無損檢測方法在壓力容器檢驗中的應用研究

張 量，涂飛鵬

（江西省鍋爐壓力容器檢驗檢測研究院，江西 南昌 330029）

無損檢測技術即非破壞性檢測，就是在不破壞待測物質原來的狀態(tài)、化學性質等前提下，為獲取與待測物的品質有關的內容、性質或成分等物理、化學情報所采用的檢查方法。應用無損檢測是在依靠先進科學技術的前提下，應用物理或者化學技術對壓力容器進行檢測的方法。壓力容器的使用過程存在的各種安全隱患都需要由無損檢測技術定期檢驗從而減少危險的發(fā)生。壓力容器應用范圍之廣包括醫(yī)藥、石油、化工、造紙等方面，一旦壓力設備發(fā)生故障，首先會影響設備的運行，甚至可能會造成無法挽回的安全事故。無損檢測技術的優(yōu)勢在于擁有多種檢測方法，根據不同工件采取與之相適應的檢測方法，目前國內常用的檢測技術主要是射線、超聲、滲透等。本文通過淺析無損檢測技術來闡述壓力容器中的應用方法。

1 無損檢測技術的特征

1.1 無損檢測技術在應用過程中應遵守的原則

無損檢測技術包括射線檢測、滲透檢測、磁粉檢測以及超聲波檢測等，其中每種檢測方法都有自己的適用性，也都有自己的局限性。在選擇檢測方法是，要根據容器性質選擇一種或多種檢測方法。在選擇檢測方法時，要遵守以下3項原則：一是必須在進行壓力檢測前明確檢驗目標，根據目的選擇與之相適應的最佳檢測方法。二是在選擇檢測技術前要根據壓力容器的形狀、大小、材料還有可能出現(xiàn)的缺損現(xiàn)象制定檢測計劃、選擇檢測方法。三是對于對檢測要求較高的壓力容器在檢測前要做好計劃，為保證檢驗結果的精準度、可靠度、全面性可以選擇幾種檢測技術結合使用。舉例來說，當檢查時容器表面有細小裂紋的時候就不可以使用射線以及超聲，最佳選擇是磁粉或者滲透。

1.2 壓力容器進行無損檢測的重要性

現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展要求無損檢測技術在企業(yè)壓力容器中的應用越來越廣泛，在各式各樣的管道和容器中占據了十分重要的地位。無損檢測的優(yōu)勢是其他檢測方式比不上的，比如說：在檢驗類似工業(yè)鍋爐等容器內部含有液體的設備時，容器內部的壓力較高，倘若用一般性的檢測方式即有可能造成事故發(fā)生，對人身安全以及企業(yè)財產帶來威脅。而無損檢測技術就解決了這方面的隱患。并且現(xiàn)階段評測某企業(yè)競爭力大小的一個重要保準就是該企業(yè)是否具備無損檢測技術；再者來說，壓力容器應用無損檢驗技術的優(yōu)勢十分明顯：一是在壓力容器中應用無損檢測能夠保持設備的良好性能，降低安全隱患，從而降低可能事故的發(fā)生；二是注重壓力容器得到檢測工作，有利于增加生產企業(yè)的經濟效益，促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；三是定期對壓力設備進行檢驗有助于延長設備使用時間，節(jié)約成本。

2 無損檢測技術在壓力容器中的應用分析

2.1 超聲檢測方法在壓力容器中的應用

超聲檢測方法是檢測技術之一，應用價值很大，在實際應用中取得了良好的使用效果，同時也為壓力容器的檢測提供了技術支持。超聲檢測的原理是選取0.5MHz～5MHz之間頻率的超聲波并合理運用，在壓力容器內探查有無缺損。如果該被檢測設備存在缺損，超聲會在接觸到缺損處的異質界面而發(fā)生反射現(xiàn)象，技術人員便可根據反射超聲對壓力容器進行檢驗分析。在使用超聲技術檢測時，需要由專業(yè)人員進行操作，才能為容器安全提供技術支持。超聲檢測技術相對于其他檢測方法發(fā)優(yōu)勢是具有更廣的探測范圍，既能對焊縫區(qū)域進行檢測，也能對壓力容器的母材進行探測。具體的應用方式為：一是焊縫處的缺損，壓力容器需要焊接進行密封及連接，因此焊縫處格外薄弱也是缺損多發(fā)區(qū)，在壓力容器使用過程中也容易產生裂紋，應用超聲可以對該區(qū)域進行掃查從而確定缺損部位；二是壓力容器的母材檢測，在檢測時，如果是在母材的表面發(fā)現(xiàn)裂紋或者是超聲波測量厚度時發(fā)現(xiàn)異常而無法判斷母材內部的狀況時，就可以使用超聲檢測直接探測母材內部狀況、有無分層和折疊等缺損現(xiàn)象，這種方式會更加簡潔直觀。

