承壓特種設備無損檢測技術的應用研究

劉宗旨 張政

摘要：承壓特種設備是我國工業企業生產過程中必不可少的一種基礎設施，其運行的安全性與穩定性，對于企業生產效率有著決定性的影響。無損檢測技術是一種成本低、檢測效率高的現代化設備檢測技術。技術人員將這一檢測技術應用到承壓特種設備的檢測過程中，可以利用聲、光、電、磁等原理，對設備的內部缺陷和質量問題進行全面的檢查和分析，從而提高承壓特種設備的質量。基于此，本文針對承壓特種設備無損檢測技術的應用進行詳細的分析，以供參考。

關鍵詞：承壓特種設備；無損檢測；射線

隨著科技的不斷發展，無損檢測技術的應用范圍越來越大，應用功能越來越完善。但是，要想將無損檢測技術在承壓特種設備檢測中的應用優勢得到充分發揮，還需要對這一檢測技術深入研究，了解無損檢測技術在承壓特種設備檢測中的應用特點、應用范圍和應用策略。

一、無損檢測技術概述

（一）無損檢測技術的概念

無損檢測技術是一種能夠在不損害材料與工件、不降低設備運行性能、不限制設備使用功能的基礎上，對設備內部有效檢測的技術手段。將這種檢測技術應用到承壓特種設備的檢測工作中，不僅可以從整體上提高承壓特種設備的檢測效率與檢測質量，還可以加強對檢測工作中各類風險隱患的控制，減少各種安全事故的發生。目前，我國常用的無損檢測技術主要包括超聲檢測技術、無線射頻識別系統、渦流檢測技術、磁粉技術、地物滲透檢測技術等。

（二）無損檢測技術的應用特點

在承壓特種設備的檢測工作中，無損檢測技術的應用范圍非常廣泛。首先，無損檢測技術應用到材料的選擇工作中，可以幫助技術人員加強材料加工情況的把控。其次，應用到加工制造過程中可以幫助優化工件結構的運行狀態。最后，應用到成品檢驗中可以幫助測量工件的具體尺寸。

（三）無損檢測技術的應用特點

1.非破壞性

與傳統的檢測技術相比，無損檢測技術的應用，具有明顯的非破壞性特點，既不會影響設備的完整性，也不會影響設備的使用性能。技術人員利用無損檢測技術對承壓特種設備進行檢測，不僅不會對受檢設備產生任何損壞，還可以及時發現設備運行過程中存在的故障隱患和性能缺陷。

2.全過程性

技術人員利用無損檢測技術檢測承壓特種設備，對受檢設備的內部結構與質量進行全過程的檢測與分析，保證檢測結果的準確性與高效性。

3.專業性

技術人員在對承壓特種設備檢測過程中，應當將無損檢測技術滲透整個工業生產制造與產品應用的全過程。只有這樣，才能夠克服傳統的人工檢測技術存在的弊端，提高檢測過程的安全性與專業性。

二、承壓特種設備無損檢測技術的應用

（一）射線探傷技術

在承壓特種設備檢測過程中，射線探傷是一種基礎性的無損檢測技術，可以通過X射線、γ射線及中子射線，發現受檢設備在運行過程中存在的故障隱患和性能缺陷。在應用這種無損檢測技術時，首先要對射線穿透探測設備進行合理的應用，然后借助專業的檢測器械，對透射射線的強度進行檢測。每變換一個探測部位，透射射線強度就會發生相應的變化。根據所有部位的透射射線強度差異，技術人員可以分析出該設備是否存在故障隱患或運行缺陷。X射線探傷設備如圖1所示。

應用無損檢測技術不僅可以對承壓特種設備中的碳鋼、鋁合金等物質進行全面的分析，還可以對設備材質是否存在氣孔、針孔、裂縫等缺陷問題進行有效的檢測。射線可穿透的范圍為2～200mm，如果承壓特種設備的材質過厚，設備材質的細小裂紋難以被發現。另外，在應用射線探傷技術時，難免會遇到釋放有害氣體的情況，為了減少檢測工作對周邊居民與生態環境的不利影響，企業需要做好相應的安全防護措施。

