淺談壓力管道及壓力容器的無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

隋恒 于永健 周飛 姜振

摘要：近些年，得益于我國經(jīng)濟(jì)的極大發(fā)展，無損檢測(cè)技術(shù)也在不斷進(jìn)步和成熟。無損檢測(cè)技術(shù)一般用來檢測(cè)容器內(nèi)部情況，從而判斷容器內(nèi)部的相關(guān)壓力構(gòu)件是否存在失控的隱患。通過運(yùn)用無損檢測(cè)技術(shù)，可以較好的保證壓力管道與壓力容器的安全和平穩(wěn)使用，避免類似容器破裂等安全事故的發(fā)生。特別是在內(nèi)外部的壓力比較大的情況下，特定的容器由于處在特殊的環(huán)境下更是加劇了破裂的風(fēng)險(xiǎn)，因此社會(huì)對(duì)壓力相關(guān)的容器提出了更高的安全性要求?；诖?，下文將對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行概念闡述，并簡要介紹幾種常見的應(yīng)用于壓力容器與壓力管道檢測(cè)的無損檢測(cè)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：無損檢測(cè)技術(shù);容器破裂;壓力管道;壓力容器

引言

壓力容器與壓力管道被普遍應(yīng)用于石油化工等行業(yè)的重要機(jī)械儀器設(shè)備當(dāng)中，這些容器的工作環(huán)境壓力較大，且往往伴隨著一定的易燃易爆炸物質(zhì)，即需要長期處于高溫高壓的工作環(huán)境中，而且有些物質(zhì)一旦出現(xiàn)泄漏或壓力過高，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)爆裂損害，給周圍的設(shè)備還有相關(guān)的工作人員，造成人身健康危險(xiǎn)。所以這也無形中提高了此類儀器出現(xiàn)安全事故的風(fēng)險(xiǎn)，因此人們對(duì)于壓力相關(guān)容器的安全性要求普遍會(huì)高于機(jī)械設(shè)備。為了防止由于壓力管道和壓力容器出現(xiàn)的破裂情況而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，就需要借用無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)此類容器設(shè)備進(jìn)行定期的全面檢測(cè)，從而確保相關(guān)行業(yè)的正常工作和經(jīng)營。

一、無損檢測(cè)技術(shù)概述及其原則

無損檢測(cè)技術(shù)從本質(zhì)上看就是一種非破壞性的檢測(cè)技術(shù)，它在應(yīng)用的時(shí)候會(huì)對(duì)容器進(jìn)行由表及里的無形檢測(cè)?；蛘哒f，這種檢測(cè)技術(shù)不需要對(duì)容器原有的物理形態(tài)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆解，而是在某些穿透性物質(zhì)和儀器的幫助下更巧妙的觀察被檢測(cè)物體的內(nèi)部情況。目前無損檢測(cè)技術(shù)隨著我國科技的發(fā)展已經(jīng)在許多行業(yè)中得到應(yīng)用，在檢測(cè)運(yùn)行中的設(shè)備方面有著難以取代的重要作用。

在運(yùn)用無損檢測(cè)技術(shù)時(shí)，最重要的是進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。當(dāng)容器設(shè)備出現(xiàn)一定不明原因的故障時(shí)，就需要借助這種技術(shù)對(duì)具體的故障位置進(jìn)行定位，探測(cè)出設(shè)備故障位置是在設(shè)備的內(nèi)部還是外部，然后在對(duì)其相關(guān)的故障成分進(jìn)行評(píng)定，在不斷的檢測(cè)和改進(jìn)中提高相關(guān)設(shè)備的質(zhì)量。另外則是壽命評(píng)定，即設(shè)備能夠正常使用的時(shí)間。在無損檢測(cè)技術(shù)幫助下，工作人員可以對(duì)設(shè)備的安全性進(jìn)行深入的分析，從而大致預(yù)測(cè)設(shè)備能夠正常使用的預(yù)期壽命。與此同時(shí)，在檢測(cè)的過程中，同樣也能發(fā)現(xiàn)被檢測(cè)物可能存在的其他各類不足，這也將會(huì)為提高設(shè)備的使用壽命提供必要的借鑒價(jià)值。

二、壓力管道與壓力容器中無損檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

（一）射線檢測(cè)技術(shù)

