鋼制壓力容器設計制造檢驗中無損檢測的要求

黃占旗

（寧夏特種設備檢驗檢測院吳忠分院，寧夏吳忠 751100）

1 鋼制壓力容器無損檢測的必要性

鋼制壓力容器是社會生產中一種較為常見的容器設備，其能在承受一定壓力的基礎上，盛裝氣體和液體，進而為工業、民用、軍工等多個領域進行服務。現階段，鋼制壓力容器在石油化工領域的應用極為普遍，據統計其已經占到石油化工領域壓力容器總數的50%。在容器使用過程中，容器泄漏、爆炸的事故時有發生，這使得人們的生命財產安全受到威脅。目前，我國通過GB 150—2011《壓力容器》、TRG 21—2016《固定式壓力容器安全技術監察規程》，對鋼制容器從設計、制造、檢驗到應用過程進行規范。

從制造到使用過程來看，鋼制壓力容器無損檢測具有必要性。

（1）鋼制壓力容器無損檢測涉及容器設計、制造、檢驗的各個環節，在其控制下，容器本身的危害可以得到有效控制，從而防止工業生產中容器泄漏及爆炸現象發生，實現了容器安全可靠運行。

（2）壓力容器中的氣體或液體具有一定的易燃易爆性，發生容器泄漏時極易對容器使用人員的人身安全造成影響。現階段，通過無損檢測的規范實施，可以有效確保容器使用過程的完整性，從而達到保護工業生產人員生命安全的目的。

（3）現階段，我國注重工業生產的可持續發展，在其控制下，進行工業生產硬件設備的優化勢在必行。鋼制壓力容器無損檢測實現了生產中容器設備質量的有效保證，其為工業生產創造了穩定的基礎環境，有助于現代工業生產的有序進行。

2 鋼制壓力容器無損檢測的具體要求

2.1 方法選擇要求

鋼制壓力容器無損檢測中，檢查方式的應用極為關鍵。實際檢測中，檢測方法控制要求有3 個：①射線或者超聲檢測技術是容器對接接頭檢測的主要手段，目前衍射時差法、可記錄脈沖反射法、不可記錄脈沖反射法是超聲檢測的3 種基本形式，應結合實際的工況對其進行技術選擇應用；②一旦采用不可記錄脈沖發射法進行容器檢測，還應采用其他兩種方式或射線探傷對鋼制容器的局部進行檢測；③對于鐵磁性材料制作容器焊接坡口及焊接接頭表面質量檢測中，應優先選用磁粉檢測手段進行實際檢測，對于非鐵磁性材料制作容器焊接坡口及焊接接頭的表面質量檢測，則應選用著色探傷檢測。

2.2 實施時機要求

合理的把控無損檢測時機能夠有效提升檢測結果的精準性。就焊接接頭檢測而言，應先檢測容器的外觀形狀和尺寸大小，并通過目視檢測初步確保容器完整。拼接接頭檢測中，應先確保接頭成形的規范。利用12Cr2Mo1R 等材料制作壓力容器時，容器本身存在一定的延遲裂紋傾向，所以在進行無損檢測時，應確保檢查時機和焊接成形相差24 h 以上，有裂紋傾向的應在熱處理結束后再重新進行檢測。此外，當壓力容器抗拉強度下限不低于540 MPa 時，應在耐壓試驗后對焊接接頭進行表面無損檢測。

2.3 表面檢測要求

需進行表面無損檢測的鋼制壓力容器包含了多種形態：①在壓力容器A、B、C、D、E 類接頭中，一旦部分接頭存在缺陷，容器生產人員對其進行過修磨、補焊或者拉筋處理，則應對處理面的表面進行檢測；②含有C、D、E 類接頭，異種鋼焊接接頭、存在熱裂紋傾向的焊接接頭需進行表面檢測；③在奧氏體型不銹鋼、奧氏體—鐵素體不銹鋼容器中，一旦鋼材本身的厚度超過20 mm，則應對其對接或者角接的接頭進行表面檢測處理；④壓力容器有對焊、覆層焊接接頭時，需進行容器表面檢測；⑤射線檢測及超聲檢查中，容器上工程直徑小于250 mm 的接管，需要對接管與對接部位進行表面檢測；⑥在先拼接后形成的凸型封頭上，除了對焊接接頭內部進行射線或超聲波檢測外，還需要對所有的拼接接頭進行表面檢測。

