壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)選擇與應(yīng)用

鄭旭

摘 要：壓力容器是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中的一類重要的設(shè)備，在化工、冶金、煉油等各個(gè)領(lǐng)域中被大范圍地應(yīng)用。壓力容器的質(zhì)量滿足實(shí)際生產(chǎn)要求對(duì)于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益有著積極的意義。只有對(duì)壓力容器進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的無(wú)損檢測(cè)，才能保證壓力容器的質(zhì)量。現(xiàn)階段可應(yīng)用的無(wú)損檢測(cè)方法種類多，每種方法都有其自身的優(yōu)勢(shì)以及適用范圍，技術(shù)人員在工作中應(yīng)該合理選擇檢測(cè)方法，以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。該文就壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)選擇與應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的討論。

關(guān)鍵詞：壓力容器 無(wú)損檢測(cè)技術(shù) 選擇與應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TH49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）05（c）-0113-02

1 壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的選擇

1.1 無(wú)損檢測(cè)種類

壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)包括多種檢測(cè)方法，分別為：超聲波檢查、射線檢查、磁粉檢查、渦流檢查等。

1.2 選擇原則

選擇壓力容器無(wú)損檢測(cè)的方式時(shí)，主要在射線檢查和超聲波檢查的選擇中存在著一定的爭(zhēng)議，射線檢查和超聲波檢查都是無(wú)損檢測(cè)的方法，但是基于其使用的特點(diǎn)不同，所以存在著一定的差異，在對(duì)焊縫的檢查中，不同種類缺陷的探測(cè)技術(shù)有所區(qū)別。對(duì)于夾渣、氣孔等一類與體積相關(guān)的缺陷，使用射線檢測(cè)的靈敏程度高，對(duì)未融合、裂縫或者裂紋等一類與面積相關(guān)的缺陷，采用射線檢查的靈敏程度高，這些缺陷只有在照相的條件下才能表現(xiàn)出缺陷。如果在與檢測(cè)平面垂直的方向上進(jìn)行檢測(cè)，則基本上不能發(fā)現(xiàn)缺陷。通常情況下，對(duì)于面狀缺陷，采用超聲波的方法進(jìn)行檢測(cè)具有極高的靈敏性。當(dāng)聲波與主平面相垂直時(shí)，即使厚度較小，也可以獲取足以用于檢測(cè)的缺陷波返回，所以，就面狀缺陷來(lái)說(shuō)，使用超聲波技術(shù)進(jìn)行檢查具有極高的檢出率。在檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)，就延遲裂縫來(lái)說(shuō)，使用射線的方法很難檢測(cè)出缺陷，就橫向裂紋來(lái)說(shuō)，超聲波檢測(cè)又不容易檢出，所以，對(duì)于橫向裂紋以及延遲裂紋兩種類型的缺陷，可以將射線檢測(cè)技術(shù)與超聲波檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合，共同進(jìn)行缺陷的檢測(cè)，或者一種用于檢測(cè)，一種用于復(fù)查。使用射線檢測(cè)技術(shù)和超聲波檢測(cè)技術(shù)，在缺陷檢測(cè)方面的結(jié)果存在著一定的差異，所以在同時(shí)應(yīng)用這兩種技術(shù)對(duì)同一部位的缺陷進(jìn)行檢查時(shí)，采用各自檢測(cè)技術(shù)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而評(píng)定無(wú)損檢測(cè)的合格等級(jí)。

2 無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用原則

2.1 與破壞性檢測(cè)聯(lián)合應(yīng)用

無(wú)損檢測(cè)的適用范圍有一定的限制，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力容器所有位置的檢查和探測(cè)，為了實(shí)現(xiàn)全面的檢查，工作人員還應(yīng)該根據(jù)壓力容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及實(shí)際狀況，進(jìn)行一系列合理的破壞性檢查。但是，應(yīng)該盡量減少使用破壞性檢查，將這類檢查與無(wú)損檢查聯(lián)合使用，以滿足檢查的全面性以及準(zhǔn)確性。比如：對(duì)于無(wú)損檢測(cè)能夠檢測(cè)到的位置，準(zhǔn)確性滿足實(shí)際要求，則可以不進(jìn)行破壞性檢查，當(dāng)特殊的位置需要同時(shí)應(yīng)用兩類檢查的，可以同時(shí)開展破壞性檢測(cè)和無(wú)損檢測(cè)。如果破壞性檢查可能導(dǎo)致壓力容器的質(zhì)量受到影響或者導(dǎo)致其使用壽命受到影響，應(yīng)該采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。在實(shí)際中，盡可能減少破壞性試驗(yàn)的次數(shù)。

2.2 合理選擇檢查時(shí)間

無(wú)損檢測(cè)應(yīng)該合理選擇時(shí)間，比如：如果需要檢查高強(qiáng)度鋼的焊縫是否存在缺陷，包括裂紋、夾渣等，應(yīng)該首先了解壓力容器的生產(chǎn)作業(yè)流程，在完成焊縫焊接的24 h之后，才可以進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，在焊接完成的24 h之內(nèi)，首先，焊縫的穩(wěn)定性不足，并沒有完工，需要待其性能穩(wěn)定以后，再開展測(cè)試工作；其次，在開始檢測(cè)之前，首先確定檢測(cè)時(shí)間，通常在熱處理以后的2～3 h開始進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，以保證熱處理操作不受到任何影響，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。

