無損檢測技術(shù)在壓力容器檢驗中的應(yīng)用

張玉娟

摘 要：作為特種設(shè)備，壓力容器需要承受高溫、低溫、劇毒、易燃、易爆以及各種腐蝕性介質(zhì)的危害，極易因泄露或者爆炸引起各類中毒或者火災(zāi)等嚴(yán)重事故，影響著人民的生命和財產(chǎn)安全。因此對壓力容器進行安全性能檢測變得尤為重要。該文闡述了無損檢測技術(shù)在壓力容器檢驗中的特點，詳細(xì)介紹了4種常用的無損檢測方法并以一個實際檢驗案例分析了無損檢測方法在具體檢驗中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：壓力容器 無損檢測技術(shù) 檢驗

中圖分類號：TH49 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（a）-0104-02

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，壓力容器已廣泛用于社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。壓力容器作為特種設(shè)備，正朝著大型化和復(fù)雜化的方向發(fā)展，為我國經(jīng)濟的提升做出巨大貢獻，但是其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、有毒有害的介質(zhì)及高溫高壓的運行條件都給檢驗工作帶來一定的難題，為了避免特種設(shè)備事故的發(fā)生，需要高效的檢測手段來幫助排除壓力容器的安全隱患，無損檢測技術(shù)作為一種理想的檢測手段，具有安全、可靠、環(huán)保等優(yōu)點，在壓力容器檢驗中廣泛應(yīng)用。

1 無損檢測技術(shù)特點與原則

1.1 無損檢測技術(shù)特點

無損檢測的工作原理是借助光、聲音、磁場、電場等物理特性，在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息。

與傳統(tǒng)破壞性檢測進行比較：（1）無損檢測技術(shù)工作范圍全，檢測信息安全可靠，可對被檢測對象進行100%的全面檢測。（2）其檢測互容性好，即同一零件可同時或依次采用不同的檢驗方法，而且又可重復(fù)地進行同一檢驗。（3）檢測具有全程性，不僅可對制造用原材料、各中間工藝環(huán)節(jié)直至最終產(chǎn)成品進行全程檢測，也可對服役中的設(shè)備進行檢測。除此以外，檢驗的同時對于被檢測的對象及其性能沒有任何破壞，因此廣泛地應(yīng)用于各類特種設(shè)備檢驗中。從無損檢測方法來看，目前常用的無損檢測方法有超聲檢測、滲透檢測、磁粉檢測、射線照相檢測、聲發(fā)射檢測，渦流檢測等。

1.2 無損檢驗技術(shù)的使用原則

為了確保無損檢測技術(shù)正常進行，必須遵循對應(yīng)的原則進行：首先，破壞性檢測與需求結(jié)合。無損檢測是在不影響工件、材料與結(jié)構(gòu)的條件下檢測，但不能完全替代破壞性檢測，所以無損檢測技術(shù)必須和破壞性檢測有機結(jié)合。其次，要把握無損檢測時機。對壓力容器實施無損檢測期間，必須把壓力容器的檢測要求、設(shè)備自身狀態(tài)、運行過程、制造工藝、損傷機理及材質(zhì)等結(jié)合在一起，然后再選擇恰當(dāng)?shù)臋z測方法和時機。

2 壓力容器的無損檢測技術(shù)

2.1 超聲無損檢測技術(shù)

超聲波屬于機械波，在無損檢測中通常使用1.2～3.5 MHz段的超聲波，檢測速度快，有很好的穿透作用。目前，超聲無損檢測技術(shù)是一種常用的技術(shù)，檢測期間，可以從工件表面沿著周邊用傾斜角的姿勢射入，在管壁以鋸齒的方式傳播。

借助超聲波進行檢測，一般適合鍛鐵皮缺陷，尤其是超聲波檢測對鍛件面積缺陷有很好的作用，所以在超聲波檢測中，通常會以鍛件為實施對象。另外，超聲波檢測對焊縫中的未焊透、未融合、裂縫、夾渣等缺陷都能發(fā)揮檢測功效。借助超聲波對鑄件實施檢測會受雜波影響，所以更多的是對鑄件檢測要求較低時選用超聲波技術(shù)。

2.2 射線檢測技術(shù)

射線檢測是借助X、r、中子射線，介質(zhì)傳播期間的能量衰減特點，結(jié)合不同的缺陷與被測工件進行，相同強度并且均勻的射線，衰減也會存在差異。強度不均的返回射線利用熒光屏、膠片就能直接分析、檢驗部件狀態(tài)。因為射線對生活環(huán)境與人體健康會帶來很大影響，所以在使用時必須謹(jǐn)慎。

