無損檢測技術(shù)應(yīng)用于鍋爐壓力容器檢驗(yàn)的技術(shù)分析探究

張國杰

（內(nèi)蒙古自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院赤峰分院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

1 無損檢測技術(shù)簡介

無損檢測技術(shù)是一種在不破壞被檢測對象的前提下，通過利用特殊的方法對其進(jìn)行檢測。無損檢測技術(shù)的主要工作原理就是在不對被檢測對象造成任何損壞的前提下，通過自身所具有的特性和規(guī)律對被檢測對象進(jìn)行檢查，從而及時發(fā)現(xiàn)其潛在問題和隱患。無損檢測技術(shù)具有檢測時間短、準(zhǔn)確率高、可靠性好等特點(diǎn)，能夠有效滿足工業(yè)生產(chǎn)過程中對質(zhì)量和安全性進(jìn)行分析的要求，并且能夠?qū)饘俨牧媳砻嫒毕莸葐栴}進(jìn)行全面有效的檢查。因此，在鍋爐壓力容器檢驗(yàn)工作中，如果能夠科學(xué)合理地運(yùn)用無損檢測技術(shù)，就能夠有效提高檢驗(yàn)工作的準(zhǔn)確性和可靠性，并且還能夠在很大程度上避免鍋爐壓力容器發(fā)生事故。因此，在實(shí)際檢驗(yàn)過程中，如果能夠有效應(yīng)用無損檢測技術(shù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對鍋爐壓力容器的全面檢查，從而有效防止鍋爐壓力容器事故發(fā)生。

2 鍋爐壓力容器特點(diǎn)

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，鍋爐壓力容器的應(yīng)用非常廣泛，其具有以下幾個方面特點(diǎn)：第一，鍋爐壓力容器主要應(yīng)用在高溫環(huán)境下，同時也容易受到高壓的影響，從而出現(xiàn)變形和開裂等故障現(xiàn)象；第二，鍋爐壓力容器存在較大的體積，如果在運(yùn)行過程中溫度升高而導(dǎo)致壓力上升，極易出現(xiàn)爆裂事故；第三，鍋爐壓力容器是一種高溫高壓設(shè)備，其在運(yùn)行過程中會不斷產(chǎn)生高溫和高壓的蒸汽或者高溫?zé)煔獾榷喾N腐蝕介質(zhì)，從而造成鍋爐壓力容器發(fā)生腐蝕現(xiàn)象；第四，鍋爐壓力容器存在較大的體積以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)。另外，在實(shí)際使用過程中經(jīng)常會受到各種外部因素的影響。例如，溫度過高、壓力過大以及腐蝕介質(zhì)等。這些因素都會導(dǎo)致鍋爐壓力容器的性能變差，甚至發(fā)生泄漏等現(xiàn)象。因此，在實(shí)際使用過程中，必須加大對其檢驗(yàn)和監(jiān)督力度。

3 壓力容器安全事故問題的引發(fā)因素

在壓力容器的使用過程中，由于沒有規(guī)范的操作流程和安全意識，因此極易引發(fā)安全事故，這也是壓力容器在生產(chǎn)過程中容易發(fā)生安全事故的主要原因。通常情況下，引發(fā)壓力容器安全事故問題的因素包括以下幾個方面。

（1）工作人員在對壓力容器進(jìn)行操作時，沒有按照相關(guān)規(guī)定來進(jìn)行操作，這就會導(dǎo)致壓力容器發(fā)生事故。例如，當(dāng)壓力表出現(xiàn)故障時，沒有及時發(fā)現(xiàn)并排除，就會導(dǎo)致壓力容器發(fā)生泄漏情況。同時，在對壓力表進(jìn)行檢修時，也沒有按照相關(guān)規(guī)定來進(jìn)行操作。

（2）在壓力容器運(yùn)行過程中，由于工作人員沒有對其進(jìn)行有效的保養(yǎng)和維護(hù)，就會導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障。

（3）設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的氣體如果沒有按照規(guī)定排放，就會引發(fā)事故。

（4）在實(shí)際使用過程中，由于人員的不當(dāng)而引發(fā)事故，例如，在壓力容器內(nèi)添加液體或?qū)囟瓤刂撇划?dāng)而引起爆炸。

圖1

4 無損檢測技術(shù)的重要性

隨著我國工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，鍋爐壓力容器的應(yīng)用越來越廣泛，其安全運(yùn)行越來越受到重視。而要想確保鍋爐壓力容器的安全運(yùn)行，就必須對其進(jìn)行定期檢驗(yàn)，但是，在實(shí)際檢驗(yàn)過程中，由于鍋爐壓力容器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，極易發(fā)生各種故障，導(dǎo)致事故發(fā)生。而要想有效避免事故發(fā)生，就必須加強(qiáng)對鍋爐壓力容器的定期檢測工作，從而確保其能夠安全運(yùn)行。然而，在實(shí)際檢測過程中，由于鍋爐壓力容器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，極易發(fā)生各種故障，因此，在檢測過程中很難確保其能夠完全檢查到位，從而導(dǎo)致事故發(fā)生。而在具體檢驗(yàn)過程中，采用無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢測是非常必要的。

