動態(tài)的無損檢測技術。如果裂紋等問題處在靜止狀態(tài),沒有任何變化或者是進一步發(fā)展,那么彈性能量便不會發(fā)射出來。圖1 是聲發(fā)射技術的原理圖。
圖1 聲發(fā)射技術的原理圖
隨著時間的不斷推移,聲發(fā)射技術現(xiàn)狀更加正規(guī)的方向所發(fā)展和前進,并且已經(jīng)在多個領域和行業(yè)中受到重視與應用。此項技術獲得更好的發(fā)展,促進科學技術快速更新,大幅度提高質(zhì)量檢測的水平。特別是在石油加工行業(yè)以及航天航空領域,所呈現(xiàn)出來的工作效果特別明顯。此項技術還能夠推進社會生產(chǎn)力快速的發(fā)展,提高人們的生活水平,助力國民生產(chǎn)總值快速的提升。另外,工作人員還需要針對聲發(fā)射技術在使用期間所存在的問題進行認真思考,并且以科學的方法,解決問題,從而滿足社會發(fā)展過程中所提出來的要求。還需加大此項技術研究的力度,匯集各領域、各行業(yè)所提出來的要求,確保聲發(fā)射技術在其使用的過程中有極強的針對性,在每個領域中都能夠將自己的作用全部發(fā)揮出來。
通過對聲發(fā)射技術進行仔細的分析,發(fā)現(xiàn)其自身包括的較多的優(yōu)勢。(1)聲發(fā)射技術歸屬于動態(tài)檢測技術范圍內(nèi),主要匯集測試設備所發(fā)出來的能量信號。(2)敏感性高是它最具代表性的優(yōu)勢之一??梢匀嫣綔y外加應力的缺陷設備存在問題,通過一次測量就可以得到最終的結果,并且保證最終的結果更加真實與準確。(3)檢測結果不易受到外界接觸所帶來的影響,即使將此項技術加入惡劣環(huán)境檢測過程中,也能夠呈現(xiàn)出更好的效果,而且還可以降低檢測中惡劣環(huán)境對檢測工作人員身體所帶來的傷害。(4)針對壓力容器進行檢測,無須設備停止工作,設備在正常的運行狀態(tài)下即可接受檢驗,而且最終的檢測結果準確性高。(5)在應用此項技術進行壓力容器耐壓試驗的過程中,可以預防設備出現(xiàn)的位置問題,確保操作無任何的危險。(6)對被檢測設備的具體形狀并未提出更多要求。
聲發(fā)射技術的主要特點包括:首先,機械噪音對最終檢測結果并不會產(chǎn)生不利影響,數(shù)據(jù)在其處理階段需要由工作經(jīng)驗豐富的現(xiàn)場檢驗工作人員完成。其次,雖然聲發(fā)射技術自身有非常明顯的優(yōu)勢,但是也有問題的存在,即無法以獨立的方式完成對問題性質(zhì)和規(guī)格等多項內(nèi)容的確定,需要相關檢測技術給予幫助。
(1)以預先的方式,針對壓力容器做好停產(chǎn)倒空準備,不開罐狀態(tài)下,展開耐壓力檢測,并以此作為基礎進行聲發(fā)射檢驗。結合聲發(fā)射最終的檢驗結果,將活性聲發(fā)射源部件明確。(2)確保各項無損檢測技術能夠真正地落到實處,并且呈現(xiàn)出更好的檢驗結果。在應用目測檢測方法以及超聲波技術期間,而且如果壓力容器中存在活性缺陷,在將干擾聲排除后,將其快速、準確找到。(3)嚴格按照相關要求進入檢驗過程中,不僅需要進行宏觀檢測,還需針對壓力容器壁厚是否完全符合相關標準進行認真檢查,加大評定的力度,圍繞聲發(fā)射技術的周圍,及時發(fā)現(xiàn)壓力容器所存在的問題。(4)壓力容器檢驗工作結束后,并不代表著此項工作已正式完成,還需要進行氣密試驗以及展開第二次耐壓力試驗,結合各方面所匯集的數(shù)據(jù)得出最終的結果,并形成檢驗報告評定,其受檢壓力容器此方面評定出安全等級。總之,檢驗工作展開期間,工作人員需要針對聲發(fā)射技術進行認真的研究以及科學應用,確保檢驗工作可以更加的順利,大幅度提高自己的檢驗工作水平,防止出現(xiàn)檢驗成本增加等問題。
