壓力容器無損檢測技術探討

包世成

（遼寧加寶石化設備有限公司，遼寧 營口 115004）

壓力容器無損檢測技術作為新興的一種檢測技術，一經提出就受到了業內人士的高度關注，并在壓力容器生產行業得到了較為廣泛的應用。壓力容器無損檢測技術可通過超聲波、射線、滲透以及磁粉等方式在不損害材料的前提下，對液壓容器材料的表面缺陷以及內部結構進行檢測，從而精準的判斷材料缺陷的具體情況，為廠家提高產品質量、改善生產結構提供了重要的幫助。

1 無損檢測技術

無損檢測技術主要是在不破壞檢測材料的基礎上，針對材料內部結構以及存在的問題進行檢測。同時，隨著壓力容器的不斷發展，大家對壓力容器的質量提出了更高的要求，而無損檢測技術能夠有效地對壓力容器的內部結構以及外部缺陷進行檢測，并對壓力容器的質量、性能、類型等作出比較準確的判斷。同時，無損檢測技術又可以分為超聲檢測、射線檢測、磁粉檢測以及滲透檢測。因此，無損檢測技術具有以下特點：（1）無損檢測技術必須要同相應的破壞性檢測相結合。雖然，無損檢測技術不會對檢測材料造成損傷，但是并不是對所有的材料都可以進行無損檢測，還存在著一定的缺陷，還需要破壞性檢測作為輔助。（2）在使用無損檢測技術時要注意檢測時間。在對壓力容器進行無損檢測前一定要檢測好材料的質量、運行效果以及制作工藝等，然后再根據這些檢測信息確定好具體的檢測時間。（3）無損檢測技術具有針對性。雖然無損檢測技術具有較強的適用性，但它不是萬能的，有好處也有壞處，無損檢測技術需要針對檢測材料的不同情況作出相應的調整。

2 無損檢測技術在壓力容器中發揮的作用

2.1 改善產品的質量

無損檢測技術主要是在壓力容器投入使用之前對其內部結構以及外部缺陷進行檢測，可以及時發現和解決壓力容器存在的各種問題，從而確保壓力容器的質量安全。同時，在制作壓力容器的過程中，可以對壓力容器的各個材料部件進行超聲檢測，從而清除出質量不合格的部件，提高材料部件的有效率。并且生產廠家還可以利用無損檢測技術對產品生產的質量和規格設置標準要求，整體提高產品質量，進而達到改善產品質量的目的。

2.2 降低產品生產成本

無損檢測技術可以提前對壓力容器進行檢測，進而清楚壓力容器中的不合格產品，避免了壓力容器質量造成的二次返工現象，減少了產品材料的浪費，節約了產品返修成本。同時，質量不合格的壓力容器在投入使用后，可能會造成比較嚴重的安全事故，消費者因此要求更換或返修產品，將會額外多出一大筆費用支出。

2.3 完善生產結構

無損檢測技術能夠對壓力容器生產的全過程進行檢測，可以及時發現和解決在制作壓力容器過程中存在的各種問題，從而促進壓力容器制作流程的完善。一旦發現壓力容器制作的某個流程出現問題，技術人員可以快速地查找出現問題的原因，并提出相應的解決方案，從源頭解決，促使整個壓力容器生產結構做出調整和完善。

3 壓力容器無損檢測的方法和應用

3.1 射線檢測

射線檢測（如圖1所示）最大的特點是其可以對壓力容器質量檢測底片進行長期保存，根據射線檢測底片反應的材料缺陷圖像，可以相對精確地判斷出材料缺陷在二維平面中所處的位置，但是無法準確地辨別材料缺陷的深度和高度。同時，射線檢測也有一定的針對性，它對一些體積狀缺陷，如體積狀氣孔、縮孔、疏松等的敏感程度較強，但對于一些面狀缺陷，如材料裂縫、未熔合面等的敏感程度相對較弱。

