超聲波檢測(cè)在壓力容器檢測(cè)中的應(yīng)用技術(shù)提升

杜金浩

摘 要：壓力容器的焊接難免會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題，產(chǎn)生各種缺陷。為避免壓力容器在使用過程中發(fā)生故障，必須對(duì)壓力容器進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。超聲波檢測(cè)技術(shù)是一種無損檢測(cè)技術(shù)，它利用超聲波的穿透作用及遇見障礙物時(shí)反射回的波形進(jìn)行容器的探測(cè)分析，以此來判斷容器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和形狀。超聲波檢測(cè)技術(shù)操作過程簡單，成本低，普遍用于壓力容器的探測(cè)。本文對(duì)超聲波檢測(cè)技術(shù)及其在壓力容器檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：超聲波;檢測(cè);壓力容器;缺陷

一、引言

缺陷問題是壓力容器制造過程中不可避免的問題。若檢測(cè)出的缺陷在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，則產(chǎn)品可按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定加以保留。但若檢測(cè)出的缺陷超過標(biāo)準(zhǔn)容許值，則需對(duì)該容器進(jìn)行二次加工。如果壓力容器內(nèi)部具有缺陷，那么產(chǎn)品在使用過程中很容易發(fā)生膨脹或產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致產(chǎn)品不能繼續(xù)使用，嚴(yán)重的可能會(huì)發(fā)生一系列的故障和事故，因此對(duì)壓力容器的檢測(cè)是十分必要的。超聲波檢測(cè)技術(shù)可以在不破壞產(chǎn)品的情況下準(zhǔn)確檢測(cè)出缺陷位置和大小，是一種簡單低廉的無損檢測(cè)技術(shù)，是使用頻率最高的一種檢測(cè)手段。

二、超聲波檢測(cè)技術(shù)

超聲波是頻率大于20千赫茲的一種機(jī)械波，它具有很好的方向性，可以定向發(fā)射;由于它的頻率非常高，因此具有很高的能量和很強(qiáng)的穿透能力，傳輸距離遠(yuǎn)，在金屬材料中，可穿透約幾米的長度，因此可以使用超聲波進(jìn)行無損檢測(cè)。超聲波在遇見障礙物時(shí)，會(huì)發(fā)生發(fā)射、折射等物理現(xiàn)象，因此根據(jù)反射回來的回波形狀判斷物體的形狀和大小。超聲波檢測(cè)技術(shù)是一種很成熟的用于壓力容器中的檢測(cè)手段，常用的頻率范圍在1至5兆赫茲。

具體的檢測(cè)方法為：在被測(cè)物體的一面利用探頭發(fā)射超聲波，超聲波在遇見壓力容器內(nèi)部的各種結(jié)構(gòu)后會(huì)發(fā)生不同程度的反射，檢測(cè)人員通過儀器接收反射回來的回波。根據(jù)波形的形狀，來判斷缺陷的存在，根據(jù)回波的位置來定位缺陷在壓力容器內(nèi)部的位置，根據(jù)回波的幅度來判斷缺陷的大小。

三、超聲波檢測(cè)技術(shù)在壓力容器檢測(cè)中的應(yīng)用

壓力容器中缺陷通常分為點(diǎn)狀缺陷和條形缺陷。超聲波探測(cè)到容器中的缺陷后，還需要從不同的方向?qū)θ毕葸M(jìn)行檢測(cè)，以便人們確定缺陷的形狀和大小;如果壓力容器的缺陷是平面的，那么從不同方向?qū)υ撊毕菸恢眠M(jìn)行檢測(cè)，回波的幅度將是不同的，這是因?yàn)椴煌较蛱綔y(cè)到的缺陷是不同的。如果垂直于缺陷方向探測(cè)，回波的幅度是相對(duì)比較大的，如果平行于缺陷方向探測(cè)，回波的幅度是相對(duì)比較小的或者沒有回波。