（二）超聲波探傷技術

正常材料與缺陷材料的聲學性能有明顯的不同。技術人員借助超聲波傳播波形反射和穿透時間能量變化，對承壓特種設備進行檢測與分析，可以準確了解設備材料內部是否存在缺陷。與傳統的人工檢測技術相比，超聲波探傷技術不僅可以在不破壞原材料或工件原本狀態的情況下，對設備表面和內部的質量情況進行檢測，而且這一檢測技術不會對人的身體健康產生不利影響。超聲波探傷技術可以對特定方向的介質進行全過程檢測，并有較強的指向性，超聲波探傷技術還可以大幅提高檢測過程的安全性與穩定性。超聲波探傷儀器如圖2所示。另外，超聲波探傷技術可以對異種介質進行檢測分析，發現異種介質焊接后產生的質量缺陷，即通過缺陷位置反射回來的超聲波，做好缺陷問題的定位。超聲波可穿透的范圍在8～300mm。技術人員在應用超聲波探傷技術設備檢測時，需要對設備材質的厚度予以重點關注。

（三）紅外線探傷技術

在常規環境下，大部分物體會向外輻射熱量。紅外線探傷技術可以利用專門的紅外熱像儀設備，收集受檢設備在溫度梯度上顯示的分布特征數據，并分析設備的運行狀態，以此判斷受檢設備是否存在內部質量缺陷。例如，某承壓特種設備在運行過程中出現明顯的異常現象，經過測試該設備的實際運行溫度高于正常運行狀態下的運行溫度。技術人員利用紅外線探傷技術，可以直接定位設備的具體發熱位置，對這一位置是否存在質量缺陷進行探傷分析，并采取有針對性的解決措施。這樣不僅可以提高承壓特種設備的無損檢測質量，還可以對承壓特種設備的使用進行規范。

（四）磁粉探傷技術

技術人員對金屬工件進行磁化處理，如果金屬表面存在裂縫、夾雜等質量缺陷，可能因漏磁場吸附大量的磁粉。技術人員根據金屬工件上的磁粉分布情況，判斷工件是否存在質量缺陷，并找出質量缺陷所在的位置。與其他無損檢測技術相比，磁粉探傷技術具有應用成本低、應用過程簡便的特點。只需要將工件放入強磁場中，就可以借助磁場中的電流，完成相應的磁化處理。需要注意的是，磁粉探傷技術僅適用于磁鐵性物質質量的檢測，如鎳、碳素鋼和合金鋼等。

在承壓特種設備的半成品或成品出廠前檢測工作中，應用磁粉探傷技術需要注意以下幾方面：首先，檢測設備表面及近表面尺寸較小的質量缺陷，如裂紋、未焊透等問題；其次，在檢測過程中，如果現場溫度在300℃以下，技術人員需要先使用干磁粉進行檢測，并將檢測數值作為常溫結果；最后，在正式檢測前，需要對技術人員的資質能力及技能操作水平進行檢驗。

（五）滲透探傷技術

技術人員利用熒光染料或者有較強附著能力的染料，對工件的質量缺陷進行有效檢測。如果工件表面存在缺陷，這些染料就會滲透到缺陷中。對多余的染料進行清理，并借助顯像劑，及時發現工件表面的缺陷。一般情況下，滲透探傷技術適用于有色金屬和陶瓷等非金屬材質，而不適用于多孔隙疏松材料。在檢測過程中，如果現場環境溫度在250℃以下，技術人員需要先采用奧氏體不銹鋼材料進行焊接，然后利用滲透探傷技術對焊接部位是否存在質量缺陷進行檢測。