經(jīng)過認真分析和調(diào)查后發(fā)現(xiàn),一些企業(yè)單位在壓力容器運行的過程中,并沒有辦法確保壓力容器質(zhì)量在健康狀態(tài)中運行,極有可能會增加停產(chǎn)接受檢驗的可能,因此,還需要合理應用聲發(fā)射技術,針對壓力容器展開在線監(jiān)測。工作人員需要將自己關注的重點放在即將到檢驗期的壓力容器上。首先,針對壓力窗口的工作壓力進行分析,之后科學地調(diào)整,主要的調(diào)整方向為生產(chǎn)工藝允許的最高工作壓力,將其提高至允許的最高范圍之內(nèi)。其次,通過聲發(fā)熱檢驗技術的科學使用,可以匯集反饋信號,之后進行科學整理以及研究。通過對聲發(fā)射技術的在線檢測方法的應用,可以幫助相關工作人員全面了解壓力容器的具體使用周期。
某企業(yè)中的壓力容器存放氣體介質(zhì),壓力容器在其使用的過程當中,因為受到多種因素所帶來的影響,例如,工作的環(huán)境復雜、材料老化問題等,所以出現(xiàn)介質(zhì)泄漏的情況,給予企業(yè)安全生產(chǎn)帶來了諸多的影響,更是會威脅到工作人員的生命安全。因此,在保證企業(yè)生產(chǎn)不受影響的情況下,應用聲發(fā)射技術展開壓力容器的檢驗工作,并且將檢驗工作中存在的問題,進行科學的解決,為企業(yè)的安全生產(chǎn)保駕護航。(1)對壓力容器外觀進行檢查,及時發(fā)現(xiàn)容器中所存在的裂縫問題,結合裂縫發(fā)生的具體位置以及出現(xiàn)的形狀,將其分為深埋裂紋、表面裂紋以及穿透裂紋。(2)分析之所以出現(xiàn)裂紋的主要原因。經(jīng)過研究后發(fā)現(xiàn),長時間的使用以及腐蝕疲勞損傷是導致壓力容器損傷的主要因素。(3)企業(yè)應用聲發(fā)射技術展開裂縫的檢驗,在此環(huán)節(jié)中,專業(yè)工作人員應用更加科學的儀器進入檢驗工作中,之后在壓力容器的周圍設置傳感器,又采用計算機系統(tǒng)收集信號,再進行轉化處理與分析。(4)針對錯誤在臨界裂紋擴展階段的裂紋進行修復,確保生產(chǎn)的安全。
總之,將聲發(fā)射技術加入壓力容器檢驗過程中,因為此項技術是一項緊隨時代發(fā)展腳步呈現(xiàn)出來的全新的、無損檢測技術,不僅可以進一步提高壓力容器檢驗的水平,而且還不會對壓力容器產(chǎn)生影響與破壞,及時發(fā)現(xiàn)壓力容器中所存在的問題,是相關工作人員最得力的“助手”。此項技術在使用的過程中,實用性極強,但不可否認的是,聲發(fā)射技術在具體應用過程中,還需要進行經(jīng)驗的總結。另外,相關工作人員還需要真正理解和認識到壓力容器使用過程中的危險,科學應用聲發(fā)射檢測技術,全面掌握其作用和優(yōu)勢,大幅度提高聲發(fā)射技術使用的水平,保證壓力容器真實的使用效果,滿足工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中所提出來的要求,促進我國現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)向著更好的方向發(fā)展和前進。