滲透檢測在壓力容器定期檢驗中的應用

張立國 趙中艷

摘要：作為一種無損檢測方法，滲透檢測具有實施步驟簡單，無需投入復雜設備的特點，已得到普及應用。在長期發展階段，這一技術的核心發展方式是研究檢測劑的性能，并對其工藝進行改善，規范操作。本文對滲透檢測在壓力容器定期檢驗中的應用方法與原理進行了論述，并提出了一些影響因素的處理方案。

關鍵詞：壓力容器;滲透檢測;應用

0? 引言

由于封頭、筒體是壓力容器的核心構成，因此其強度問題可歸結為在一定壓力下，容器會產生何等應力及其分布規律，最終確定整個窗口中的核心危險部位、應力狀態。滲透檢測具備易于檢測操作、原理并不復雜、易于適應等優勢，針對小零件、大設備分別可使用浸液法、刷涂或噴涂法。這種檢測方法是指在滲透液滲透待測設備一段時間后，利用毛細現象進入缺陷部位，隨后清除表面滲透液，缺陷部位、無缺陷部位分別殘留有滲透液、無滲透液，然后利用毛細現象，將缺陷部位處的滲透液吸附出來，并最終發現缺陷。在壓力容器的定期檢驗中，對接焊縫以及角焊縫的表面檢測是關鍵，滲透檢測必不可少。

1? 滲透檢測的原理

主要依據液體的流動、可隨時改變形狀、無間隙依附特性來進行滲透檢測，可立足于以下層面進行論述。

①滲透：將小工件全面浸漬于滲透劑中，倘若工作表面存有缺陷，便可通過缺陷邊壁，逐步向缺陷內部滲入。

②清洗：在滲透劑全面滲入容器的缺陷之后，將剩余的滲透劑清除干凈。

③顯像：將顯像劑均勻涂敷于壓力容器的工作表面，生成顯像膜。在毛細現象的作用下，容器中殘余的滲透液將被吸附，將缺陷痕跡放大顯示出來。

④觀察：檢驗人員使用目視法觀察缺陷，若無，則進行評估，如存在缺陷，則需將滲透劑清洗以后進行評估，為了保障安全生產，應及時轉告企業中止使用。值得一提的是，焊縫表面的預清洗極為重要，倘若未能處理油垢，則易于堵塞缺陷，進而對最終檢測結果帶來不良影響，無法及時發現缺陷。

2? 液體滲透檢測的檢測方法

2.1 滲透檢測分類

可按照滲透劑的類型，將滲透檢測方法劃分為兩類，分別為：

2.1.1 著色滲透檢測法

這種檢測方法所使用的滲透試劑的液體呈現紅色油狀，這種試劑使用紅色顏料配制而成，在自然光下對紅色痕跡進行觀察，會提示缺陷，因此在進行觀察評估時，無需使用其他光源。只需在自然光照下，便能進行觀察評估。由于這種方法便于使用，這也使得著色滲透檢測法得到了普及應用，對于水源以及電源均較為匱乏的壓力容器的無損檢測檢測而言，極為適用。這種檢測方法的缺陷在于無法進行靈敏檢測，當前主要用于檢測奧氏體不銹鋼焊縫的表面。這種方法可按照檢測過程中所使用的滲透試劑液，進行進一步劃分。

2.1.2 熒光滲透檢測法

這種檢測方法使用的滲透檢測試劑的液體呈黃綠色，這種試劑使用黃綠色熒光顏料配制而成，無論在滲透、清洗方面，還是在顯像方法，這種檢測法都與前一種檢測法相似，但在觀察環境方面，熒光滲透檢測法有所不同，需在紫外線照射下進行，并且紫外線的波長在365nm左右，對呈黃綠色的痕跡進行觀察，會提示缺陷，這種檢測法的優勢在于極為靈敏，易于發現缺陷，當前被普遍應用于核心工業部門的零件表面，特別是質量檢驗中。這種檢測法的缺陷在于其觀察條件較為嚴苛，需在紫外線照射下進行，會造成一定負面影響，威脅檢測人員的人體健康，如易于出現用眼疲勞現象，并且在長期照射下，會對人體皮膚帶來不良影響。因此相較于前一種檢測方法，其適用范圍更小。可依照清洗方法，將熒光滲透檢測法細分為后乳化等三種檢測方法。

2.2 滲透檢測檢測方法的選取

每種液體滲透檢測法均存在一定優勢、缺陷，因此在對壓力容器的表面進行質量檢驗時，每種檢測方法均存在一定的局限性。在進行具體檢測時，需按照容器表面形狀、規格等對潛在缺陷類型、待測檢測液的性能進行分析，按照檢測方法的優勢、局限性來合理選擇，實現有效進行檢測的目標。

3? 壓力容器焊縫滲透檢測

3.1 壓力容器內表面不銹鋼堆焊層滲透檢測

需對堆焊層表面細微的裂紋等進行檢測，在檢測過程中，對靈敏度提出了嚴格要求，本次檢測中，主要使用了溶劑去除型著色滲透檢測法。以下為具體步驟：

①預處理：使滲透劑逐漸滲透至缺陷內部是滲透檢測的核心步驟，一旦焊縫表面吸附了異物，致使滲透液無法滲透至缺陷內部，則無法發現缺陷痕跡。因此在滲透以前，應將預處理工作落實到位，除去焊縫表面的異物，進而使滲透劑能向缺陷內部滲透。

②使用刷涂法，將PP-1滲透劑均勻涂抹于壓力容器的工件表面，進行全面的滲透處理，使滲透劑向工件的表面缺陷部位滲透，滲透時間應在10分鐘以上，為了進行有效滲透，應在規定時間內，使焊縫表面保持充分浸潤狀態。