射線檢測(cè)的技術(shù)一般用于一些設(shè)備的接管和封頭的位置，以及部分殼體的焊縫對(duì)接位置。在運(yùn)用射線檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)此類物體的內(nèi)部情況時(shí)，常用的檢測(cè)技術(shù)又可以細(xì)分為伽馬射線源于X射線探傷兩種。在實(shí)際檢測(cè)的過程中，使用此類放射源照射設(shè)備的接管、封頭以及殼體對(duì)接焊縫位置時(shí)，不同位置的不同材料在射線的照射下會(huì)在底片中呈現(xiàn)出不同的顏色，再通過對(duì)底片進(jìn)行顯影顯像，就可以對(duì)比相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量的判斷。壓力容器一般使用的材料是鋁或者銅，所以在檢驗(yàn)壓力容器時(shí)通常使用的技術(shù)是射線檢測(cè)。就目前而言，射線檢測(cè)技術(shù)也是新階段的無損檢測(cè)技術(shù)中相對(duì)使用較多的一種，其原因就在于其具備了較強(qiáng)的易定性。

（二）超聲波無損檢測(cè)

超聲波無損檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)壓力容器的質(zhì)量問題時(shí)被廣泛采用。通常壓力管道和壓力容器出廠之后還需要借助超聲波無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)此類產(chǎn)品進(jìn)行再一次的內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)。在具體的檢測(cè)工作過程中，首先需要架設(shè)好相關(guān)的超聲波發(fā)射設(shè)備以及特定的傳感器與信號(hào)接收器，然后在專業(yè)的調(diào)測(cè)檢測(cè)軟件的綜合使用中，完成對(duì)相關(guān)壓力構(gòu)件的檢測(cè)工作。其原理是：超聲波會(huì)借助彈性介質(zhì)得以傳播，不同的材料由于內(nèi)外部的差異可能會(huì)產(chǎn)生不同的折射和反射的效果，因此通過觀察超聲波傳播的過程中產(chǎn)生的不同曲線波動(dòng)情況，就可以大致判斷壓力管道和壓力容器的內(nèi)部是否存在類似裂紋、夾渣或是未熔合等質(zhì)量缺陷問題。在實(shí)際的應(yīng)用場景中，超聲波無損檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可以檢測(cè)的物體厚度大，檢測(cè)的速度快且具有高靈敏性等等。同時(shí)該技術(shù)使用的成本較低，而實(shí)用性和效率都較高，所以超聲波檢測(cè)技術(shù)在選擇無損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)各類壓力設(shè)備時(shí)具有一定的優(yōu)先級(jí)。

（三）遠(yuǎn)場渦流檢測(cè)

遠(yuǎn)場渦流檢測(cè)技術(shù)有兩個(gè)部分組成，即檢測(cè)圈和激勵(lì)圈。激勵(lì)圈的電流情況會(huì)產(chǎn)生不同的信號(hào)作用于檢測(cè)圈，當(dāng)有電流存在時(shí)，檢測(cè)圈就會(huì)開始工作，從而快速判斷出壓力管道的使用情況和相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)然這種技術(shù)并非完美，其缺陷在于該技術(shù)的正常使用需要滿足兩個(gè)前提條件。一是要解決靈敏度問題，遠(yuǎn)場渦流檢測(cè)技術(shù)在面對(duì)設(shè)備的不同損壞情況時(shí)，由于不同的壓力管道面臨不同的侵蝕情況，所以需要擁有較高的靈敏度以準(zhǔn)確判斷，如果無法解決該技術(shù)的靈敏度問題，那么該技術(shù)未來的使用前景也將有限。二是要解決磁導(dǎo)率的不均問題。不同的壓力管道有不同的構(gòu)造，且生產(chǎn)環(huán)境也不同，那么這種差異就會(huì)對(duì)檢測(cè)的結(jié)果造成干擾。綜合來說遠(yuǎn)場渦流檢測(cè)技術(shù)需要先解決好以上問題才能較好的應(yīng)用于壓力管道的檢測(cè)。

（四）磁粉無損檢測(cè)

磁粉無損檢測(cè)技術(shù)也是目前比較常用的檢測(cè)技術(shù)之一。根據(jù)磁粉介質(zhì)的不同可以分為干濕兩種檢測(cè)方法。在實(shí)施的過程中，把磁粉鋪在檢測(cè)構(gòu)建的表面以磁化構(gòu)件，然后根據(jù)磁痕判斷是否缺陷，進(jìn)而再根據(jù)缺陷的情況進(jìn)行評(píng)估和判斷是否構(gòu)成質(zhì)量問題和安全隱患，但受制于不同材質(zhì)的影響，該方法的適用性并不是很高。

總結(jié)

不論是車間還是工廠都需要在最大限度的安全保證下進(jìn)行作業(yè)，這既是保護(hù)工人的安全，也是從維護(hù)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益角度考慮。而無損檢測(cè)技術(shù)在當(dāng)下則是保證壓力管道和壓力容器安全平穩(wěn)工作的重要手段，能夠較好的提高工作人員的生產(chǎn)安全性從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，其未來的應(yīng)用前景將會(huì)更加廣闊。

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