壓力容器無損檢測技術(shù)研究

蘆俊永(山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院濱州分院)

壓力容器是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中需要使用的關(guān)鍵設(shè)備之一，對工業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的意義，故必去保證其各項(xiàng)參數(shù)和性能維持在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，這就要求在生產(chǎn)使用環(huán)節(jié)，必須對壓力容器進(jìn)行定期檢測，消除其生產(chǎn)運(yùn)行過程中存在的安全威脅。在對壓力容器進(jìn)行檢測時(shí)需要使用無損檢測技術(shù)，以保證檢測過程和檢測手段不會對壓力容器造成損傷，影響其正常使用。

無損檢測技術(shù)主要利用被檢測設(shè)備的物理特性如結(jié)構(gòu)缺陷、材料特性等對多種檢測方式或手段敏感這一特點(diǎn)完成的，通過利用光、電、磁、熱、聲等多種檢測反饋來判斷和定位壓力容器的缺陷等。

一、常用壓力容器無損檢測技術(shù)

1.1 、超聲波檢測技術(shù)

該技術(shù)對壓力容器進(jìn)行無損檢測的主要理論基礎(chǔ)為超聲波在介質(zhì)中傳播和反射時(shí)會產(chǎn)生衰減，對衰減后的超聲波進(jìn)行分析可以進(jìn)一步確定被檢測設(shè)備表面所存在的缺陷或問題。在壓力容器生產(chǎn)完畢后，其各個(gè)部分和位置的物理組成也就基本確定，此時(shí)應(yīng)用脈沖型超聲波探測儀向壓力容器的殼體發(fā)射超聲波，若所接收到的反饋出現(xiàn)不正常衰落等特性則說明被檢測位置的焊縫可能存在裂紋等缺陷，之后再進(jìn)行確認(rèn)和詳細(xì)檢查即可確定壓力容器中是否存在缺陷。

該技術(shù)對壓力容器的鋼板、螺栓件、鍛件等部位的檢測有效，對于壓力容器表面的檢測無效。

1.2 、滲透檢測技術(shù)

該技術(shù)主要應(yīng)用液體的毛細(xì)現(xiàn)象對壓力容器的表面進(jìn)行開口缺陷檢測。在實(shí)際檢測時(shí)，讓液體浸潤壓力容器表面，若壓力容器中存在缺陷則液體會滲入到壓力容器存在缺陷位置的殼體中，將壓力容器表面的滲透液清理干凈后使用顯像劑等對壓力容器進(jìn)行檢查，若檢測到殘留的滲透液則說明滲透液所在位置存在缺陷。.

該技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)也是非常明顯的：其可對大多數(shù)材料制作的壓力容器的表面缺陷進(jìn)行檢測，但是對于缺陷存在位置較深，沒有暴露在表面的缺陷是很難檢測到的。故該技術(shù)主要被應(yīng)用在對表面積所占比例較大的壓力容器檢測中。

1.3 、磁粉檢測技術(shù)

該技術(shù)也是常用的無損檢測技術(shù)之一。在壓力容器中，若其某一位置存在缺陷，則該位置會出現(xiàn)與其他位置不同的磁場反應(yīng)，如漏磁現(xiàn)象等。根據(jù)這一原理可以使用磁粉對壓力容器進(jìn)行無損檢測，通過檢測表面或近表面是否存在磁性壓力來確定壓力容器表面或近表面是否存在裂紋、夾渣、夾層等缺陷，該檢測技術(shù)可以在無創(chuàng)條件下對大型鍛件的表面進(jìn)行檢測。

由于磁粉檢測技術(shù)使用了磁場的相關(guān)特性故其無法對由非鐵磁材料制造的壓力容器進(jìn)行檢測，且其檢測過程主要集中在壓力容器的生產(chǎn)制造過程中，主要檢測對象為鋼板的角焊縫、坡口等焊接部位。

1.4 、射線檢測技術(shù)

