壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展研究

李養(yǎng)治

【摘 要】為了防止壓力容器發(fā)生失效一般采用壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證壓力容器的正常使用。我國(guó)的現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展越來(lái)越快，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、安全和使用可靠性的要求也越來(lái)越高。本文就現(xiàn)在常用的壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的使用特點(diǎn)以及以后的發(fā)展進(jìn)行研究分析。

【關(guān)鍵詞】壓力容器；無(wú)損檢測(cè)技術(shù)；使用現(xiàn)狀；發(fā)展研究

0.前言

隨著我國(guó)的工業(yè)化的發(fā)展，壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。目前主要的應(yīng)用范圍是：化工、冶金、石油和國(guó)防等多個(gè)領(lǐng)域，并且會(huì)隨著社會(huì)科技的發(fā)展，其應(yīng)用范圍也會(huì)更廣。壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的實(shí)質(zhì)性意義就是對(duì)運(yùn)行失效進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)防。

1.壓力容器的使用現(xiàn)狀

在我國(guó)，壓力容器主要應(yīng)用于航空、航天、石油、交通和化工等多個(gè)領(lǐng)域。2003年對(duì)我國(guó)壓力容器的使用情況進(jìn)行調(diào)查顯示：2003年我國(guó)的壓力容器總共有122.2萬(wàn)臺(tái)，并以25萬(wàn)臺(tái)每年的速度增長(zhǎng)。近十年的數(shù)據(jù)顯示：我國(guó)的壓力容器總數(shù)每年增長(zhǎng)2.6萬(wàn)臺(tái)，增長(zhǎng)率為2.4%，其中大部分是用于舊機(jī)器的更換和代替。雖然近些年我國(guó)對(duì)壓力容器的管理不斷完善，對(duì)其的生產(chǎn)、制造、安裝、使用和改造等提出新的要求，但是我國(guó)壓力容器的安全事故仍然很高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出了發(fā)達(dá)國(guó)家的事故率，因此我國(guó)需要在壓力容器的使用管理、生產(chǎn)管理等方面下更大的努力，以追上發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步。

2.常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

2.1射線(xiàn)檢測(cè)（RT）

射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)上有著非常廣泛的應(yīng)用，是利用 X射線(xiàn)或γ射線(xiàn)在穿透被檢物各部分時(shí)強(qiáng)度衰減的不同，檢測(cè)被檢物中缺陷的一種無(wú)損檢測(cè)方法。使用電磁波對(duì)金屬工件進(jìn)行檢測(cè)，射線(xiàn)穿過(guò)材料到達(dá)底片，會(huì)使底片均勻感光；如果遇到裂縫、洞孔以及氣泡和夾渣等缺陷，將會(huì)在底片上顯示出暗影區(qū)來(lái)。這種方法能檢測(cè)出缺陷的大小和形狀，還能測(cè)定材料的厚度。射線(xiàn)對(duì)人體是有害的。探傷作業(yè)時(shí)，應(yīng)遵守有關(guān)安全操作規(guī)程，應(yīng)采取必要的防護(hù)措施。

2.2超聲波檢測(cè)（UT）

超聲波檢測(cè)是通過(guò)超聲波與試件相互作用，就反射、透射和散射的波進(jìn)行研究，對(duì)試件進(jìn)行宏觀(guān)缺陷檢測(cè)、幾何特性測(cè)量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測(cè)和表征，并進(jìn)而對(duì)其特定應(yīng)用性進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù)。聲源產(chǎn)生超聲波，采用一定的方式使超聲波進(jìn)入試件；超聲波在試件中傳播并與試件材料以及其中的缺陷相互作用，使其傳播方向或特征被改變；改變后的超聲波通過(guò)檢測(cè)設(shè)備被接收，并可對(duì)其進(jìn)行處理和分析；根據(jù)接收的超聲波的特征，評(píng)估試件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。

2.3磁粉檢測(cè)（MT）

磁粉檢測(cè)的原理是鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線(xiàn)發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見(jiàn)的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。適于檢查表面和近表面缺陷。

2.4滲透檢測(cè)（PT）

滲透檢測(cè)的基本原理是零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細(xì)管作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，滲透液可以滲透進(jìn)表面開(kāi)口缺陷中；經(jīng)去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣，在毛細(xì)管的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下（紫外線(xiàn)光或白光），缺陷處的滲透液痕跡被顯示，（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測(cè)出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。適用于表面缺陷檢測(cè)。