在對鍋爐壓力容器進(jìn)行檢測時，采用無損檢測技術(shù)的意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）采用無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢測時，能夠有效避免傳統(tǒng)檢測方法中存在的缺陷，并保證對缺陷的全面、準(zhǔn)確了解，從而使鍋爐壓力容器能夠得到及時、有效的維修，保證其能夠正常運(yùn)行。

（2）采用無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢測時，由于鍋爐壓力容器的缺陷大多是由多種因素共同作用造成的，因此，在實(shí)際工作中，要想準(zhǔn)確掌握這些因素之間的相互聯(lián)系與影響，就必須采用多種無損檢測技術(shù)進(jìn)行綜合分析，從而確保鍋爐壓力容器能夠安全運(yùn)行。

（3）采用無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢測時，還可以在一定程度上提高鍋爐壓力容器的使用年限，因?yàn)闊o損檢測技術(shù)能夠有效避免鍋爐壓力容器出現(xiàn)缺陷情況，從而提高其使用年限。

（4）采用無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)時，可以在一定程度上提高鍋爐壓力容器的安全性能。首先是因?yàn)樵阱仩t壓力容器運(yùn)行過程中，由于各種原因會出現(xiàn)各種事故問題。如果能夠及時采用無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢查和保養(yǎng)，就可以有效避免各種事故問題發(fā)生。

（5）在實(shí)際工作過程中，由于鍋爐壓力容器處于高溫、高壓、高腐蝕環(huán)境中，所以會經(jīng)常發(fā)生一些腐蝕問題以及爆炸等問題。而采用無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢查時，能夠全面、準(zhǔn)確了解這些腐蝕情況以及爆炸原因等，從而及時采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理和解決。

（6）在鍋爐壓力容器運(yùn)行過程中，經(jīng)常會發(fā)生一些事故問題。而采用無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢查和保養(yǎng)能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決這些問題。

5 無損檢測的方法及應(yīng)用

5.1 裂紋檢測

在鍋爐壓力容器生產(chǎn)制造過程中，一般會使用大量的材料和零部件，并且在高溫、高壓條件下運(yùn)行，一旦出現(xiàn)裂紋就會引起嚴(yán)重的事故。所以，裂紋是鍋爐壓力容器主要的故障之一，通過無損檢測可以了解到鍋爐壓力容器內(nèi)部是否存在裂紋。通常情況下，鍋爐壓力容器表面存在的裂紋可以通過超聲波進(jìn)行檢測。但是，鍋爐壓力容器內(nèi)部的裂紋通常會隱藏在很深的地方，必須借助其他輔助檢測方法進(jìn)行檢測，例如，磁粉檢測和滲透檢測等。磁粉檢測是一種比較有效的探傷方式，可以通過磁場對工件表面的缺陷進(jìn)行探傷。滲透檢測是一種常用的檢驗(yàn)方法，可以對工件表面缺陷進(jìn)行滲透探傷，進(jìn)而確定工件內(nèi)部是否存在裂紋。但是，在滲透檢查過程中，需要注意的是，當(dāng)工件表面存在氣孔、夾雜等情況時，就不能進(jìn)行滲透探傷。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，要結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境確定最佳檢測方法。

5.2 缺陷檢測

缺陷檢測是無損檢測的重要內(nèi)容，主要是指檢測鍋爐壓力容器表面缺陷以及內(nèi)部缺陷。在對鍋爐壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)時，如果發(fā)現(xiàn)其有缺陷存在，就需要及時對其進(jìn)行處理和修復(fù)，以保證鍋爐壓力容器能夠安全運(yùn)行。通常情況下，鍋爐壓力容器存在的缺陷主要包括裂紋、未焊透、夾渣以及氣孔等。在對這些缺陷進(jìn)行檢測時，可以通過超聲波檢測、射線檢測等多種無損檢測方式進(jìn)行，也可以采用滲透檢驗(yàn)以及磁記憶檢驗(yàn)等方法進(jìn)行。超聲檢測是無損檢測的主要方法，這種方式能夠有效判斷缺陷的具體位置以及大小。射線檢測也是一種常見的無損檢測方式，主要是利用X 射線對鍋爐壓力容器表面存在的問題進(jìn)行檢測。而磁粉檢測則是利用磁粉對鍋爐壓力容器中存在的問題進(jìn)行識別，例如，有無裂紋以及腐蝕等。此外，磁記憶檢驗(yàn)也屬于一種無損檢測方式，可以通過磁化后獲得的記憶來判斷鍋爐壓力容器中是否存在缺陷。

