壓力容器無損檢測技術要點分析

何昌發

摘 要：壓力容器中的介質往往具有危險性，腐蝕性等特質，保證壓力容器的完整性具有重要意義。本文討論了壓力容器無損檢測各種方法包括表面檢測法，射線法，超聲檢測法，聲發射檢測法，渦流檢測法，TOFD檢測法，磁記憶檢測法，漏磁檢測法的優缺點及適用性，對于其確定方法進行了一定闡述。進而對上述方法的操作要點進行分析。本文研究的內容對于提升壓力容器檢測水平具有重要意義。

關鍵詞：壓力容器 無損檢測技術 范圍

中圖分類號：TH49 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0089-01

壓力容器不管在制作過程還是在日常使用過程中，可能會由于各種各樣的原因產生許多缺陷，如溫度、壓力頻繁變化引起的疲勞裂紋，腐蝕對壁厚的影響，制造中產生的應力在使用期內逐步釋放引起的開裂，因此壓力容器檢測是必須的一個工作。現階段，各種無損檢測技術如超聲波法，射線法，渦流法，聲發射法等越來越普遍的被用于檢測壓力容器。這其中有兩個問題需要關注：一是如何選擇無損檢測方法（檢測方法適用范圍）；二是這些無損檢測方法在使用過程中有哪些要點。

基于上述分析，筆者結合相關工程檢測經驗，著重論述了壓力容器各種無損檢測方法適用范圍，以及其使用要點，對于提升相關壓力容器檢測水平有一定意義[1～6]。

1 壓力容器無損檢測方法

1.1 適用范圍[1～2]

壓力容器在確定檢測方法時，首先要分析每種方法的優缺點及適用范圍，具體如下：（1）表面檢測法，使用最為廣泛的一種方法。當壓力容器采用鐵磁性材料時，外部采用濕式磁粉，內部采用熒光磁粉；當壓力容器采用非鐵磁性材料時，外部采用著色法，內部采用熒光磁粉。（2）射線法，用于適用于檢測板厚較小的壓力容器，人體無法進入內部的壓力容器，無法應用超聲波法檢測的部位，以及對超聲法檢測過得結果進行復檢。特別注意不同的射線發射機其檢測能力不同，如420 kVX射線機適用于板厚小于100 mm，而300 kVX射線機適用于板厚小于40 mm。對于氣泡，夾渣等體積型缺陷容易檢出，而對裂紋等面積型缺陷較差。（3）超聲檢測法，主要用于檢測高壓螺栓，壓力容器鍛件，容器內部裂縫，對接焊縫內部缺陷。其優勢在于面積缺陷率檢出高，靈敏性好，有成套自動化設備；缺點是其不適用于定性的判斷，對結構表面光潔度要求較高。（4）聲發射檢測法，其原理同超聲檢測法，用于檢測活動性缺陷。需要對壓力容器進行加載。當確定缺陷的可疑部位后，還需要采用超聲檢測法確定是何種缺陷及其程度，對于缺陷的定性判斷較為準確。其優點是檢測效率高，檢測范圍廣，可以預測裂紋擴展趨勢。（5）渦流檢測法，用于焊接表面裂紋檢測（電流式擾動磁敏探頭），換熱管腐蝕檢測（常規渦流檢測用于檢測非磁性換熱管，遠場渦流檢測用于檢測鐵磁性換熱管）。（6）TOFD檢測法，用來檢測厚板焊縫（400 mm以下），確定焊接內缺陷大小。（7）磁記憶檢測法，檢測壓力容器的高應力區（易發生疲勞，腐蝕損傷）。（8）漏磁檢測法，檢測容器殼體的點腐蝕情況，特別適用于在役狀態下壓力容器的及時監測。

由上分析可知，在確定檢測方法時，依據設備材料，制作工藝，使用年限，工作條件，通過預測缺陷的可能部位及其形狀大小，來確定相應的檢測方法。但是要注意的是，在實際工程檢測中，往往要用到幾種方法聯合檢測，這樣才能滿足降低檢測費用，提高檢測可靠度。

1.2 檢測方法要點

雖然大多數無損檢測方法均已實現自動化成套設備，在檢測過程中人的干擾因素已被大大消減了，但是還是有必要研究這些方法的操作要點。這些要點主要集中在對于檢測對象的處理，如表面清潔度的要求，表面殘留物質的要求，對比試件的要求等，具體如下[3～8]：（1）滲透法，容器適宜溫度：10℃～40℃；需要清洗焊接接頭表面，確保受檢部位清潔度，特別注意殘留物中是否有強酸性物質，因而其會大大降低檢測的靈敏性；需要使用靜電噴涂滲透液；去除多余滲透液時，需要注意防止過度清洗；使用噴涂法施加溶劑懸浮濕式顯像劑以防漏檢。（2）射線法，目前射線法均是成套的自動化設備，可以直接將檢測結果顯示在計算機屏幕上，并且有相應的軟件來幫助顯示缺陷位置及缺陷等級。使用過程中，一般對于內徑小于1.2 m的壓力容器，采用中心法，否則采用偏心法。（3）TOFD法，注意與受檢部件要緊密貼合在一起；在選擇耦合劑時，盡量避免采用水（易受溫度影響）和對工件，人體無傷害的耦合劑；遇到焊縫高度大于70 mm的情況時，將其劃分為不同的區域來進行檢測；在對缺陷進行定量分析時，以D掃描為主，B為輔。應當認識到，這種方法精度受人為操作因素影響大，其對缺陷的定位結果還不是有很大的保證。（4）磁粉檢測法，注重表面清洗，將焊縫及熱影響區清洗干凈；對于不同的部位選擇合適的磁化方法，如對接焊縫用交叉磁軛法，而角焊縫和機械損傷部位用觸頭法；磁化時間一般在1～3 s內；標準試片采用D或者M1型；若檢測油罐，需要防止磁化形成的電火花。（5）渦流檢測法，采用渦流檢測時，需要采用對比試件來調節試驗精度；對比試件的選擇應注意要需受檢試件有大致相同的電磁性能，表明狀態，熱處理狀態，規格等，其缺陷采用通孔或者刻槽。聲發射檢測法，可以進行在線檢測，檢測點布置要適當，如焊縫至少布置兩個，其他大面積檢測要采用三角形或菱形布置法。在采用這種方法前，需要對缺陷的類型和位置有個大概的了解。

2 結論

（1）本文討論了表面檢測法，射線法，超聲檢測法，聲發射檢測法，渦流檢測法，TOFD檢測法，磁記憶檢測法，漏磁檢測法等方法的適用范圍，對于檢測壓力容器時選擇何種檢測方法提供了標準。

（2）本文論述了滲透法，射線法，TOFD法，磁粉檢測法，渦流檢測法等方法的操作要點。滲透法，TOFD法，磁粉法，渦流法等要注意保持受檢工件的清潔度，否則檢測結果會受到影響。磁粉法注意磁化過程中的電火花。渦流檢測法要做對照試驗，注意對比試件的要求。聲發射法要注意檢測布點是否合理。

參考文獻

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