3 壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 超聲波檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

超聲波在相同的介質(zhì)中傳播時(shí)，如果介質(zhì)均勻，則傳播速度不發(fā)生改變，傳播的方向也不發(fā)生改變，當(dāng)在傳播的過程中遇到另一類介質(zhì)，則將發(fā)生反射、折射或者繞射等現(xiàn)象。進(jìn)行容器制造所采用的鋼材是一類均勻性介質(zhì)，當(dāng)內(nèi)部存在缺陷的時(shí)候，超聲波在缺陷的位置就會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，所以依據(jù)反射波的大小以及方向，就可以實(shí)現(xiàn)缺陷的判定，判定的內(nèi)容包括：第一是否存在缺陷；第二，如果存在缺陷，則缺陷的實(shí)際狀況。壓力容器的部件以及材料的超聲波檢測(cè)范圍包括：壓力容器用復(fù)合鋼板、壓力容器用鍛件、壓力容器用奧氏體鍛件、壓力容器用無(wú)縫鋼管以及緊固件等。壓力容器焊接方面的超聲波檢測(cè)包括：不銹鋼堆焊層檢查、壓力容器鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢查、鎳合金焊縫檢查等。超聲波檢查具有較大的應(yīng)用范圍，在壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中，應(yīng)用較多。

3.2 射線檢測(cè)技術(shù)

射線檢測(cè)技術(shù)可以應(yīng)用于壓力容器的接管、殼體、封頭等一些具有對(duì)接焊縫的缺陷的檢查，射線探傷設(shè)備包括：射線源、探傷儀。檢測(cè)中將射線照射在待測(cè)試件上，投射以后，射線的強(qiáng)度以及狀態(tài)隨著工件的種類不同、厚度不同、密度不同而有所區(qū)別，根據(jù)射線以及熒光等物質(zhì)的作用程度而發(fā)生改變。將所有檢查記錄體現(xiàn)在膠片上，顯影以后發(fā)現(xiàn)底片上存在改變。依據(jù)底片中黑度的區(qū)別變化獲取工件內(nèi)部的狀態(tài)信息，了解缺陷是否存在，如果存在，缺陷的狀態(tài)如何。在實(shí)際使用中，射線檢查主要應(yīng)用于低合金鋼、碳素鋼以及不銹鋼以及鋁合金等材料的壓力容器焊縫的檢查，射線檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于直觀、操作簡(jiǎn)單、檢出率高，既可以用于定性分析也可以用于定量分析，檢查結(jié)果可以記錄，能夠保存。

3.3 磁粉檢測(cè)技術(shù)

根據(jù)磁化方式的區(qū)別，磁粉檢查可以分為磁軛法和軸向通電法。主要應(yīng)用于鐵磁性材料的表面和附近區(qū)域的缺陷檢查，比如：鋼管表面、高壓緊固件、焊縫表面、坡口以及熱影響區(qū)的表面等，這種檢測(cè)方法的特點(diǎn)是靈敏性更強(qiáng)，同時(shí)，操作簡(jiǎn)單，結(jié)果準(zhǔn)確。

3.4 滲透檢測(cè)技術(shù)

滲透檢查技術(shù)應(yīng)用于一類非鐵磁性材料的檢查，同時(shí)對(duì)磁性材料也有較好的檢查效果。如果使用磁粉檢查不能滿足實(shí)際要求，則可以采用滲透檢查來(lái)對(duì)材料表面的開口缺陷進(jìn)行探傷。滲透檢查的優(yōu)勢(shì)在于操作簡(jiǎn)單、顯示直觀、可以用于各種不同的開口檢測(cè)，缺點(diǎn)是只能夠?qū)崿F(xiàn)表層缺陷的檢查，采用滲透檢查必須按照檢查流程開展工作，首先進(jìn)行清洗，然后添加滲透液、排去剩余的滲透液、添加顯像劑、觀察結(jié)果并做出分析和評(píng)價(jià)。

3.5 渦流檢測(cè)技術(shù)

渦流檢查的工作原理是在工件內(nèi)部產(chǎn)生渦電流，然后通過觀察渦電流的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)探傷。這種檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用范圍包括管道表面以及附近的區(qū)域，優(yōu)勢(shì)在于檢測(cè)速度快、自動(dòng)化檢測(cè)效果好，技術(shù)的弊端是無(wú)法判斷缺陷的準(zhǔn)確位置和類型、對(duì)于形狀的判斷準(zhǔn)確度不高、無(wú)法檢查絕緣材料。在實(shí)際探傷中，主要的應(yīng)用范圍是焊接的圓管以及無(wú)縫鋼管、鋁合金以及鋁制材料的厚度較小的管壁、鈦合金和鈦管、銅合金和銅管等。

綜上所述，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一類綜合性較強(qiáng)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，在壓力容器的缺陷探傷中具有實(shí)際的應(yīng)用意義。不同檢測(cè)方法的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)有所不同，適合應(yīng)用的檢測(cè)位置也存在區(qū)別，技術(shù)人員需要結(jié)合壓力容器的實(shí)際情況，針對(duì)檢測(cè)位置以及檢測(cè)目的的不同，選取合理的檢測(cè)方法。

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