（六）盲區補充檢測技術

盲區補充檢測是對承壓特種設備無損檢測延伸。如果承壓特種設備的結構比較復雜，無損檢測技術的應用可能會出現檢測盲區。應用盲目補充檢測技術，可以幫助技術人員準確了解檢測盲區是否存在質量缺陷。在通常情況下，對于焊縫在50mm以下的設備，技術人員要進行10mm范圍的盲區補充檢測，以此提高檢測的精度。針對盲區的檢測，技術人員使用寬頻帶窄脈沖探頭或者變更探頭。另外，利用計算機可以制作TOFD圖像，進一步明確設備質量缺陷的位置與面積大小。

三、承壓特種設備無損檢測技術的強化應用策略

（一）做好設備試件結構與材質的保護措施

無損是無損檢測技術突出的應用優勢。在承壓特種設備的檢測過程中，無損檢測技術不會對受檢設備產生破壞，更不會對受檢設備的使用性能產生明顯影響。但是，某些承壓特種設備的結構比較特殊，不能滿足無損檢測技術的應用條件。在這種情況下，只能選擇傳統的人工檢測技術，技術人員需要對承壓特種設備的運行情況進行分析，并根據分析結果選擇合適的檢測方法，盡可能縮小人工檢測結果與無損檢測結果之間的差異。

（二）對無損檢測技術進行合理選擇

不同的無損檢測技術有不同的檢測原理、適用范圍和應用場景。同一臺承壓特種設備，如果使用的檢測方法不同，最終得出的檢測結果也有差異。要保證無損檢測結果的準確性，就必須通過系統的培訓教育，提高技術人員的檢測精準度，豐富技術人員的檢測經驗。只有這樣，才能夠引導技術人員準確了解受檢設備的材質與結構特點，找出一種耗費時間更少、投入精力更少的檢測方法。同時，加強檢測精度的控制，保證檢測報告的真實性與可靠性。例如，鋼板是承壓特種設備運行中常用的一類工件。技術人員在對鋼板進行分層檢測與板體平行缺陷檢測時，可以優先選擇使用超聲波探傷技術，借助其超強的穿透性，提高無損檢測的準確性與有效性。

（三）合理優化無損檢測時間

技術人員在對承壓特種設備進行無損檢測時，需要對檢測目的、檢測材料和檢測結果進行針對性分析，然后根據實際情況嚴格按照規范，對檢測時間進行合理安排。在通常情況下，在完成熱材料處理后，技術人員對承壓特種設備進行檢測。但是，有一些承壓特種設備因其材料表面存在裂紋延遲傾向，所以只能在焊接操作完成后的24小時內檢測。如果受檢設備的材料與質量不同，最終選擇的檢測時間應具有明顯的差異。例如，設備的材質是碳鋼，可以采用磁粉探傷技術；設備的材質是不銹鋼，或者厚度偏大，可以采用超聲波探傷技術。在確定檢測技術后，還應根據實際情況確定檢測時間，加強檢測結果準確度的控制。

（四）綜合應用多種無損檢測技術

雖然我國的無損檢測技術應用水平得到了明顯的提高，但是在檢測設備精度、人員素質及檢測過程管理方面還有很多需要完善的地方。為了加強檢測結果的管理與控制，需要對多種不同的無損檢測技術綜合應用，借助各種技術的應用優勢，加強檢測精度的控制。例如，射線探傷技術的檢測精度較高，但是會對技術人員的身體產生輻射，而超聲波探傷技術雖然具有檢測成本低、檢測速度快的特點，且不會對人的身體健康產生危害，但其檢測精度偏低。如果將這兩種檢測技術融合，構建全新的檢測技術方案，既可以保證檢測精度，又可以減少檢測過程對人身體健康的不利影響。

四、結語

綜上所述，無損檢測技術既可以保證檢測結果的精確度，又不會對設備產生損害。在科學技術不斷發展的今天，應用到承壓特種設備檢測中的無損檢測技術類型越來越豐富。只有有效保護設備試件結構與材質，根據實際情況選擇合適的無損檢測技術，合理確定檢測時間，才能將無損檢測技術的應用優勢充分發揮出來。

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