壓力容器一些常見缺陷的檢驗技術

李煜++王文博

摘 要：壓力容器屬于特種設備的范疇，在工業生產與日常的生活中有著較為廣泛的應用，同時壓力容器在制造和使用中還具有極大的安全隱患，在生產制造中必須通過檢驗及時發現存在的各種缺陷。本文描述了壓力容器幾種常見的缺陷，包括表面缺陷和埋藏缺陷。介紹了適用于表面缺陷的目視檢驗、磁粉檢測、滲透檢測，以及適用于埋藏缺陷的超聲檢測、射線檢測等常用的檢驗方法。

關鍵詞：壓力容器；常見缺陷；檢驗技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.018

在制造與使用的過程中，壓力容器不可避免的會存在和產生一定的缺陷，進而對其安全穩定運行產生影響。一旦在使用過程中發生操作不當等行為，容易引起爆炸等危險。關系到人民群眾的生命財產安全，壓力容器所承受的壓力往往較大，其運行工況大都處于高溫高壓的狀態，內部存放的介質通常有毒、易燃、易爆。所以在生產制造過程中，要及時發現并處理其制造流程中所出現的各類問題。因此，了解壓力容器常見的缺陷類型，采取科學、合理的檢驗方法去發現安全隱患，并及時采取有效措施來處理，成為避免在使用過程中出現事故的最佳途徑。

1 壓力容器常見的幾種缺陷類型及危害

1.1 表面缺陷

由于一般壓力容器制造周期較長，在經過一段時間后，壓力容器的母材很容易產生表面缺陷，包括銹蝕，裂紋等。對其表面缺陷的檢驗較為簡單，一般通過肉眼觀察即可。當發現有磕碰劃傷及表面裂紋時要進一步確認其缺陷深度，深度超過0.5mm需要進行補焊。需要注意的是不銹鋼材質的壓力容器是禁止補焊的，采用圓滑過度修磨。同時，焊縫咬邊也是表面缺陷的一種，出現在幾何不連續與應力集中的部位，容易誘發裂紋。當焊縫兩側咬邊的總長，小于或等于該焊縫長度10% 時，可不作處理，否則需要進行打磨消除或打磨后補焊。

1.2 埋藏缺陷

埋藏缺陷也是壓力容器的常見缺陷類型之一，其檢驗的方法和程序相對復雜。通常需要借助于一定的檢測設備，從而判斷出缺陷缺陷的主要類型及產生的原因。常見的埋藏缺陷種類較多，包括了埋藏裂紋、未焊透、未融合、氣孔、夾渣等。

（1）埋藏裂紋。埋藏裂紋是相對于表面裂紋而言的，與腐蝕介質不會發生直接接觸，因而產生的應力與危害性也相對較小。但在交變載荷、以及頻繁間歇操作的工況下，容易擴展至表面、甚至穿透，進而對壓力容器產生破壞。

（2）未焊透與未熔合。在射線的底片上，如果在焊縫的中部出現兩側整齊的細直黑線，缺陷的類型為未焊透；如果細黑直線是一側整齊且黑度較大，則為未熔合缺陷。上述兩種缺陷出現在制造過程中，未熔合，因而危害性也較小，但依然存在誘發裂紋的可能。檢測中如果發現誘發裂紋存在，需要對其進行挖補修復。

（3）氣孔和夾渣。氣孔和夾渣出現在壓力容器的內部，產生于制造過程之中。氣孔產生于鑄件內部、表面或近表面，現狀往往不規則，夾渣非金屬固體物質的殘留，夾雜物出現在熔焊過程中。由于不會發展成裂紋，因而潛在的危險較小。在檢驗的過程中，如果氣孔邊緣有新的裂紋產生，可以對其忽略不做處理。如夾渣自身高度較大或端部較為尖銳，需要采取挖補修復處理。

2 壓力容器常用的幾種檢驗方法

2.1 目視檢驗

目視檢驗是無損檢測的一種常用方法，包括宏觀檢查和外觀檢查，主要檢查容器的結構、幾何尺寸、防腐保溫、泄露痕跡、腐蝕情況、以及焊縫狀況等。目視檢驗可以發現一些明顯的表面開裂和腐蝕坑等缺陷，適用于表面缺陷的檢驗。

2.2 磁粉檢測

鐵磁材料在被磁化后，在其內部會產生較強的磁感應強度，以及較大的磁力線密度。當材料中存在不連續時，磁力線容易產生畸變，會出現部分磁力線逸出材料表面的現象，從而形成漏磁場。將磁粉撒在工件上，會被漏磁場所吸附，磁粉堆積而成與缺陷相近的形狀，被稱為磁痕，從而顯示出不連續性的位置、大小、形狀和嚴重程度，適用于表面缺陷的檢驗。

2.3 滲透檢測

滲透檢測以毛細作用原理為基礎，將含有熒光或著色染料的滲透液涂抹于零件的表面，會發生毛細管作用，在一定的時間間隔后，表面開口的缺陷中會滲進部分滲透液。清除零件表面的多余滲透液，再將顯像劑施涂在表面，會再次發生毛細管的作用。此時，缺陷中所保留的滲透液會被顯像劑吸引而液滲至其中，在在一定的外部光源作用下，便會顯示出缺陷的形貌與分布的狀態。滲透檢測適用于大部分的非吸收性物料的表面開口缺陷，且不受工件幾何形狀和缺陷方向的影響，適用于表面缺陷的檢驗。。

2.4 超聲檢測

在同一均勻的介質中，超聲波的傳播速度與方向是恒定不變的。當遇到另一種介質時，反射、折射、繞射等現象便會發生。壓力容器大多采用鋼制材料，當內部存在缺陷時，采用超聲波檢測的方法，能夠準確的判斷出缺陷的存在。適用于各種試件與厚度較大的工件的檢測，對于埋藏缺陷有著較好的檢測效果。

2.5 射線檢測

當工件被射線照射時會發生透射的現象，其強度會隨著物質的種類、厚度和密度的情況而發生變化。在照相和熒光等特性作用下，變化的情況會記錄在膠片上，顯影后會在成底片上產生黑度變化。工件內部結構狀態可以通過黑度的變化來進行分析，從而達到缺陷檢測的目的。射線檢測能夠獲得缺陷的直觀圖像，具有定性、定量準確等特點，且檢測結果可以長期保存，適用于埋藏缺陷的檢驗。

3 結語

壓力容器在工業生產與日常生活中發揮著重要的作用，其安全穩定運行意義重大。因此，在制造過程中需要充分掌握常見缺陷的類型，選擇合適的檢驗方法，以保證缺陷的及時發現。對于表面缺陷，常常采用目視檢驗、磁粉檢測與滲透檢測等方法，而埋藏缺陷則適宜采用超聲檢測與射線檢測等方法。對所發檢驗出的缺陷，應當發現其產生的原因，并采取有效的處理措施，從而保障壓力容器的正常運行。

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