無損檢測技術在液化石油氣儲罐設計中的應用分析

于曉紅 于宏偉

（中國石油集團海洋工程有限公司，北京 100028）

（中國石油技術開發公司，北京 100028）

無損檢測技術在液化石油氣儲罐設計中的應用分析

于曉紅 于宏偉

（中國石油集團海洋工程有限公司，北京 100028）

（中國石油技術開發公司，北京 100028）

壓力容器是一種能夠引起爆炸或中毒等巨大危害事故的特種設備，如果一旦爆炸或泄漏，會引起火災、中毒、環境污染等重大災難性事故。因此，壓力容器具有比一般機械設備更高的安全性要求。無損檢測的控制是保證壓力容器質量的重要環節，能有效防止失效、破裂事故的發生。本文介紹了幾種常規無損檢測技術，分析了其各自的優點和局限性，并以實際項目中的液化石油氣儲罐為例，依據標準和規范，綜合運用幾種檢測技術，具體說明了其無損檢測要求，以保證設備的安全。

液化石油氣儲罐；無損檢測；技術分析

壓力容器廣泛地應用于化工、煉油、機械、等國民經濟各部門，在運行過程中，受介質、壓力和溫度等影響而產生的腐蝕、開裂、及材料劣化等缺陷，一旦發生爆炸或泄漏，會引起火災、中毒、環境污染等重大災難性事故，給社會生產生活帶來巨大的經濟損失和人身安全。因此，對于壓力容器的安全性要求很高，檢驗是保證壓力容器安全管理中的關鍵環節，除宏觀檢查外，還需采用多種無損檢測技術，能有效防止失效、破裂事故的發生，以確保其安全運行。

1 壓力容器無損檢測技術分類

無損檢測技術是在不破壞或損壞被檢測對象的前提下，利用材料內部結構異常或缺陷存在所引起的對熱、聲、光、電以及磁等反應的變化，來探測各種工程材料、零部件和結構件等內部和表面缺陷，并對缺陷做出判斷和評價。

目前，在壓力容器行業使用TSG R0004《固定式壓力容器安全技術監察規程》、GB150《壓力容器》以及NB/T47013《承壓設備無損檢測》等相關標準。《承壓設備無損檢測》標準是包括射線、超聲、磁粉、滲透和渦流五大常規檢測方法的綜合性檢測。各種檢測方法根據設備的工況、材質與制造工藝等特點，各有自己的優點和局限性。

（1）射線檢測

射線檢測是利用強度均勻的射線照射工件，使照相膠片感光，從而檢查出缺陷的種類、大小和分布狀況等，并確定工件的質量等級。優點:對體積缺陷檢測靈敏度比較高；定性定量準確；對被檢工件的厚度下限沒有限制。局限性:對人體有傷害；不適于鍛件、管材、板材等。

（2）超聲檢測

超聲檢測分為脈沖反射法、穿透法和共振法。優點：對面狀缺陷檢出率較高；適于金屬板材、管材、焊縫等的檢測。局限性：對體積狀缺陷的檢出率較低；不適用或很難適用粗晶材料、形狀復雜或表面粗糙的工件。

（3）磁粉檢測

磁粉檢測是指將鋼鐵等強磁性材料磁化后，利用位于磁力線上的缺陷部位能吸附磁粉的原理來檢測表面和近表面缺陷。優點：對鋼鐵等強磁性材料的表面和近表面缺陷的檢出率較高；局限性：難以檢測內部缺陷；不適于奧氏體不銹鋼等非磁性材料。

（4）滲透檢測

滲透檢測是利用黃綠色的熒光滲透液或紅色的著色滲透液對窄縫隙良好的滲透性，經滲透、清洗、顯像來顯示放大的缺陷圖像跡痕，觀察工件表面開口缺陷的性質和尺寸并做出評價。優點：適于檢測鋼鐵、有色金屬等材料表面開口缺陷；能確定缺陷的位置和表面指示長度。局限性：檢測效果受工件表面光潔度的影響較大；無法確定缺陷的深度。

（5）渦流檢測

渦流檢測是利用電磁感應原理，使導電的容器元件內產生渦流，當渦流碰到裂紋或缺陷時會迂回通過，從而造成渦流分布紊亂，通過測量渦流的變化量進行檢測。優點：適于鋼鐵、有色金屬導電體工件；采用非接觸檢測，速度最快。局限性：價格昂貴；無法判定缺陷的種類。

2 無損檢測技術在液化石油氣儲罐上應用

某項目50m3液化石油氣儲罐的直徑為2.8m，直段長為7m，最高工作壓力為1.61MPa，工作溫度為-15～50℃，壁厚20mm。該罐配備有完備的安全閥、壓力表、液位計、溫度檢測口、液位變送器接口等安全附件，配備有介質進出口、氣體平衡口、氣體連通口、人孔、排污口等操作接口以及高低液位報警口等，該設備屬于A2級/III類。

根據TSG R0004《固定式壓力容器安全技術監察規程》，設計壓力≥1.6MPa的III類容器A、B類對接接頭，必須進行全部無損檢測。同時，其接頭還應進行與原無損檢測方法不同的檢測方法進行局部檢測。

因此，本儲罐A、B類焊接接頭采用100%射線檢測，同時進行20%的超聲波檢測，并且該局部檢測包含所有的焊縫交叉部位。探傷質量應分別達到：射線檢測技術等級不低于AB級，并符合NB/T47013.2中的Ⅱ級合格；超聲波檢測技術等級不低于B級，并符合NB/T47013.3中的Ⅱ級合格。此外，對于公稱直徑小于250mm的接管與長頸法蘭、接管與接管對接連接的B類焊接接頭可以進行100%的磁粉或滲透檢測，合格級別為Ⅰ級。本設備的C、D類焊縫和其它角焊縫采用表面100%的磁粉探傷，并符合NB/T47013.4，合格級別為Ⅰ級。

3 結語

隨著科技的不斷進步及對安全的日益重視，對于特種設備的安全檢測手段也不斷完善。無損檢測技術經歷了從無損探傷、無損檢測到無損評價的發展。任何一種無損檢測方法都無法解決所有問題，按照檢測目的，結合設備的工況、材質與制造工藝等特點，盡可能多采用多種檢測方法，取長補短，從而取得更多缺陷信息，能夠確保檢測結果的可靠與準確。本文以對液化石油氣儲罐的無損檢測要求為例，綜合運用了射線、超聲、磁粉、滲透等幾種方法，根據標準和規范，對于不同類焊縫采用了不同的檢測技術，從而保證設備的安全。

[1]TSG R0004-2009固定式壓力容器安全技術監察規程.

[2]GB150.1～4-2011鋼制壓力容器.

[3]NB/T47013.1～13-2015承壓設備無損檢測.

[4]李世玉，壓力容器設計工程師培訓教程，北京：新華出版社，2005.

[5]康新剛，淺談壓力容器無損檢測技術，科技資訊，2010，（14）.

于曉紅，(1980-)，漢，女，遼寧人，學歷：博士，現職稱：工程師，研究方向：海洋石油機械設備的設計。