議無損檢測在壓力容器中的應用

【摘 要】由于無損檢測技術具有不破壞試件，檢測靈敏度高等優點，廣泛使用于原材料的出廠、壓力容器制造、檢修。壓力容器無損檢測包括：超聲波檢測；射線檢測；滲透檢測；磁粉檢測等技術。

【關鍵詞】壓力容器；無損檢測；作用

1、無損檢測技術概述

無損檢測是在現代科學基礎上產生和發展的檢測技術，它借助先進的技術和儀器設備，在不損壞、不改變被檢測對象理化狀態的情況下，對被檢測對象的內部及表面的結構、性質、狀態進行高靈敏度和高可靠性的檢查和測試，借以評判它們的連續性、完整性、安全性以及其他性能指標。作為一種有效的檢測手段，無損檢測在我國已廣泛應用于經濟建設的各個領域，例如壓力容器的制造檢測和在用檢驗，以及機械、冶金、石油天然氣、化工、航空航天、等行業。尤其在保證承壓類特種設備產品質量和使用安全方面，無損檢測技術顯得特別重要。

2、無損檢測的應用特點

2.1無損檢測要與破壞性檢測相配合

無損檢測的最大特點是能在不損傷材料、工件和結構的前提下來進行檢測。但是，并不是所有需要測試的項目和指標都能進行無損檢測，無損檢測技術自身還有局限性，某些試驗只能采用破壞性檢測。例如，壓力容器的焊接工藝評定和產品焊接試板，要切取試樣做金相和斷口檢驗。

2.2 正確選用實施無損檢測的時機

根據無損檢測的目的來正確選擇無損檢測時機是非常重要的。應根據檢測目的，結合被檢件的結構、材質、制造工藝以及環境，正確選用實施無損檢測的時機。例如，對有延遲裂紋傾向的材料，至少應在焊接完成24h后進行無損檢測。拼接封頭應當在成形后進行無損檢測。有再熱裂紋傾向的材料應當在熱處理后增加一次無損檢測。

2.3 選用最適當的無損檢測方法

為了提高檢測結果的可靠性和正確性，必須在檢測前正確選定最適當的無損檢測方法。例如，鋼板的分層缺陷因其延伸方向與板平行，就不適合射線檢測而應選擇超聲波檢測。檢查工件表面細小的裂紋，就不應先選射線和超聲波檢測，而應選擇磁粉或滲透檢測。

2.4 綜合應用各種無損檢測方法

每種無損檢測方法都有優缺點。因此，在無損檢測的應用中，盡可能同時采用幾種方法，以便保證各種檢測方法取長補短，從而取得更多的信息。另外，應利用有關材料、焊接、加工工藝的知識及產品結構的知識，綜合起來進行判斷。例如，超聲波對裂紋缺陷探測靈敏度高，但定性不準，而射線的優點是對缺陷定性比較準確。兩者配合使用，就能保證檢測結果既可靠又準確。

3、壓力容器無損檢測的幾種方法

3.1超聲波檢測

超聲波檢測法指的是利用超聲波在介質中傳播中產生衰減，當遇到界面產生反射時，用其反射性質來檢測缺陷的無損檢測方法。超聲波檢測方法使用的地方非常多，在檢測中可以用于檢測焊縫和鋼板內部埋藏缺陷，還可以檢測焊縫內表面裂紋。超聲波檢測使用的探傷儀體積小，重量輕，對于人體也沒有傷害，所以在壓力容器的檢驗當中得到廣泛的使用。

優點：超聲波穿透能力強，適合檢驗厚度較大的工件；面積型缺陷的檢出率較高；檢測成本低、速度快，儀器體積小，重量輕，現場作業較方便；對缺陷在工件厚度方向上的定位較準確。

缺點：超聲波無法適用于近表面延伸方向的平行性檢測，不適合檢驗較薄的工件；體積型缺陷的檢測率較低；無法利于直觀圖像，定性困難，定量精度不高；不易檢查形狀復雜的工件；要求被檢工件的表面有足夠的光潔度。

3.2射線檢測

射線檢測原理應用射線可穿透物質，透過物對射線的衰減效應及射線對膠片的光化特性實施的，是射線透過物質后的強度分布在底片上的再現。X射線檢測方法主要在現場用于板厚較小的壓力容器對接焊縫內部埋藏缺陷的檢測，使用的射線探傷設備包括X 射線探傷機、γ 射線源和電子直線加速器。420kV 的X射線探傷機適于檢測的鋼厚度為80mm， 60Co γ源檢測厚度為150mm。更大厚度的試件則需要使用特殊的設備―加速器，其最大穿透厚度可達到400mm以上。

