針對壓力容器的無損檢測技術應用研究

羅化恒

摘 要：無論是在工業(yè)還是民用生活方面，壓力容器的使用越來越廣泛，但是由于壓力容器本身具有一定的危險因素，所以需要對壓力容器進行定期的檢驗。目前運用無損檢測技術加強了對壓力容器的監(jiān)測，能夠有效的減少和避免壓力容器事故的發(fā)生。

關鍵詞：壓力容器；無損檢測；安全

隨著科學技術的飛速發(fā)展，對設備和材料的要求也不斷升高，很多材料從原來的普通質地逐漸被一些耐高壓、耐高溫、難切割的符合材料所代替，其成本大大升高，所以工廠在生產中必須保證在不破壞設備材料的前提下對其進行測試和檢查，這就是所謂的無損檢測技術。無損檢測技術的使用加強了對壓力容器的監(jiān)測，能夠有效的減少和避免壓力容器事故的發(fā)生。同時，在壓力容器的檢測中使用無損檢測技術，可以在設備運行下進行，能夠及時發(fā)現設備的安全隱患，降低設備的危險性，提高檢測檢驗效率和水平，從而確保設備正常安全的運行。

1 壓力容器

壓力容器導致的事故大致可以分為兩類，一是壓力容器本身沒有問題，而是工作人員的誤操作導致；二是壓力容器本身存在安全隱患，因而在運行過程中存在的缺陷逐漸發(fā)展到安全事故臨界點而導致事故發(fā)生。所謂壓力容器就是指能夠承受壓力的容器。最高工作壓力大于等于0.1MPa，容積大于等于0.025立方米，且內徑大于等于0.15m，裝有介質為液化氣體、氣體或最高工作溫度大于等于標準沸點液體的容器，水處理設備中的過濾或離子交換的壓力容器，螺旋板式換熱器等都屬于壓力容器。壓力容器是在航天、航空、紡織、食品、輕工、機械、冶金、核能、石油化工、化工中廣泛使用的承壓設備。壓力容器作為工業(yè)生產中的常見設備，又是導致事故頻發(fā)的設備，因此，壓力容器設備的安全問題應該引起人們的足夠重視。

2 無損檢測技術

無損檢測技術作為一門新興的學科，其發(fā)展的歷史較短，但是壓力容器的安全已經離不開無損檢測技術。所謂無損檢測就是指不產生破損的前提下，運用聲、光、磁、點等特性，并借助先進的設備和技術，對構件表面及其內部的性質和狀態(tài)進行測試和檢查，從而查明設備的實際狀況。能在保持原設備的完整性的前提下進行檢測，從而發(fā)現設備內部的問題，甚至在設備運行中也可發(fā)現其中缺陷。因此，無損檢測在設備的生產中發(fā)揮著非常重要的作用。目前常見的無損檢測法一般為超聲波檢測法、射線檢測法、滲透檢測法、磁粉檢測法和渦流檢查法等，無損檢測在壓力容器上應用時，應該根據相關技術要求和規(guī)定，充分考慮設備的材質、結構介質、使用條件、制造方式和失效模式，選擇最優(yōu)的無損檢測方法。其中超聲波檢測法和射線檢測法是應用最廣的無損檢測法。射線檢測法可以獲得缺陷部位的直觀圖像，定位準確，可以對其檢測數據進行現場記錄，以便于長期保存。另外，射線檢測法還有很好的重復性，對一些與照射方向平行或體積狀缺陷有很好的檢測效果。超聲波檢測法主要通過聲波的散射、反射和透射作用，對被檢測的設備進行力學性能變化檢測和幾何特性測量缺陷檢測等，超聲波檢測法常用于金屬材料、非金屬材料以及符合材料等的無損檢測，由于其穿透能力強的特點，對缺陷部位的定位較準，而且還可以對較厚的設備內部進行檢測。另外，超聲波檢測法成本低，操作簡單，對人以及周圍環(huán)境危害較小，是較為實用的無損檢測技術。磁粉檢測法一般適用于磁性材料承壓設備近表面缺陷和表面缺陷；渦流檢測法一般適用于導電金屬材料承壓設備的近表面缺陷和表面缺陷；滲透檢測法通常適用于非金屬材料和多孔性金屬材料承壓設備的表面缺陷檢測。

3 無損檢測方法的應用

壓力容器大多適用16MnR、Q235等低合金鋼或碳素鋼，具有低矯頑力、低剩磁的特點，因此在對壓力容器進行缺陷檢測時只能使用連續(xù)法。連續(xù)法是指在外加磁場磁化下，將磁懸液或磁粉加到構件上進行磁粉缺陷檢測，由于壓力容器的缺陷主要針對焊縫，包括角焊縫和對接焊縫等，一般不能使用固定式的設備，只能采用便捷式，這就使得磁粉缺陷檢測方法受到限制，通常使用以下幾種：⑴交叉磁軛法。交叉磁軛法是壓力容器無損檢測中應用最為廣泛的一種方法，這種方法可以產生旋轉磁場，靈敏度高，檢測效率高，操作簡便，經過一次磁化可以檢測出多方向的缺陷。但是，由于交叉磁軛法的額定電壓為380v，因此在工廠使用中受到一定程度的限制；⑵磁軛法。磁軛法也是無損檢測中一種常用的方法，該方法操作方便，很適合于角焊縫的缺陷檢測，在檢測過程中，為了能檢測到各個方向的缺陷，須在設備同一部位做多次（至少兩次）相互垂直的探測，并且應將焊縫分為多段，檢測操作有一定的重疊，磁軛法效率偏低，—旦操作不當很可能造成漏檢；⑶線圈法。對于管角焊接縫和管道圓周可以使用繞電纜的方法進行缺陷檢測，線圈法屬于縱向磁化，可以發(fā)現熱影響區(qū)和焊縫的縱向裂紋；⑷觸頭法。觸頭法屬于單方向磁化法，其電極之間的距離可以調節(jié)，可以根據靈敏度要求和缺陷部位的情況來確定電流的大小和電極之間的距離，對角焊縫可以靈活調節(jié)，觸頭法和磁軛法一樣，同一部位也需要進行兩次交叉垂直的檢測。在實際情況下，壓力容器的無損檢測主要使用交叉磁軛法和磁軛法。對于壓力容器對接的環(huán)、縱焊縫，這兩種方法操作簡便、效率高、靈敏度高，處于其他方法不可取代的地位。

磁粉缺陷檢測的靈敏度較高，但是操作不正確也會造成一定程度的漏檢，給壓力容器的安全帶來隱患，因此，在壓力容器的無損檢測中應該注意：無損檢測前要充分了解壓力容器的材質、廠家和使用情況；準備檢測的部位要符合規(guī)定的清潔要求；檢測操作的方法要正確；工件表面要與磁極端面保持一定的間隙，這是為了防止在間隙處產生較大的漏磁現象。