承壓設備無損檢測評價技術現(xiàn)狀

摘 要：承壓設備由壓力管道、壓力容器以及鍋爐三部分組成，承壓設備能否安全運行，對于保障人民健康生活、國家經(jīng)濟安全發(fā)展來說意義重大。對承壓設備安全性來說，做好原材料與焊接質(zhì)量控制與檢測非常重要，無損檢測技術是一種效果很好的檢測思路，能夠掌握承壓設備是否存在損傷與材料劣化問題，參照檢測結果評價承壓設備安全情況與壽命情況。本文將以承壓設備檢測重要性為切入點，分析無損檢測技術的機制，并以多個領域探究其適用范圍與發(fā)展趨勢，希望能夠更好的發(fā)揮承壓設備應有價值。

關鍵詞：承壓設備；無損檢測；評價技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.038

0 前言

承壓設備在我國的規(guī)定中為八類特種裝置的三大類，在城市公用、制藥、冶金、電力、化工、石油等行業(yè)中都有廣泛的使用。作為化工、石油、火電站成套裝置以及輸送系統(tǒng)、天然氣存儲核心裝備，承壓設備介質(zhì)有著劇毒、易爆易燃、深冷、高壓、高溫的特征。如果沒有做好保護工作，發(fā)生了爆炸與泄露問題就會帶來無法想象的災難與后果。所以維持好其性能，確保其可以安全運行意義重大。

1 承壓設備無損檢測技術應用重要性

對承壓設備質(zhì)量與安全有影響的兩個重要環(huán)節(jié)為建造與使用環(huán)節(jié)。承壓設備建造中需要做好材料元件生產(chǎn)、制造以及安裝三個環(huán)節(jié)的控制，而無損檢測恰好能夠滿足以上環(huán)節(jié)質(zhì)量的有效控制。無損檢測能夠提前發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的缺陷，包括生產(chǎn)冶金缺陷與安裝焊接缺陷。使用承壓設備時需要周期性停機，之后進行檢驗與開罐檢查。檢驗中無損檢測設備能夠發(fā)現(xiàn)裝置是否出現(xiàn)了高溫蠕變、疲勞損傷、材料劣化、腐蝕與開裂等問題，完成承壓設備損傷程度分級。這些數(shù)據(jù)將成為承壓設備剩余壽命的評估依據(jù)。

2 射線檢測技術

這種技術應用了檢測對象與射線的相互作用關系，使用傳感器或膠片接收相位、強度射線信號，之后分析檢測對象缺陷與組織結構。自1895年X射線被發(fā)現(xiàn)以后，這項技術便迅速的被應用到了工業(yè)檢測與醫(yī)學檢測，在工業(yè)無損檢測中有著無法取代的地位。當然在科技的發(fā)展作用下，這項技術也衍生出了很多的新型技術，可以對構件壽命、構件尺寸、構件損傷、殘余應力、材料結構等因素進行很精準的檢測。

2.1 CR

該技術以計算機技術為基礎，利用光激勵熒光粉成像板記錄X射線影像形成潛影，在激光掃描后激發(fā)潛影能量可見光，轉(zhuǎn)化為信號并生成可存儲于傳輸?shù)臄?shù)字圖像[1]。相較于傳統(tǒng)方式這種技術檢測成本低、檢測時間短，檢測結果便于傳輸與分析。當前國內(nèi)對CR技術的研究處于起步階段，不論是結束研究還是設備研發(fā)都比較稚嫩，當然國內(nèi)近幾年也在投入越來越多的資源加大研究力度。