2.4 組合檢測要求

組合檢測是當前鋼制壓力容器無損檢測中應用最為廣泛的檢測方式。組合檢測要求包括：①低合金鋼制容器使用中，如果材料的抗拉強度下限不低于540 MPa 且容器本身存在A、B 類接頭，則當焊接頭厚度超過20 mm 時，應注重局部射線檢測、超聲檢測的合理應用，檢測范圍包括焊縫交叉部位、焊接接頭、容器表面局部等；②對存在缺陷的壓力容器應進行補焊施工，同時需采用有別于射線檢測和超聲檢測的方式進行補焊區域檢測，確保其質量符合容器使用要求；③焊接接頭局部檢測時，如果容器的質量控制較為嚴格且不允許存在缺陷，則應適當延長檢測長度。通常情況下，增加的長度應為接頭長度的10%，焊接部位兩側新增的長度最小應為250 mm。該狀態下，如果壓力容器仍存在質量缺陷，則應對容器整體進行全面檢測；④組合焊接應用中，磁粉檢測和滲透檢測中不允許出現容器質量缺陷，故而應進行容器問題的有效修補，確保產品質量合格。

2.5 檢測技術要求

為進一步提升鋼制壓力容器無損檢測的質量，在NB/T 47013—2015《承壓設備無損檢測》的規范下，對射線檢測和超聲檢測提出了較高要求。其通常具體檢測標準如表1 所示[1]。

表1 無損檢測中射線、超聲檢測指標

2.6 切割焊接要求

目前切割焊接是鋼制壓力容器制作生產的重要方式。為了確保鋼制壓力容器的質量高效，在焊接前期應全面清理熔渣及有害物質，同時采用砂輪或其他工具確保材料坡口的平整。在高強度鋼、鉻鉬合金鋼切割焊接施工中，一旦材料的抗拉強度大于540 MPa，在其檢測過程中，應采用磁粉檢測或滲透檢測的方式進行檢測，然后規范化地清理焊痕、弧坑、飛濺等物質。此外，在基層焊縫上進行堆焊施工中，應在堆焊施工前現對基層的焊縫進行射線檢測，確保其符合NB/T 47013—2015《承壓設備無損檢測》的控制要求。

3 鋼制壓力容器設計、制造、檢驗中無損檢測的控制要點

3.1 鋼制壓力容器設計控制

鋼制壓力容器設計過程中，進一步提升其設計質量，確保后期加工容器符合無損檢測要求，提升容器的使用效果，就必須注重壓力容器結構特點的準確把控。現階段，在不同的工業生產環節中，壓力容器的應用形式差異較大，按照壓力和容積來看，可以分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類不同等級，不同厚度、不同材料、不同結構，不同介質不同使用場合的壓力容器，其無損檢測的要求不盡相同，所以設計人員應結合容器的具體應用領域進行容器的規范設計，并確保設計容器的質量符合TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術監察規程》，為后期的無損檢測奠定良好基礎。

3.2 鋼制壓力容器制造控制

壓力容器制造中，首先應特別注重壓力容器的安全性能。在壓力容器生產過程中滲透安全管理理念，使容器滿足無損檢測的需要，質量符合無損檢測標準規定是容器制造的最基本要求，是容器設備安全運行的基本保障。其次，要嚴格按照壓力容器制造質量保證體系的規定，從材料、工藝，焊接過程、熱處理，理化試驗等各個環節控制好質量，為后期無損檢測打好基礎，從而確保制造的容器設備符合制造安全技術規范、標準要求，做到容器本質安全。

3.3 鋼制壓力容器檢驗控制

鋼制壓力容器無損檢測是其質量控制的后期環節，該檢測過程中合理選擇射線檢測、超聲波檢測、可記錄的超聲波檢測、衍射時差超聲波檢測等方法，充分掌握檢測技術是問題關鍵所在。只有規范地采用這些技術進行容器無損檢測，才能為有效提升設備整體的安全性打下基礎。

4 結論

鋼制壓力容器的無損檢測對其應用性能提升具有重大影響。實踐過程中，只有充分認識到壓力容器無損檢測的必要性，并在其檢測技術規范控制的基礎上進行鋼制壓力容器設計、制作、檢測過程的全面優化，才能提升壓力容器的無損檢測水平，進而在保證其檢測質量的同時，推動現代工業的有序發展。