滲透檢測在壓力容器、管道無損檢測中的應用

石敬峘

摘要：以全面提升壓力容器以及壓力管道的運行安全性和穩定性為目的，圍繞質量檢測的技術分類展開分析，著重研究了滲透檢測的具體類型以及應用原理，通過具體的案例分析了不同的表面無損檢測技術的適用范圍和應用效果。選擇滲透檢測對容器進行無損檢測，不僅可以快速定位容器的質量缺陷，還能夠為整體壓力設備的安全運行奠定良好基礎。

關鍵詞：滲透檢測；壓力容器；壓力管道；應用效果

隨著我國社會發展水平的逐步提升，各行各業都在進行生產技術體系的改革，其中一部分產業在設備升級的過程中涉及了特種設備，壓力管道和壓力容器是十分常見的結構。滲透檢測是無損檢測技術中的重要組成部分，能夠為壓力管道以及壓力容器提供最基礎的質量檢測。本文以理論分析和文獻研究為主要方法，探討滲透檢測的具體應用可靠性以及安全性，確保能夠為特種設備以及特殊行業的發展奠定良好基礎。

一、滲透檢測技術的相關理論闡述

（一）滲透檢測的具體分類

首先，按滲透液燃料成分能劃分成熒光著色、熒光、著色三種檢測方法；按滲透液的去除方式又可以劃分成親油性后乳化、可水洗性、親水性后乳化、溶劑性去除這4種方式[1]；按檢測的靈敏度可以劃分成5個不同的標準，即超高級、高級、中級、低級、很低；按顯像劑的類型可以劃分成干粉、水溶性、水懸浮性、非水濕、特殊應用顯像劑及自顯像劑6類；按去除劑的類型，又可以劃分成特殊應用類溶劑去除劑，非鹵族類溶劑去除劑以及鹵族類。

（二）滲透檢測法的操作要點分析

由于壓力容器和壓力管道大部分為特種設備，在進行質量檢測的過程中，滲透檢測法雖然可以做到無損檢測，但是為了進一步提升檢測結果的精準性以及檢測過程的安全性，還需要嚴格地進行操作要點的把控。結合我國當前的絕大部分壓力管道和壓力容器滲透檢測經驗來看，可以從以下幾個方面進行調整。

首先，溫度控制。壓力容器滲透檢測的溫度通常為10℃～40℃，在檢測的過程中，受檢測的區域需要進行溫度調控，確保在常規停機狀態下進行檢測，這樣才可以提升檢測有效性。

其次，排除干擾因素。干擾因素可以結合壓力管道以及壓力設備的具體使用環境以及使用情況進行劃分。其一，壓力管道和壓力設備在日常使用的過程中會有較多的干擾因素，會影響滲透檢測的精準性，例如日常清洗殘留的化學清洗劑、生產安裝過程中的焊接位置質量、使用期間附著在設備表面的污染物等。這些因素不僅會影響滲透檢測的精準性，還有可能和滲透液出現化學反應，影響最終的靈敏度。因此在進行滲透檢測之前，需要結合檢測的設備進行全方位的清理，清理之后還需要做好所有清理劑的殘留檢測，確保清理劑無殘留，檢測設備干凈整潔。其二，在壓力設備和管道使用的過程中，前期的加工工藝可能會導致檢測區域出現開口封閉的情況，或者出現了缺陷被掩蓋的情況。針對這些現象需要通過浸蝕方式進行處理。其三，針對空心的管道進行滲透檢測時，需要利用靜電噴涂法進行滲透液噴加，避免過量的滲透液在零件上滲入管道內部，從而影響管道的正常使用[2]。受檢表面的多余滲透液需要通過合理的方式進行去除，避免出現去除過度的情況，尤其是針對可水洗性的滲透液，避免過度清洗，導致檢測結果靈敏度下降。

在檢測干燥的環節，需要利用恒溫控制的熱風循環方法進行干燥，干燥溫度控制在70℃左右，干燥的時間控制在半小時以內，避免過度干燥導致檢驗靈敏度下降。溶劑懸浮濕式顯像劑的添加需要利用噴涂法，避免導致滲透液被沖洗，從而出現漏檢現象。