2.2 DR

該技術應用計算機完成數(shù)字X射線攝影檢測。該技術最早于上個世紀九十年代出現(xiàn)，這項技術的出現(xiàn)標志著實時影像時代的到來。該技術早期應用帶有閃爍晶體熒光屏將檢測物體X射線轉(zhuǎn)化為可見光，使用CCD圖像傳感器與光學系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成圖像信號[2]。目前該技術已經(jīng)能夠直接贏新型探測器與X射線介質(zhì)，圖像系統(tǒng)與二極管陣列連接在一起，能夠直接將數(shù)據(jù)送到計算機中進行存儲于處理。相較于傳統(tǒng)模式這種技術輻射小、效率高、傳輸、存儲、處理便利，故得到了大范圍普及與推廣。國內(nèi)的清華、重慶大學在DR技術的研究中有著不錯的成績，但以國內(nèi)整體大環(huán)境來看，該技術在國內(nèi)仍舊屬于商品發(fā)展初期，缺少有影響力的品牌。

2.3 CT

這種技術在上個世紀七十年代發(fā)展起來，該技術最早在醫(yī)學領域發(fā)光發(fā)熱。該技術有著分辨率高、無影像重疊、非破壞、非接觸的特點。CT技術被公認為20世紀影像人類發(fā)展的十大技術之一[3]。該技術能夠把不同方位投影數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為原始圖像。CT系統(tǒng)由精密機械、探測器與射線源組成，需要搭配對應的軟件完成數(shù)據(jù)的掃描、圖像的重建以及圖像的使用。我國的中國工程物理研究院、清華、中北等機構與高校多年來一直在對CT技術進行研究，其中比較突出的成績便是高能X射線CT設備的開發(fā)。

2.4 今后趨勢

在上百年發(fā)展的過程中，射線理論與儀器設備的研發(fā)取得了良好的成績，眾多新檢測技術的出現(xiàn)為無損檢測提供了更多的思路，拓寬了無損檢測范圍。以大環(huán)境來看，射線檢測今后的數(shù)字化、自動化、檢測精度都會持續(xù)性的提高，其效果便是輻射量的降低。此外射線檢測還有這快速化、通用化、便攜化發(fā)展趨勢，能夠滿足不同條件下愛的檢測需求。當然高能化、大型化、專業(yè)化也是射線檢測的另一條發(fā)展路徑，射線檢測今后將與其他檢測方法實現(xiàn)深度的融合，為智能制造業(yè)提供更多的幫助。

3 聲學檢測

在無損檢測系統(tǒng)中聲學檢測也是比較重要的一部分內(nèi)容，聲學檢測包括主動式超聲檢測與被動式聲發(fā)射檢測。超聲檢測通過對材料超聲場作用，完成超聲波的傳送與接收，之后只需要分析超聲波信號就能夠得知材料的力學性能、組織結構、幾何特征、傷損、缺陷形成初步的判斷。當前比較成熟的聲學檢測技術包括TOFD技術、相控陣技術、激光超聲、電磁超聲、導波技術等。超聲檢測被廣泛的應用于壓力容器、鍋爐、管道等設備的母材、焊縫缺陷檢測。

4 結語

為了確保承壓設備能夠安全、穩(wěn)定的運行，就必須重視無損檢測技術的應用。面對當前新技術不斷出現(xiàn)、不斷完善的局面，可用于承壓設備材料無損檢測的技術與方法得到了新的補充，拓寬了檢測思路，這對提高承壓設備可靠性、安全性來說有著積極的意義。今后無損檢測技術必然會朝向?qū)I(yè)化、自動化、智能化方向發(fā)展。以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)為基礎的無損檢測技術必然能為承壓設備的安全運行保駕護航。

參考文獻：

[1]崔建平.承壓設備無損檢測的意義及技術發(fā)展分析[J].科技風，

2018（34）：148.

[2]邱卓.承壓類特種設備常用無損檢測方法探討[J].南方農(nóng)機，2018，

49（16）：109.

[3]戴斌.淺析承壓類特種設備無損檢測技術的應用[J].山東工業(yè)技術，2018（11）：41.

作者簡介：劉紅征（1967-），男，河南洛陽人，本科，工程師，研究方向：承壓類特種設備檢驗。