壓力管道及壓力容器中無損檢測技術的具體應用探討

周紅蘭 東營市特種設備檢驗所

一、無損檢測技術的內(nèi)涵

無損檢測技術的出現(xiàn)解決了傳統(tǒng)工業(yè)在發(fā)展過程中基于信息處理與儲存方面的涉及安全生產(chǎn)方面的隱患困境。在涉及壓力容器與壓力管道的生產(chǎn)與經(jīng)營中，相比于更多依賴經(jīng)驗與固化程序的傳統(tǒng)工業(yè)運行狀態(tài)，無損檢測技術可根據(jù)前期儲存的數(shù)據(jù)進行分析問題、解決問題，其控制技術正如電腦的構成一樣，由中央處理器、存儲系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等核心部分組成，具有安全性、可靠性、高效性的特點。具體來講，其安全性特點主要表現(xiàn)在檢測的操作方式、檢測程序、檢測介質(zhì)安全，避免了破壞性檢測造成的不良現(xiàn)象；其可靠性主要體現(xiàn)在在通過超聲導波、超聲波、磁粉等技術進行檢測作業(yè)時，能夠全面覆蓋檢測裝置進行質(zhì)量檢測作業(yè)，獲得較為完整和準確地檢測數(shù)據(jù)，為后期進行數(shù)據(jù)分析、出具檢測報告，對壓力容器和壓力管道的質(zhì)量作出客觀的評估打下基礎；其高效性主要體現(xiàn)在，從生產(chǎn)企業(yè)的作業(yè)效率、經(jīng)濟效益角度分析，使用無損檢測技術對壓力管道或壓力容器進行質(zhì)量檢測時，通常以分鐘為單位，具有短時、精準的特點，能夠在較短的時間內(nèi)完成裝置的質(zhì)量檢測作業(yè)，為壓力裝置的質(zhì)量提升、安全穩(wěn)定運行提供了保障。

二、壓力容器無損檢測技術的應用

（一）無損檢測技術在壓力容器生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的應用

無損檢測技術的應用在壓力容器的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要作用。其一，為保證生產(chǎn)壓力容器的原材料的質(zhì)量，對其生產(chǎn)所用的鋼板等原材料進行超聲檢測，可及時發(fā)現(xiàn)原材料存在的潛在缺陷，避免在后續(xù)生產(chǎn)工序中出現(xiàn)問題，間接降低了容器的生產(chǎn)成本；其二，在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，可對某關鍵制造環(huán)節(jié)進行無損檢測，例如，經(jīng)過缺陷修磨的容器表面進行磁粉檢測，可保證其表面不得有裂紋、夾雜等缺陷的存在；其三，在產(chǎn)品完工后，基于某些材料的再裂紋傾向或延遲裂紋傾向，在熱處理以后應當進行再熱裂紋檢測或在焊接完成24h后進行無損檢測，可在某種程度上保證產(chǎn)品質(zhì)量。對于壓力容器而言，會有一些焊接處，焊接處也是風險點，應當在焊接完成后增加一次無損檢測，保證容器的安全性能。

（二）超聲導波技術的原理及應用

超聲導波技術是一項近年來備受關注的無損檢測技術之一，導波是一種由于介質(zhì)邊界的存在而被限制在介質(zhì)中傳播的，同時其傳播方向平行于介質(zhì)邊界的波。與傳統(tǒng)超聲檢測需要按點掃描的方法相比，超聲導波技術可沿著傳播路徑長距離傳播。

目前，超聲導波檢測主要應用在壓力管道的檢測中，其較強的感應能力對發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)橫截面的金屬損傷、管道檢修等方面具有很大的應用價值。其應用模式主要有三種，一是應用最為廣泛地單一模式導波檢測，該技術通過將復雜導波轉(zhuǎn)變?yōu)閱我粚Рǎ欣诟鼮闇蚀_地進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，一旦遇到管道腐蝕、裂紋、凹坑等情況，就會產(chǎn)生反射信號，有效的幫助壓力管道檢驗人員實現(xiàn)壓力管道的全覆蓋高效檢測，避免漏檢情況的發(fā)生；二是能夠適應更為復雜情況的多模式導波檢測，可彌補單一導波僅能發(fā)現(xiàn)一種類型的管道缺陷地不足，多模式導波檢測技術可實現(xiàn)同時檢測多種類型的管道缺陷，但是對檢驗人員的要求較高，需要熟練掌握不同模式導波的回波特點，并作出判斷；三是模態(tài)聲發(fā)射技術，該技術可快速釋放能量對管道內(nèi)的運輸流體進行檢測，實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測，掌握管道實時運行狀況，實用性較強，但是該技術目前發(fā)展時間較短，還有待進一步研究和實踐。

（三）多種無損檢測方法的組合應用

不同的無損檢測方法具有不同的優(yōu)缺點和適用范圍，不同檢測方法之間也不存在完全替代性。例如，適用范圍相似的超聲波、TOFD、射線等均可用于內(nèi)部缺陷的檢測，但是檢測厚度的適用范圍不同，6-500mm的容器厚度可用超聲波檢測，射線為2mm,TOFD為12-400mm。對于表面的裂紋、分層等缺陷，可選擇磁粉或滲透等檢測方法，而磁粉和滲透相比，又會有靈敏度、檢測繁簡、檢測成本、缺陷檢出率等方面的差異，兩者在被檢對象形狀方面的要求也不一樣，因此，在對壓力容器進行無損檢測時，就需要綜合運用不同的檢測方法，可達到事半功倍的效果，保證壓力容器的安全性能。

（三）壓力容器檢驗檢測人員專業(yè)素質(zhì)的提高

壓力容器無損檢測技術的高質(zhì)量應用關鍵還是靠高素質(zhì)的檢驗檢測人員，因此，培養(yǎng)一批高素質(zhì)的專業(yè)人才是提高壓力容器檢測水平，保證壓力容器安全運行的重要措施之一。一方面應當加強對在職檢測人員的知識和技能方面的培訓，提高其理論知識水平和實踐操作水平；另一方面，應建立完善無損檢測工作的質(zhì)量和安全管理制度，明確檢測崗位職責，細化檢測方法，提高檢測人員安全和責任意識。

三、結語

目前，無損檢測技術已經(jīng)得到了廣泛地運用，大大提高了壓力管道與壓力容器的質(zhì)量和安全，但是，在應用過程中，仍存在很多問題，如何綜合運用無損檢測技術，完善檢測流程，健全安全管理制度，仍需要我們不斷去探索和總結。再者，隨著信息技術的迅猛發(fā)展和大數(shù)據(jù)時代的到來，比如神經(jīng)網(wǎng)絡人工智能的發(fā)展、5G時代的到來、大數(shù)據(jù)分析的應用等，無損檢測技術也會隨其有新的飛躍，將會在傳感精度等方面有大的提升。