2.3 磁粉檢測技術(shù)

磁粉無損檢測技術(shù)在使用時，工件形狀與大小都不會對結(jié)構(gòu)構(gòu)成影響，有很好的靈敏性，能迅速檢測微米級別的裂紋寬度，同時確定工件缺陷的形狀大小與位置信息，通過對數(shù)據(jù)進行有效分析，可以更好地掌握缺陷性質(zhì)。磁粉檢測工藝相對簡單、成本較小、檢測效果較好。但是磁粉檢測技術(shù)有一定的缺陷，檢測深度處在1～2 mm間，它只能檢測出工件表層或者附近的缺陷，難以決斷缺陷高度與埋深。少數(shù)工件對表層有較高要求，檢測時工件表層不得有附屬黏液與油脂。除此之外，磁粉無損技術(shù)只適合鐵磁性材料檢測并且磁場與缺陷間的夾角必須在45°～90°范圍期間。將磁粉檢測應(yīng)用到鍋爐壓力容器中，能準(zhǔn)確地檢測出壓力容器工作期間的疲勞裂紋與應(yīng)力腐蝕。除此之外，還能檢測制造期間的壓力容器，尤其是焊接接口、表層質(zhì)量與鍛鋼零件等。

2.4 滲透檢測技術(shù)

滲透探傷可以用于除了疏松多孔性材料外任何種類的材料。其對承壓類特種設(shè)備材料的適應(yīng)性是最廣的。形狀復(fù)雜的部件也可用滲透探傷，且一次操作就可大致做到全面檢測。同時存在幾個方向的缺陷，用一次探傷操作就可完成檢測。不需要大型的設(shè)備，可不用水電。但由于其檢測工序多、速度慢，滲透檢測至少包括以下步驟：預(yù)清洗、滲透、去除、顯像、觀察。即使很小的工件，完成全部工序也要20～30 min。大型設(shè)備工件大面積滲透檢測是非常繁瑣的工作。材料較貴、成本較高、檢測靈敏度比磁粉探傷低，由于滲透檢測所用的檢測劑大多易燃有毒，因而必須采取有效措施保證安全。

3 無損檢測在壓力容器的應(yīng)用

設(shè)備類型是管殼式換熱器，材質(zhì)是碳管，10#鋼，設(shè)計壓力為-0.1/0.6 MPa，溫度為-10/200 ℃，內(nèi)部泄露是主要的故障類型。停用設(shè)備后，啟動上下管箱，發(fā)現(xiàn)上下管板有多處腐蝕坑。為了明確泄露部位，需要結(jié)合實情選用檢測方式。通過檢測肥皂泡與氦氣，發(fā)現(xiàn)裂紋，然后再使用恰當(dāng)?shù)臒o損檢測方式。滲透檢測主要針對表層裂紋，它決定了上下管板間的所有管子與管板角焊縫的滲透與檢測。從滲透檢測結(jié)果來看：50%的管子與管板角焊縫有裂紋。在磁粉檢測中，發(fā)現(xiàn)幾乎所有上管板的管端角焊縫都有裂紋，部分裂紋還會延伸到管子端部與管板表層。

在此次檢測中，結(jié)合設(shè)備實情與初步檢測的缺陷，使用磁粉與滲透檢測，以準(zhǔn)確、全面、直觀地說明缺陷問題，最后找出故障原因。從檢測結(jié)果來看，檢測碳鋼材料表層缺陷時，滲透檢測沒有磁粉檢測的靈敏度高，磁粉檢測的速度更快。

4 結(jié)語

無損檢測技術(shù)在壓力容器檢驗中起到關(guān)鍵性作用，借助無損檢測技術(shù)能檢測壓力容器材料與零件的缺陷，在把控好壓力容器制造關(guān)的同時保障了壓力容器的產(chǎn)品質(zhì)量。為了預(yù)防壓力容器在使用過程中發(fā)生重大安全事故，在使用過程進行定期檢驗時，需要對壓力容器進行無損傷檢測。因此，為了提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性，在壓力容器檢驗中應(yīng)綜合利用各檢測技術(shù)，彌補各檢測方法的不足并充分發(fā)揮其各自的優(yōu)勢，筆者建議應(yīng)綜合多種檢測方法在實際壓力容器檢驗中，對檢測結(jié)果進行綜合比對和驗證，以此來提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。

參考文獻

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