二、滲透檢測在壓力容器及管道中的實際應用案例

依托某生產企業的特種設備進行無損檢測分析，利用對比篩選的方式判斷滲透檢測方法的具體應用效果，確保能夠為整體生產線的安全運行奠定良好基礎。

（一）檢測對象分析

1.壓力設備檢測

某化工企業在生產加工的過程中，嚴格地進行生產線的安全性控制是生產重點，生產線上有大量的壓力容器以及壓力設備，是要進行階段性的安全檢測。本次實驗檢測的對象為CH₃Cl過濾器，是典型的壓力設備，設備材質S30408，規格1200mm×4313mm。這種設備在日常生產加工的過程中，需要處理有毒有害以及易燃易爆的材料。

需要對設備進行定期的檢查，為了確保設備安全運行，降低檢測技術對設備實用性產生的影響，必須做到表面無損檢測，分析是否出現缺陷。而無損檢測技術的類型眾多，包含了最常規的滲透檢測、渦流檢測、超聲波檢測、磁粉檢測等。確定最適用于該設備的無損檢測技術是提升檢測科學性的重點。

（1）確定檢測方法

首先從不同無損檢測的技術原理層面來講，磁粉檢測主要是通過磁場作用的方式能夠快速斷定鐵磁性材料的表面以及近表面缺陷；渦流檢測，主要是利用電磁感應的方法，主要應用在導電材料表面和近表面缺陷的檢測中，例如管線、棒材等[3]；而滲透檢測主要是通過毛細作用原理進行檢測，通常應用在非多孔材質的表面開口缺陷檢測中。

結合本項目中的檢測設備來看，由于設備材質S30408，所以不能使用磁粉檢測技術進行檢測；由于設備容器的直徑達到了1.2米，其中承裝著大量的易燃易爆介質，而渦流檢測必須要進行設備通電，因此也無法適用于本次檢測項目。通過技術人員以及專家的討論，確定采用滲透檢測技術進行壓力設備的檢測。

（2）滲透檢測技術具體應用流程

在操作的過程中，由于壓力容器對接接頭的無損檢測比例劃定成了全部和局部兩種類型，在實際應用的過程中抽取了設備下封頭環縫整圈、“T”字口縱縫1.5m這兩個區域進行深度檢測，具體的檢測結構如圖1所示。

第1步需要在焊縫位置噴灑清洗劑，清洗劑干燥之后直接將滲透劑涂在表面上，等待10分鐘之后利用清洗劑將表面的滲透液去除，自然干燥后再噴涂顯像劑，等待10分鐘之后進行觀察。

（3）檢測結果及問題處理

按照規定手法進行無損檢測之后，發現容器的下封頭環縫處外表面

存在數條裂紋，主要集中在熔合區和熱影響區；而隨著時間的不斷延長，受到毛細作用的影響，裂紋逐漸發育，對于壓力設備的正常運行造成的影響會逐步加大[4]。結合常規的壓力設備檢修經驗來看，表面的裂紋單純依靠打磨的方式無法全面消除，而在實踐嘗試之后，本檢測設備的裂縫并無法通過打磨方式進行改善。因此，通過研究之后決定需要更換封頭，從源頭上避免了接頭位置出現泄漏造成的人員和財產損失。

２.補集器壓力管道檢測

某公司生產線上有一條泡沫補集器壓力管道，為了確保生產運行安全性，需要進行階段性的檢驗。該管道的材質為316L，規格DN65mm×3.5mm，實際結構見圖2，在質量檢測的過程中，需要判定管道表面是否存在缺陷。

在進行操作的過程中，管道檢測必須符合操作規章制度，本管道的材質為316L，排除了應用磁粉檢測的可能性，由于輸送的材料為易燃易爆材料，不可以利用渦流檢測方法。因此選擇滲透檢測進行質量檢測，具體的操作手法以及流程與上文的壓力設備檢測相同。通過檢測之后并未發現管道表面出現缺陷，可以繼續投入生產。