5.3 應(yīng)力腐蝕開裂檢測

應(yīng)力腐蝕開裂是一種非常嚴(yán)重的鍋爐壓力容器失效形式，主要原因是金屬材料在高腐蝕性介質(zhì)的作用下發(fā)生腐蝕。在這種環(huán)境下，金屬材料會發(fā)生開裂，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致容器泄漏，對設(shè)備和周圍環(huán)境造成破壞。由于應(yīng)力腐蝕開裂是一種非常危險的失效形式，所以，在檢測過程中，必須加強(qiáng)對應(yīng)力腐蝕開裂的檢測。

一般可以采取的檢測方式有射線照相法、磁記憶檢測等。這些無損檢測技術(shù)不僅具有較高的靈敏度和較強(qiáng)的穿透能力，而且操作簡單、快捷。在進(jìn)行應(yīng)力腐蝕開裂檢查時，需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾個方面：（1）要充分了解壓力容器在使用過程中可能發(fā)生的應(yīng)力腐蝕情況；（2）要明確檢驗(yàn)對象；（3）要選擇合適的檢測方式。

6 檢測控制措施

6.1 金相檢驗(yàn)

金相檢驗(yàn)是一種在鍋爐壓力容器檢測中被廣泛應(yīng)用的檢測技術(shù)，并且在實(shí)際操作過程中，如果能夠?qū)⑦@種技術(shù)充分地運(yùn)用到檢測中，那么可以提高檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。這種方法主要是通過在被檢測物體中對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的觀察，進(jìn)而對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否符合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷。這種技術(shù)能夠?qū)﹀仩t壓力容器被檢測物體內(nèi)各個部位的情況進(jìn)行有效的檢測，進(jìn)而能避免由于受到外界因素影響而導(dǎo)致鍋爐壓力容器出現(xiàn)缺陷。除此以外，如果通過金相檢驗(yàn)法能夠有效提高檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，那么就可以通過這種方法將鍋爐壓力容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題的可能性降到最低。通過這種方法，可以讓鍋爐壓力容器更好地發(fā)揮作用。

6.2 滲透檢測

滲透檢測是利用一種表面技術(shù)，能夠?qū)Ρ粰z測物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的檢測，并且還能夠?qū)ζ淙毕葸M(jìn)行有效的判斷。這種技術(shù)在實(shí)際操作過程中，是通過在被檢測物體表面覆蓋一層透明的材料，然后利用特殊的試劑對其表面進(jìn)行滲透，從而使其表面具有滲透性。通過這種方式，能夠使?jié)B透到被檢測物體的缺陷中，從而使缺陷進(jìn)行全面的顯現(xiàn)。這種技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中需要注意到，首先要確保所用到的試劑不會對被檢測物體產(chǎn)生損害，這樣才能確保技術(shù)可以順利地運(yùn)用于檢測。另外，還要注意到，如果在滲透液中含有了一些雜質(zhì)，那么就會降低滲透效果。例如，在進(jìn)行檢測的過程中，如果滲透液中含有一些乳化油等物質(zhì)，那么就會使?jié)B透效果受到嚴(yán)重影響，從而使檢測結(jié)果出現(xiàn)誤差。所以，在實(shí)際操作過程中，要保證滲透液不會對被檢測物體產(chǎn)生污染。

6.3 應(yīng)力分析與結(jié)構(gòu)檢測

（1）應(yīng)力分析主要是指通過分析壓力容器內(nèi)部存在的應(yīng)力分布情況，通過這種方式，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行合理的分析，進(jìn)而可以得出具體的結(jié)果。通過這種方式能夠提高工作效率。

（2）結(jié)構(gòu)檢測主要是指通過在壓力容器內(nèi)部設(shè)置應(yīng)變傳感器，然后利用相關(guān)軟件對其進(jìn)行分析，進(jìn)而得出具體的應(yīng)力分布情況，對于設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行有效的檢測，保證其質(zhì)量能夠符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）在實(shí)際工作中，如果存在一些材料具有缺陷，那么可以通過分析技術(shù)對其進(jìn)行合理的分析，進(jìn)而可以得到具體的結(jié)果。除此以外，如果壓力容器出現(xiàn)了開裂、腐蝕等情況，那么可以根據(jù)相關(guān)技術(shù)對其進(jìn)行檢測。例如，利用超聲波檢測法、渦流檢測法、磁粉檢測法等進(jìn)行檢驗(yàn)工作。

7 結(jié)語

本文從無損檢測在鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中的應(yīng)用方式和應(yīng)用方法分析入手，對無損檢測技術(shù)的具體內(nèi)容和基本原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。在鍋爐壓力容器的檢驗(yàn)中，合理選擇檢測方法和手段，可以對鍋爐壓力容器的內(nèi)部情況、外部情況和材料質(zhì)量等方面進(jìn)行檢測，保證鍋爐壓力容器能夠在規(guī)定的使用期限內(nèi)正常使用，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。但是，在實(shí)際工作中還需要注意，不同無損檢測技術(shù)有其各自的優(yōu)勢和不足之處，在具體應(yīng)用中，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的無損檢測技術(shù)，提高無損檢測水平。只有這樣，才能夠最大限度地發(fā)揮無損檢測技術(shù)的作用，確保企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。