圖1 射線檢測原理圖

3.2 超聲檢測

如圖2所示，超聲檢測的敏感度會受到缺陷反射面的影響。由于體積狀缺陷是屬于比較立體的缺陷，如果它的密集度和面積不夠大的話，超聲檢測就無法提供清晰的反射面以及足夠多的反射回波，因此，超聲檢測對體積狀缺陷，如氣孔、縮孔、疏松等的敏感程度較弱，檢出率較低。而面積狀缺陷的面積和密集度足夠，可通過超聲檢測獲得清晰的反射面以及反射回波，所以超聲檢測對面狀缺陷，如材料裂縫、未熔合面等的敏感程度相對較強，檢出率較高。同時，壓力容器板材的表面缺陷主要表現為裂縫、重皮等，內部缺陷主要表現為分層和白點，因此，需要對板材表面以及軋制不足的板材進行超聲檢測。

圖2 超聲檢測原理示意圖

3.3 磁粉檢測和滲透檢測

磁粉檢測對于一些鋼鐵等強磁性材料表面缺陷的敏感度較強，檢出率較高，但是很難對其內部結構缺陷進行檢測；而滲透檢測對液壓容器中的鋼鐵材料、有色金屬等的表面開口缺陷敏感度較強，檢出率較高，但磁粉檢測針對鐵磁性材料的檢測敏感度要高于滲透檢測。因此，在檢測液壓容器中的一些鐵磁性材料時主要采用磁粉檢測，這是因為磁粉檢測不僅可以檢測材料表面的開口缺陷，還可以檢測材料表面的閉口缺陷以及凈表面缺陷。其實每一種檢測方式都有其獨特的適用范圍和特點，進行無損檢測時最重要的是選對技術和方法，這樣才能發揮其最大的作用。

4 實際案例分析

本次研究的案例是3000立丙烷的球罐，將球罐的壓力設置為1．75MPa，溫度設置為零下18℃，且球罐的球殼材料為Q345R，該球罐采用的是應力分析，對球罐無損檢測技術提出了更加嚴苛的要求。同時，球殼材料使用的Q345R鋼板應該每張都通過NB/T47013—2015進行超聲檢測，檢測結果為Ⅱ級則視為合格；在正式入孔之前還要采用Ⅳ級鍛件再次進行檢測。當球罐的球殼板加工完成后，需要對坡口、碳弧氣等進行清理，清理完后對坡口、管臺坡口以及球殼板的氣割坡口表面的氧化層進行清理，通過NB/T47013—2015對其進行磁粉檢測，檢測結果為Ⅰ級則視為合格。同時在制作球罐的過程中，它的內外表面會出現對接接頭、角接接頭以及熱影響區域，因此，球罐上的支柱赤道板在進行焊接后留下的焊跡、修磨缺陷以及涉及到的160mm熱影響區域，同樣需要通過NB/T47013—2015進行磁粉檢測，檢測結果為Ⅰ級則視為合格。在球罐的球殼板完全制作完成后，還需要對球殼板的硬度以及厚度進行檢測，在檢測的過程中至少應該在球殼板上選取10個檢測點，最重要的是最后檢測出的實際厚度和硬度必須高于原先設計的數值。對于球罐表面產生的不同類型的焊接縫隙檢測需要采用超聲檢測代替原來的射線檢測，檢測結果為Ⅱ級則視為合格。對球罐進行整體的熱處理之前，對于球罐表面的所有焊接縫需要進行磁粉檢測，檢測結果為Ⅰ級則視為合格，然后對球罐進行整體熱處理和水壓處理合格后，分別對其進行磁粉檢測，檢測結果為Ⅰ級則視為合格。

5 結語

總之，雖然無損檢測技術具有較強的適用性，但是為提高壓力容器無損檢測的質量，還是要根據壓力容器的材料情況以及缺陷情況采用不同的檢測方式，具體問題具體分析，只有這樣，才能使得壓力容器的質量得到更進一步的提升。同時，檢測人員在進行無損檢測時，應嚴格要求自己，提高無損檢測的合格等級，從而確保檢測結果的科學性和合理性。