壓力容器的無損檢測技術及應用

馬 濤

（中國航發長春控制科技有限公司計量理化中心，吉林 長春 130102）

1 無損檢測的作用和主要特點

1.1 無損檢測的作用

無損檢測能夠保證材料的質量以及設備的安全運行，能夠對成品、原材料、中間產品、結構件進行質量監控，將檢測的結果反饋至設計部門，使設計人員能夠對相關的制造工藝進行改進以及優化，提高效率，降低成本。為保證產品滿足設計要求，降低實際運行過程中可能存在的風險，保證在高溫高壓等惡劣條件下能夠發揮出應有的作用，需要利用無損檢測技術對產品進行深層次的檢驗，保證產品的質量。

1.2 無損檢測的主要特點

在使用無損檢測技術時不會破壞檢測對象的使用性能和內部結構，這是無損檢測最大的優勢。無損檢測能夠實現對被檢測對象的全面檢測，檢測率可到100%。無損檢測充分利用先進的技術手段，能夠保證檢測結果的準確性，檢測的結果容易識別和判斷，更具有直觀性。

2 無損檢測技術在壓力容器中的具體應用

2.1 超聲波檢測

超聲波檢測主要是指根據超聲波折射、反射的傳播規律對壓力容器進行檢測。在均勻的介質中，超聲波傳播有固定的方向，一旦遇到不均勻介質或者其它介質時，就會發生折射、反射的現象。因此，可以依據超聲波變化的傳播方向判斷壓力容器內部的情況。超聲波檢測設備操作簡單、質量輕便、體積小巧，超聲波穿透性強、傳播速度快，在無損檢測中靈敏度高、速度快，可以用于復合材料、非金屬、金屬等壓力容器的檢測。但這種檢測方式也有一定的缺陷性：不能進行精確的定量和定型分析，也不能精確分析形狀復雜或者外形不規則的鍛件，檢測結果受壓力容器損壞的形狀、位置影響較大，因此，檢測范圍受到一定的限制。

2.2 射線檢測

穿透介質時，射線會受到介質的阻力系數、厚度、材料性質等多方面的影響，強度由強減弱。根據這一原理，射線檢測是依據射線穿透壓力容器內部不同的位置時，強度減弱程度的不同來對損壞的類型和位置進行判斷。這類檢測技術的優勢在于膠片反映的檢測結果可以直觀反映壓力容器損壞位置的大小、形狀，正常部位與損壞部位的顏色有明顯差異，并且這一結果可以長期保存。射線檢測主要應用于壓力容器焊縫的檢測，對壓力容器夾渣、氣孔等損壞現象檢測較為準確，但可能并不能精確檢測到未熔合、裂紋等損壞，因此常有漏檢現象發生，而且，拍照的角度也可能會影響到射線檢測的結果。除此之外，射線檢測的成本較高，在檢測中需要依據射線的類型有效防護。

2.3 紅外熱波檢測

紅外熱波檢測是通過轉換反射出來的紅外波圖像，反映壓力容器損壞的情況。這種檢測可分為被動檢測與主動檢測，其最主要的區別在于是否加熱壓力容器，前者無需加熱，可以直接檢測是否有缺陷；后者則要在加熱后比較溫度探傷。紅外熱波檢測技術比較廣泛應用于壓力容器焊接質量以及閥門襯套的質量檢測，通過紅外熱波反映出來的熱班跡影像也可以檢測壓力容器前期的缺陷。

2.4 金屬磁粉檢測

許多金屬有磁記憶特性，金屬磁粉檢測即是根據金屬的磁記憶特性檢測壓力容器，這是一種較為新穎的檢測技術。一般情況下，使用金屬磁檢測壓力容器，可以不用特殊處理壓力容器，只是需要找到應力峰值最為集中的部位即可，接下來還需要其他檢測技術，如超聲波技術的配合才可。換句話說，金屬磁檢測技術不能夠單獨使用，如果要確定壓力容器損壞的位置和大小，必須重視與其它技術的配合，才能更好地發揮金屬磁技術的作用。金屬磁檢測技術可以對壓力容器的應力進行檢測，也可以用于變形和焊縫的檢測，能夠直觀觀察到壓力容器表面的損壞。具有較高的靈敏度，損壞部位的形狀和大小對于檢測結果的影響微乎其微，能夠在較短的時間內得到檢測結果。金屬磁檢測技術的應用范圍比較狹窄，僅對磁性材料適用，檢測范圍限制在壓力容器的表面，至于較大的裂縫，檢測精度尚不能令人滿意。另外，檢測前必須首先將壓力容器清洗干凈，操作過程較為繁瑣。

3 無損檢測技術對壓力容器生產的作用

3.1 推動生產工藝的改進和更新

壓力容器在制造生產的過程中如果不能及時發現問題，就無法采取合理的措施改進生產的各項工藝，會在一定程度上阻礙行業的發展進步。采用無損檢測技術能夠提高壓力容器的生產制造水平，及時發現生產過程中出現的問題，分析判斷出現問題的主要原因，制定有針對性的解決措施，避免類似的問題重復出現，能夠推動壓力容器制造水平的全面提高。

3.2 降低企業成本

利用無損檢測技術進行壓力容器的檢測能夠降低生產成本，準確及時的發現材料和各個部件存在的缺陷，避免后期使用過程中出現各類問題，引發人力物力的浪費。比如在制造一個零件時，如果發現質量問題，可以利用無損檢測技術對其余部件進行檢測，停止后續生產工序，清理問題后再次進行生產，以此來實現生產成本的降低。

4 結語

作為一種具有承壓性的設備，在工業生產中應用十分廣泛，其運行狀態直接關系到工業生產的效益和安全性。但同時，壓力容器十分特殊，具有易爆、易燃性，在應用中危險系數很高，一旦遭到破壞，很容易發生爆炸，甚至引起連鎖反應，對整個工業生產造成損害，甚至會波及工作人員的生命安全。因此，我們必須對壓力容器的維護、裝配、設計、運輸、生產、設計等各個環節進行嚴格檢測，確保壓力容器的安全性能。