3.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

3.1要與破壞性檢測(cè)相配合

并不是所有的項(xiàng)目和指標(biāo)都可以使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也有其本身的局限性，而不能使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)一般采用破壞性檢測(cè)代替。準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，對(duì)一個(gè)試件或材料等進(jìn)行檢測(cè)，必須是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)結(jié)果和破壞性檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行相對(duì)比分析，才可以對(duì)試件或材料的性能進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)定。

3.2選用恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)

在進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)前，應(yīng)當(dāng)分清這次檢測(cè)的最終目的，以便在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的技術(shù)應(yīng)用，以達(dá)到最佳的檢測(cè)效果。比如進(jìn)行高強(qiáng)鋼焊接縫有無(wú)延遲裂紋的檢查時(shí)，應(yīng)當(dāng)在焊接24小時(shí)以后進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)；如果進(jìn)行熱處理工藝的檢查時(shí)，無(wú)損檢測(cè)的時(shí)機(jī)就應(yīng)當(dāng)選在熱處理完成之后進(jìn)行。因此進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用時(shí)就更應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)的選用，不得盲目使用，否則不會(huì)達(dá)到最佳的檢測(cè)效果，對(duì)以后的生產(chǎn)活動(dòng)造成安全隱患。并且科學(xué)的選用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能夠正確的進(jìn)行檢測(cè)評(píng)定，對(duì)生產(chǎn)有著重要的意義。

3.3選用適當(dāng)?shù)臒o(wú)損檢測(cè)方法

因?yàn)闊o(wú)損檢測(cè)技術(shù)有著本身的局限性，所以為了提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性，就必須根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)方法的選用。為了提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，在進(jìn)行試件檢測(cè)之前，應(yīng)該對(duì)試件的性質(zhì)、建構(gòu)、材質(zhì)和尺寸等進(jìn)行判斷，然后根據(jù)容易產(chǎn)生缺陷的種類(lèi)和位置，然后對(duì)缺陷產(chǎn)生的方向進(jìn)行研究分析，這樣才能選擇正確恰當(dāng)?shù)臋z測(cè)技術(shù)。所以，在進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)前，一定要對(duì)檢測(cè)對(duì)象的性能特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，根據(jù)分析結(jié)果選用正確恰當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法，以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確。

4.無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)

4.1聲發(fā)射檢測(cè)

聲發(fā)射是指伴隨固體材料在變形或斷裂時(shí)釋放儲(chǔ)存的能量產(chǎn)生彈性波的現(xiàn)象。利用接收聲發(fā)射信號(hào)研究材料、動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的完整性稱(chēng)為聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)。聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，在壓力容器在役監(jiān)測(cè)和焊縫質(zhì)量監(jiān)測(cè)中發(fā)揮了重要作用。

4.2 TOFD檢測(cè)

衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)（TOFD），是利用缺陷端點(diǎn)的衍射波信號(hào)探測(cè)和測(cè)定缺陷尺寸的一種自動(dòng)超聲檢測(cè)方法。TOFD技術(shù)采用一發(fā)一收兩個(gè)寬帶窄脈沖探頭進(jìn)行檢測(cè)，探頭相對(duì)于焊縫中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置。發(fā)射探頭產(chǎn)生非聚焦縱波波束以一定角度入射到被檢工件中，其中部分波束沿近表面?zhèn)鞑ケ唤邮仗筋^接收，部分波束經(jīng)底面反射后被探頭接收。接收探頭通過(guò)接收缺陷尖端的衍射信號(hào)及其時(shí)差來(lái)確定缺陷的位置和自身高度。TOFD技術(shù)可靠性好，定量精度高，簡(jiǎn)單快捷，檢測(cè)成本低等等優(yōu)點(diǎn)，在壓力容器檢測(cè)中很受青睞。

此外，激光檢測(cè)和紅外線(xiàn)檢測(cè)、漏磁檢測(cè)技術(shù)等都漸趨成熟，得到了廣泛地應(yīng)用。

5.總結(jié)

檢測(cè)技術(shù)是保證壓力容器安全運(yùn)行的重要手段之一，所以在進(jìn)性相應(yīng)的檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)人員應(yīng)該保證自身檢測(cè)環(huán)境的安全，同時(shí)也要減少對(duì)檢測(cè)容器的損壞。在以往的壓力容器事故中，大部分的原因是檢測(cè)技術(shù)不科學(xué)，最終導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)不到位。要想減少相應(yīng)事故的發(fā)生，就要不斷發(fā)展無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，提高我國(guó)整體檢測(cè)技術(shù)水平。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是社會(huì)發(fā)展的必然，是時(shí)代進(jìn)步的重要標(biāo)志，它能夠保證我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

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