③使用清洗劑對壓力容器表面的滲透劑進行清洗，之后用干布擦拭干凈，并應避免過度清洗將缺陷內部的滲透液除去。

④在噴涂以前，應搖動顯像罐式顯像劑，使溶劑與內部白色粉末混勻之后進行噴涂，在與焊縫表面相距200～300mm處，在焊縫表面噴涂顯像劑，形成涂膜，形成反差的背底，并利用毛細現象吸出缺陷部位的滲透劑，生成了紅色缺陷顯示痕跡。

⑤觀察并評價。達到規定的顯像時間以后，需對窗口的工件是否有顯示痕跡進行反復觀察，并對顯示痕跡的呈現狀況進行觀察。如發現提示痕跡，確定并非偽缺陷以后，需對提示痕跡有無危害缺陷進行判斷，按照缺陷顯示痕跡進行評價。

3.2 壓力容器檢漏

在壓力容器中，貫穿壓力容器壁厚的針孔以及裂紋是導致壓力容器泄漏的主要原因，針對此類缺陷的檢測被命名為檢漏。在有著嚴格檢測要求的場合，往往使用氣體進行檢漏，但在要求并不嚴格的場合，也可進行液體檢漏。而煤油檢漏的不足之處在于分辨力不足，當前這種檢漏已被分辨力大幅提升的熒光或著色滲透檢測所取代，這兩種滲透檢測的優勢在于可在待檢測部位所對應的另一表面，使用滲透檢測顯像劑進行顯像。

①對待檢測的表面進行預清洗;

②滲透時間介于15至20分鐘之間;

③使用噴灌噴涂法，進而將顯像液均勻地噴涂于工件內表面的相關部位上;

④使工件在自然狀態下干燥10分鐘之后，在易于攜帶的熒光燈的照射作用下對貫穿性缺陷進行觀察，進而了解缺陷顯示痕跡的具體狀況。

4? 鋁制焊接容器滲透檢測的影響因素以及解決方案

4.1 溫度因素

4.1.1 溫度對鋁制焊接容器滲透檢測的影響

隨著溫度的提升，鋁制焊接容器表面會在物體受熱便會膨脹的原理下出現膨脹現象，因此缺陷處會隨著溫度的提升而膨脹，進而導致裂紋寬度、開口分別隨之增加，尤其是微細裂紋的反映也會隨著滲透劑滲透能力的提升而變得更為明顯。如裂紋開口寬度過大，便會喪失毛細作用，進而影響檢測效果。并且容器表面的滲透劑溫度會隨著工件溫度的上升而上升，進而導致滲透劑的黏度、流動性分別隨之降低、增強，其滲透能力也會隨著流動性的增強而相應提升。此外，因溫度只會對氣體平均動能帶來一定影響，因此，裂紋中氣體分子的運動強度會隨著工件溫度的上升而變得更為劇烈，部分氣體會隨著內部壓力的上升而排出。反之，在低溫環境下，裂紋開口會被滲透劑封住，隨著內部壓強的降低，便會出現負壓現象，滲透劑的滲透能力也會隨之增強。因此在滲透檢測檢測中，溫度會帶來較大的影響，眾多實驗數據表明，在溫度極低的情況下，會對缺陷顯示的清晰度帶來不良影響。滲透檢測規定的溫度介于15℃-50℃之間，但實際溫度大都比標準范圍低，會對滲透檢測效果帶來顯著影響。

4.1.2 解決方法

在容器使用溫度比15℃低的情況下，此時不但需執行檢測標準，并且還可將工作溫度降低至最低使用溫度以下，除去浸入工件表面缺陷以內的清洗液，多次實驗結果表明，在使用這種方法時，在溫度為零下6℃的情況下，其裂紋能夠以最為清晰的方式顯示出來。

4.2 油脂影響

4.2.1 油脂對鋁制焊接容器滲透檢測的影響

在鋁制焊接容器滲透檢測中，毛細現象能提供物理依據，在工作時常處于油脂中的情況下，缺陷處極易浸入油脂，進而使之堵塞。如采用常規方法進行清理，則難以清除其中的油脂，進而對滲透劑的浸入以及容器滲透檢測結果帶來不良影響。如未能使用科學方法進行清洗，也易于在容器表面殘留清洗液，因清洗時間較長，在某種意義上，清洗液也會滲入表面缺陷中，進而影響滲透劑的浸入，對滲透檢測結果的準確性帶來不良影響。

4.2.2 解決方法

在滲透檢測的過程中，可使用蒸汽法等方法來處理長期處于油脂環境中的鋁制焊接容器，并且在容器表面，應形成溫度約為110℃的加溫區域，如此一來，便能對工件的缺陷區域進行干燥處理，有效克服缺陷的堵塞問題，進而更加準確地進行滲透檢測。采用以上方法對長期處于油脂環境的鋁制焊接容器進行處理后，在進行檢測時，能夠提升裂紋顯示的清晰度。

5? 鋁制焊接容器滲透檢測過程的安全問題

滲透檢測劑采用多樣化的具備一定刺激性、易燃性的化學物品制成，易于發生爆炸。為了給工作人員的生命安全提供有力保障，在滲透檢測的過程中，需配置齊備的設備以進行防毒。在滲透檢測階段，不但應為良好的通風條件提供有力保障，加大防火防爆力度，操作人員也應盡量佩戴防毒面具，以免吸入滲透劑或有毒害作用的氣體。此外，滲透檢測階段所使用的清洗劑具備良好的油脂溶解作用、潤濕作用，如長期接觸會使皮膚發紅，會使皮膚開裂，變得較為粗糙，更有甚者會使人身患皮膚病，這就需要嚴格檢查清洗劑，不得使用質量較為低劣的產品，操作人員應規范操作規程，避免一切不當操作。

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