該技術(shù)主要應(yīng)用X、Y等射線對壓力容器進(jìn)行照射來確定容器中是否存在缺陷。若壓力容器的焊縫或鑄件中存在缺陷則該缺陷位置會形成與其他位置不同的檢測圖像，通過圖像即可判斷容器那些位置存在何種缺陷。

受射線特性的影響，該方法無法用于對鍛件、管材、棒材等結(jié)構(gòu)的容器進(jìn)行檢測，且在進(jìn)行面積型缺陷檢測時(shí)需要嚴(yán)格的拍照角度，以保證檢測的完整性。射線檢測技術(shù)會使用到對人身有害的放射性物質(zhì)，故在應(yīng)用時(shí)需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。

二、壓力容器無損檢測技術(shù)創(chuàng)新

2.1 、超聲相控技術(shù)

以超聲檢測技術(shù)為基礎(chǔ)將多束超聲聲波組成聲束可以對被檢測壓力容器進(jìn)行掃描和成像。具體實(shí)現(xiàn)原理為，使用多陣元換能器生成和接收超聲信號，在發(fā)射時(shí)，控制不同超聲波的到達(dá)相位和到達(dá)方向形成聚焦點(diǎn)，然后使用適當(dāng)?shù)慕邮辗椒▽邮盏降姆答伮暡ㄐ盘栠M(jìn)行成像，根據(jù)成像結(jié)果可以判定是否存在缺陷。

該技術(shù)由于使用了多個(gè)超聲聲波組成聲波束，故其具有更為精確的聚焦點(diǎn)和檢測結(jié)果、更高的信噪比、更深的檢測范圍以及更大的分辨率。

2.2 、磁記憶檢測技術(shù)

該技術(shù)使用磁記憶檢測儀器對被測部件的磁化狀態(tài)進(jìn)行檢測，查找諸如焊縫、焊接點(diǎn)等特殊位置的應(yīng)力峰值，之后結(jié)合使用磁粉檢測技術(shù)等對具體位置進(jìn)行分析和判斷，即可發(fā)現(xiàn)壓力容器中存在的缺陷。磁記憶檢測技術(shù)相較于其他技術(shù)而言，能夠在不損壞壓力容器的前提下對其中存在的應(yīng)力集中部位進(jìn)行檢測，且檢測結(jié)果精度高，能夠發(fā)現(xiàn)普通檢測技術(shù)所無法發(fā)現(xiàn)的微觀性缺陷。是一種使用效果非常好的無損檢測技術(shù)。

三、無損檢測技術(shù)的選取

實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)被檢測壓力容器自身的特性以及各檢測技術(shù)的特點(diǎn)適當(dāng)選用某種或某幾種檢測技術(shù)對壓力容器進(jìn)行檢測。

在檢測壓力容器的體積性缺陷如夾渣、氣孔等，可以采用對體積性缺陷較為敏感的射線檢測技術(shù)，此時(shí)超聲檢測技術(shù)會在檢測過程中出現(xiàn)擴(kuò)散和漫反射現(xiàn)象，這些現(xiàn)象會影響檢測精度；在檢測壓力容器面狀缺陷如裂隙等，鑒于面狀缺陷具有厚度薄的特點(diǎn)，射線檢測技術(shù)已經(jīng)無法適用，故需要采用超聲檢測技術(shù)。

總之，在確定無損檢測技術(shù)時(shí)應(yīng)該根據(jù)檢測目標(biāo)以及實(shí)際情況進(jìn)行選取，以保證檢測方案可行，檢測效果真實(shí)有效。

[1]張偉成.無損檢測新技術(shù)[J].油氣田地面工程,2008,27(2)

[2]趙健.壓力容器無損檢測技術(shù)探討[J].科海故事博覽·科技探索,2012(11)

[3]高芳芳.淺談壓力容器無損檢測的重要性[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012(21)

[4]曹翔.壓力容器的無損檢測技術(shù)研究[J].中小企業(yè)管理與科技,2012(10)