三、滲透檢測技術應用注意事項及發展分析

滲透檢測雖然是一種應用較為廣泛的無損檢測技術，但是在實際使用的過程中還會出現不同的干擾因素，對檢測結果造成影響，那么在實際應用的過程中，要分析對檢測結果產生影響的重要事項，帶著發現問題、解決問題、創新策略的想法，進行滲透檢測技術的升級。

（一）裂縫角度以及規則程度，對滲透產生的影響

對于滲透檢測靈敏度造成影響的因素較多，排除了最常規的滲透材料以及工藝方法等缺陷，本身的實際情況對于滲透檢測的靈敏性造成的影響最為直接，大多數的都是裂縫的深度、寬度、角度以及長度，而這些因素對于靈敏性造成影響的前提條件是裂縫本身處于不規則的狀態。不規則的裂縫也就導致了一部分區域裂紋較小，開口有限，導致滲透液無法快速滲透裂縫內部；而開口以及寬度和深度均相同的裂紋，滲透液更容易在有角度的位置快速滲透，裂縫越尖銳，則檢測的靈敏度越高[5]。

那么在實際檢測的過程中，需要結合已經檢測出的裂縫缺陷，判斷該位置日常所受到的壓力以及磨損影響，以經驗和實際檢測結果相輔相成的方式，分析裂縫的具體發育情況。而針對一部分不夠明顯的裂縫，需要通過更加合理的方式進行檢測。

（二）在役生產設備穿透裂縫的檢測影響

針對壓力管道和壓力設備進行檢測時，主要檢測是否存在滲漏問題，因此常規的滲透檢測分為表面檢測以及穿透檢測兩種，表面檢測則是結合表面輕微缺陷進行判定，穿透檢測則是針對已經出現了滲漏的位置進行檢測，這些滲漏點可能發育情況并不明顯，在日常使用的過程中并不會出現大規模的氣體或者溶液滲漏情況，但是始終處于擴張狀態，必然導致大規模的泄漏發生。

針對這種類型的檢測，在必要情況下，需要將壓力管道以及容器中的液體和氣體介質完全清理出來，確保容器無內壓，這樣滲透液可以快速地通過已經出現的滲漏孔進行滲透，避免穿透性裂縫處于閉合狀態，更可以快速地進行質量檢測。滲透檢測劑如與容器中盛裝的液體介質成分結構相似，檢測效果也較好。另外，針對已經空置的壓力容器，在外部進行滲透檢測的過程中，可以同步在容器的內側施加滲透液，也可以提升缺陷以及滲漏位置檢測的精準性。

四、結語

綜上所述，利用滲透檢測技術針對壓力容器和壓力管道進行檢測，在表面無損檢測領域應用得較為廣泛，具有更高的靈敏度，能夠直接檢測表面存在的裂縫問題。為了進一步提升檢測結果的精準性，還需要結合可能出現的問題進行多角度分析，利用多種輔助技術進行全方位檢測，不僅可以提升檢測結果的可靠性，還可以加快檢測速度，降低檢測費用，從而為特種設備的安全運行以及生產奠定良好基礎。

參考文獻

[1]薛永盛，婁旭耀，劉鵬鵬，等.小口徑長直管管內壁堆焊層滲透檢測技術研究與應用[J].無損探傷，2022，46（05）：41-42.

[2]錢冰，張樹川，姚新寬.鍋爐和壓力容器及壓力管道檢驗中裂紋問題分析[J].新型工業化，2022，12（07）：67-70.

[3]王俊茗.壓力容器的無損檢測技術研究[J].造紙裝備及材料，2022，51（06）：127-129.

[4]翁京輝.無損檢測技術應用于鍋爐壓力容器檢驗的技術研究[J].中國設備工程，2022（04）：171-172.

[5]張陽，徐新民，王艷杰.無損檢測方法在壓力容器檢驗中的應用[J].設備管理與維修，2021（22）：120-122.

作者單位：石油化工工程質量監督站總站北京站