2.2 射線檢測技術在壓力容器中的應用

射線檢測技術也是無損檢測方法之一，可以為壓力容器的檢測提供技術支持。在實際操作中，X射線檢驗方法應用非常廣泛，能夠做到對設備內部的零件的缺損情況做到有效的檢驗。X射線的工作原理是其擁有著極強的穿透力，而在穿透工件物質時會受到阻力而降低穿透力度，并且其減弱程度會根據物質性質的不同產生差異，工件有缺損的地方相應的穿透力就更強，技術人員可以根據穿透力度的大小判斷零件內部缺陷所在的位置。

X射線進行檢測的優(yōu)勢在于通過X射線的衍射方法能夠得到工件內部缺損的直觀圖像，能夠做到定性定量基礎上的精確，也能夠長期保存并記憶在終端。在實際應用中，X射線檢測能夠滿足焊縫處缺陷的檢驗，同時對于熱裂紋、冷裂紋、應力腐蝕以及疲勞產生的裂紋都可以被檢測清楚，能夠是壓力容器在使用過程中保持良好的應用能力。但X射線檢測也存在較明顯的缺陷，首先是檢測成本過高，其次是在實際檢測中需要提前進行合理角度的選擇，并且在檢測裂紋與未熔合處時可能會出現(xiàn)漏檢的情況。

2.3 滲透檢測技術在壓力容器中的應用

滲透檢測技術相對簡單，該方法是指將滲透液置于待檢設備表面，在滲透液的作用下，對該設備表面是否存在缺損進行檢驗和分析，從而實現(xiàn)對工件的裂紋、缺損及缺口的科學檢測。滲透檢測技術的優(yōu)勢在于所需成本低，操作簡單且檢測結果十分直觀。更能夠滿足不規(guī)則壓力容器的檢測要求。但滲透檢測技術的優(yōu)勢也是它的劣勢。滲透檢測技術只能應用于工件表面的檢驗動作，不能對工件內部的問題及缺損進行檢測，這就導致其效能大打折扣，應用范圍比較局限。在實際工作中應用滲透檢測技術時充分利用其自身特點，做好工件表面的檢測，是壓力容器表面存在的裂紋、凹陷等缺損情況及時得到治理，從而最大限度保證設備正常生產的進行。滲透技術實際應用中的特點是可以檢測出非鐵、磁性的物質表面的缺損并且能夠檢測到磁粉不易檢驗到的部位，比如說一部分C、D類的焊接接頭存在的表面缺陷。

2.4 磁粉檢測技術在壓力容器中的應用

磁粉檢測技術在應用中主要用于鐵磁類的工件，磁粉的工作機制為：當鐵磁類的壓力容器因為基體材料的不連續(xù)性造成內部缺損，當該工件被磁化之后，缺損部位往往會產生漏磁場。這時在適宜的光照條件下對放置于設備表面的磁粉進行照射，就能根據磁粉的痕跡確定設備缺損的部位及形狀，從而完成對設備的科學無傷害檢驗。磁粉檢測技術的優(yōu)勢與在實際應用中的使用方面是能夠直觀的確定設備的位置及形狀且操作簡單、經濟適用、檢測靈敏度高。缺點是不適用于非鐵磁類壓力容器。對于壓力容器來說，磁粉檢測技術是最常使用的無損檢測技術，特別是對容器制造過程中大面積焊縫處以及熱影響區(qū)表面的缺陷有比較高的檢出率。

3 總結

綜合來說，如果壓力容器的檢測設備中能夠集齊超聲、X射線、滲透、磁粉四種檢測方式，能夠為壓力容器提供極高的安全保障，從而保證壓力容器在使用過程中的穩(wěn)定性與高效性。提示相關企業(yè)在今后開展壓力容器的檢測方面的工作時，盡量把四種無損檢測方式根據其各自優(yōu)點結合應用，提高檢驗工作的質量與效率，得出科學性強的檢驗結果。同時需要相關人員落實研究與應用工作，力求將國內檢測技術的科技優(yōu)勢繼續(xù)加強。