優點：可以直接得到缺陷的直觀圖像，且可長期保存；可以獲得缺陷的投影圖像，缺陷定量定性準確；體積型缺陷檢出率很高；適宜檢驗較薄的工件。

缺點：無法完全發現垂直于射線發出方向的質量缺陷，存在一定的漏檢可能性；面積型缺陷檢出率受多種因素影響；不適宜較厚的工件；不適宜檢測板材、鍛件；對缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸確定比較困難；檢測成本高，速度慢；射線對人體有傷害，需要采取防護措施。

3.3 滲透檢測

滲透劑在毛細管作用下，滲入表面開口缺陷內；在去除工件表面多余的滲透劑后，通過顯象劑的毛細管作用將缺陷內的滲透劑吸附到工件表面形成痕跡而顯示缺陷的存在。

優點：可檢測各種材料；不受缺陷形狀、尺寸和方向的限制；設備簡單，操作簡便，檢查結果直觀。

缺點：只能檢出表面開口的缺陷；

3.4 磁粉檢測

鐵磁性材料其表面或內表面內若有缺陷，就存在基體材料的不連續性被，其被磁化后，表面和近表面的磁力線將發生局部畸變而產生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，在合適的光照下，被吸附的磁粉形成目視可風的磁粉痕跡，痕跡的位置、尺寸和開關顯示出不連續性亦即缺陷的位置、大小、形狀和嚴重程度。

優點：適宜鐵磁性材料的檢測；可以檢出表面和近表面缺陷；檢測靈敏度很高；成本低，速度快；直觀地顯示缺陷的形狀、位置和大小。

缺點：不能用于非鐵磁性材料的檢測；不能用于檢測內部缺陷.

4、無損檢測在壓力容器生產中的作用

4.1 提高產品質量

無損檢測技術對工件加工的中間環節進行質量檢測，可以確

保產品的最終質量，比如說，在制造壓力容器的過程中，對采用的鋼板、鍛件等原材料，都需要對這些材料進行超聲檢測，只有材料通過超聲檢測才能夠被允許使用。

4.2 降低生產成本

在產品制造過程中進行無損檢測，往往被認為要增加檢查費用，從而使制造成本增加。例如，在厚板焊接時，如果在焊接全部完成后再無損檢測，發現超標缺陷需要返修，要花費工時或者難修補。因此在焊至一半時先進行一次無損檢測，確認沒有超標缺陷后再繼續焊接，這樣無損檢測費用有所增加，但總的制造成本降低了。

4.3 改進制造工藝

在產品生產中，為了了解制造工藝是否適宜，必須事先進行工藝試驗。例如，為了確定焊接工藝規范，在焊接試驗時對焊接試樣進行射線照相，隨后根據檢測結果修正焊接參數，最終得到能夠達到質量要求的焊接工藝。

4.4 保障保用安全

即使是設計和制造質量完全符合規范要求的承壓類特種設備，在經過一段時間使用后，也有可能發生破壞事故。這是由于苛刻的運行條件使設備狀態發生變化，使設備的應力集中部位產生疲勞；由于腐蝕作用使壁厚減薄或材質劣化等。為了保障使用安全，對在用壓力容器，必須定期進行檢驗，及時發現缺陷，避免事故發生，而無損檢測就是在用壓力容器定期檢驗的主要內容和發現缺陷最有效的手段。

5 結語

綜上所述，無損檢測對于控制和改進生產過程和產品質量，保證材料、零件和產品的可靠性及提高生產率起著關鍵作用。無損檢測在材料加工、零件制造、產品組裝直至產品的使用整個過程中，不僅起到保證質量、保障安全的監督作用，還在節約能源、降低成本、提高成品率和勞動生產率方面起到積極的促進作用。本文針對以上幾種壓力容器無損檢測技術的應用原理與應用優勢做出了詳細分析，如何正確的運用好無損檢測技術，就需要對無損檢測技術充分的了解。為了使無損檢測得到更高效的使用，必須正確的使用無損檢測技術，這樣才能確保壓力容器在運行的安全。

參考文獻：

[1] 王曉雷主編.承壓類特種設備無損檢測相關知識.2007

[2] 魏 鋒，壽比南.壓力容器檢驗及無損檢測.2007.

[3] 宋崇民，李玉軍.鍋爐壓力容器無損檢測.2000.