無損檢測技術在鍋爐壓力容器檢驗中的應用研究

張英豪　于成志　楊楠

摘要：無損檢測利用聲、光、磁、電等手段，能在不破壞和損壞檢測對象的情況下對檢測對象進行深層次檢測分析，判斷檢測對象是否存在缺陷，是一種極為有效的新型檢測手段。本文針對鍋爐壓力容器的特點，就無損檢測技術在鍋爐壓力容器檢驗中的應用進行探討，供同行借鑒參考。

關鍵詞：無損檢測；鍋爐壓力容器；射線檢測；超聲波檢測

引言

目前在鍋爐壓力容器檢驗中，常用的方法有目測檢驗法、重擊檢驗法、鉆孔檢驗法、燈光檢驗法以及專用儀器檢驗法等多種，不同的方法有不同的適應性和準確度。不過在眾多的檢驗技術中，無損檢測技術利用專業化設備，通過聲、光、磁等手段對鍋爐壓力容器進行檢測，能很好的適應壓力容器的結構、材料、工藝、介質、使用條件等特點，具有極高的可靠性和安全性，并能減少傳統檢測技術對鍋爐壓力容器的損傷，是一種極為優秀的檢測方法。下面，本文就無損檢測技術在鍋爐壓力容器檢測中的應用進行淺要的探討。

1.無損檢測技術及鍋爐壓力容器特點分析

1.1 無損檢測技術分析

無損檢測技術是一種非破壞性檢測技術，能夠在不破壞待測目標的狀態、化學、物理性質的前提下，對檢測目標進行結構、性質、成分等物理、化學方面的檢查，具有非破壞性、全面性、動態性、可靠性等優點。無損檢測技術的應用原理，是利用聲、光、電、磁等的特性， 來判斷被測對象是否存在缺陷，以及缺陷位置、大小、性質、數量等信息。目前常用的無損檢測技術有超聲檢測、射線檢測、磁粉檢測、滲透檢測、渦流檢測等方法，不同的檢測方法有不同的適用性，需要根據具體檢測對像和檢測任務來選用合適的檢測方法。

1.2 鍋爐壓力容器特點

鍋爐壓力容器是具有特定工藝并能承受一定壓力的設備，一般由筒體、封頭、法蘭、密封元件、開孔、接管、支座等構成，還包括大量的安全裝置、儀表等。鍋爐壓力容器需要承受一定的工作壓力，往往需要進行定的密封處理，其承壓能力受材料介質、結構特點、使用環境等多方面因素的影響，發生故障往往容易產生爆炸、燃燒等安全事故。對鍋爐壓力容器性能具有影響的安全因素，如筒體裂紋、材料介質物理性能降低、安全裝置失效、密封裝置失效等都有可能造成鍋爐壓力容器安全事故，在檢測時需要較為全面進行。

2.無損檢測技術在鍋爐壓力容器檢測中的應用

2.1 材料介質無損檢測

鍋爐壓力容器由金屬板、管材、鍛件等組成，這些材料介質的制造工藝、幾何形狀等都必須進行相應檢測，以確保其質量符合要求。對于金屬板材料的質量，通常采用超聲檢測技術，對板材是否符合制造規范或標準的要求，在相應的工作參數下如劇毒、腐蝕、高壓環境下性能下降是否在工藝需求范圍，并對板材制造或程中是否產生分層、孔洞、裂紋等缺陷進行檢驗。對于壓力容器所使用的管材，可采用超聲波檢測技術，來檢測管材是否存在縱向缺陷，或采用鍋流檢測法來對管材表面或近表面缺陷進行檢測。對于接管、法蘭、管板等鋼鍛件，可 采用超聲波檢測技術，來檢測這些鍛件是否存在危害性冶金缺陷。對于鑄件，可采和射線檢測技術來對鑄件的幾何形狀、截面厚度等進行檢測，以檢驗鑄件是否存在縮孔、疏松、熱裂等缺陷。

2.2 制造過程無損檢測

在壓力容器制造過程中，往往有大量焊接工藝，必須保障焊接質量，如對焊接接頭內部缺線、表面開口缺陷、標準抗拉強度等進行檢測。對于殼體或接管對接焊縫的內部缺陷，可采用射線檢測的方法，利用射線探傷設備，如X射線探傷機、電子直線加速器等進行檢測，不同的設備有不同的檢測厚度范圍，如X射線探傷機的檢測厚度在90mm左右，直線加速器的檢測厚度適用于200-400mm，需要根據具體檢測目標特點來確定。對于表面檢測，如坡口、焊縫等，可采用磁粉檢測的方法，利用太強粉探傷機進行檢測，不過對于不銹鋼或有色金屬的焊接質量檢測時，則應當采用滲透檢測的方法進行。除此之外，對于對接焊縫內部缺陷，則需要采用超聲波檢測來獲取更為準確的檢測結果。在鍋爐壓力容器制造完成后，還行耐壓試驗，以判斷其安全質量是否符合需求，一般來說耐壓試驗利用水、油或空氣等介質進行，不過對于一些有特殊要求的壓力容器，還需要同時進行聲發射監測，判斷壓力容器在耐壓試驗中是否出現裂紋萌生、開裂、裂紋擴展等問題。

2.3 使用過程無損檢測

鍋爐壓力容器即便采用了最優秀的材料，經過了嚴密的生產質量檢測，也無法完全確保其使用過程中的安全水平。根據有關規程規定，鍋爐壓力容器在運行期間，必須進行定期檢驗，定期檢驗有不停止運行外部檢驗和停止運行內外部檢驗兩種。根據國家規定，鍋爐壓力容器不停止運行外部檢驗周期為1年，停止運行內外部檢驗周期最長為6年，檢驗重點應判斷是否在使用中存在開裂、疲勞開裂以及材料劣化等缺陷。在停止運行內外部檢驗中，常用表面檢測方法來對壓力容器的對接焊縫、角焊縫、螺栓強度、焊接部位等進行檢測，如果材料是鐵磁性材料，一般可采用磁粉檢測法進行，對于壓力容器內部，考慮可視度不好可采用熒光磁粉法來檢測，外部則多采用濕式黑磁粉法檢測，對于磁粉檢測不到位的角焊縫，則多采用滲透檢測法。對于壓力容器腐蝕狀態和焊縫表面狀態的檢測，可采用渦流檢測法，利用內穿過式探頭、遠場渦流檢測技術等，對其是否存在穿孔、蝕坑等缺陷進行檢測。此外，對于壓力容器高應力集中部位，可以采用磁記憶檢測法， 檢測這些部位是否存在腐蝕開裂、疲勞損傷以及蠕變損傷，便于判斷高應力集中部位是否存在表面裂紋、內部裂紋或微觀損傷。

3.結束語

無損檢測技術檢測全面，可靠性高，對鍋爐壓力容器不會造成破壞性影響，能很好的應用于鍋爐壓力容器檢驗中，從材料介質性能、制造質量、使用過程損傷等方面進行全過程的檢測，是一種極為有效全面的檢測技術。在鍋爐壓力容器檢驗中，應當根據實際情況和檢測需求，選用相適應的檢測技術，以獲取更為準確、更為全面的檢測結果，確保鍋爐壓力容器使用安全。

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