點(diǎn)狀缺陷又可以分為金屬夾渣及氣孔，超聲波檢測(cè)點(diǎn)狀缺陷時(shí)回波的特點(diǎn)為：與周圍波形相比，其波形有明顯不同，且稍微移動(dòng)超聲波的探頭，缺陷的回波就會(huì)消失不見。可以通過看反射波幅度的高低分辨金屬夾渣和氣孔。金屬夾渣由于內(nèi)部的阻抗大，反射波幅度低，氣孔阻抗小，反射波幅度高。

超聲波檢測(cè)條形缺陷時(shí)回波的特點(diǎn)為：由于缺陷是條形的，具有一定的尺度，所以當(dāng)垂直于缺陷方向移動(dòng)探頭時(shí)，回波的波形將會(huì)保持穩(wěn)定，當(dāng)缺陷消失時(shí)，反射波的波形將會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)改變探測(cè)方向時(shí)，回波的波峰將會(huì)發(fā)生明顯改變。

超聲波用于檢測(cè)焊接情況的特點(diǎn)：對(duì)于未焊透的缺陷，它的波形是比較穩(wěn)定的，且不管超聲波從焊縫的哪個(gè)方向檢測(cè)，回波的幅度高度基本是一致的。

四、超聲波檢測(cè)技術(shù)中的注意事項(xiàng)

超聲波檢測(cè)技術(shù)受到人員專業(yè)水平和操作水平的影響，在檢測(cè)過程中可能會(huì)出現(xiàn)判斷失誤的情況，即將不是缺陷的位置視為缺陷，這是由于檢測(cè)人員操作不當(dāng)導(dǎo)致的。下面列出幾個(gè)檢測(cè)人員應(yīng)該注意的檢測(cè)事項(xiàng)，用以增加檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

超聲波檢測(cè)儀還沒有與探頭連接時(shí)，波形可能為單峰或多峰，根據(jù)此波形可以判斷超聲波檢測(cè)儀有沒有發(fā)生故障。當(dāng)超聲波檢測(cè)儀與探頭連接時(shí)，波形將會(huì)受到探頭探測(cè)到的障礙物的影響。值得注意的是，探頭的靈敏度也會(huì)影響反射回來的波形，如果探頭的靈敏度下降，那么波形的幅度高度就會(huì)下降。因此在檢測(cè)前，要先檢查對(duì)探頭的靈敏度進(jìn)行檢查。

耦合劑的擴(kuò)散也會(huì)對(duì)波形產(chǎn)生影響，從而干擾檢測(cè)人員的判斷。當(dāng)靜置探頭時(shí)，耦合劑會(huì)擴(kuò)散進(jìn)而影響探頭，導(dǎo)致回波幅度高度下降。若將耦合劑擦掉，漏出探頭，回波幅度高度又返回原位。因此在進(jìn)行檢測(cè)前，檢測(cè)人員要注意檢測(cè)耦合劑的擴(kuò)散情況，盡可能將探頭漏出來，不要使耦合劑擴(kuò)散影響檢測(cè)結(jié)果。

簡而言之，如果要對(duì)壓力容器相關(guān)的缺陷進(jìn)行超聲波測(cè)試，檢測(cè)人員首先要對(duì)超聲波機(jī)器有一定的了解，對(duì)超聲波檢測(cè)原理有一定認(rèn)知，其次了解壓力容器不同的缺陷表現(xiàn)出的缺陷波形式，之后將真實(shí)的缺陷與偽缺陷區(qū)分開來，以便更準(zhǔn)確地使用超聲波來檢測(cè)壓力容器。

五、總結(jié)

缺陷問題是壓力容器制造過程中不可避免的問題。為避免壓力容器在使用過程中發(fā)生故障，必須對(duì)壓力容器進(jìn)行定期檢驗(yàn)。超聲波檢測(cè)技術(shù)操作過程簡單，成本低，被廣泛應(yīng)用在壓力容器檢測(cè)中，檢測(cè)人員可以利用超聲波檢測(cè)技術(shù)判斷壓力容器內(nèi)部的點(diǎn)狀缺陷或條形缺陷。但超聲檢測(cè)技術(shù)受到人員專業(yè)水平和操作水平的影響，在檢測(cè)過程中可能會(huì)出現(xiàn)判斷失誤的情況，因此需要檢測(cè)人員學(xué)習(xí)專業(yè)技能，提高操作水平，增加檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

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