移動式壓力容器定期檢驗中無損檢測方法分析

馬中強，王恒，陶俊興，吳彥峰，黃小宇，姜斌

（天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，天津300192）

移動式壓力容器定期檢驗中無損檢測方法分析

馬中強，王恒，陶俊興，吳彥峰，黃小宇，姜斌

（天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，天津300192）

為預(yù)防重大安全責(zé)任事故的發(fā)生，檢驗機構(gòu)應(yīng)當定期對移動式壓力容器進行檢驗，確認容器的狀態(tài)，及時查明容器存在的缺陷并加以消除，而無損檢測方法是檢測缺陷的有效手段。結(jié)合移動式壓力容器定期檢驗工作，對常用的無損檢測方法的特點及應(yīng)用情況進行了分析。

移動式；壓力容器；無損檢測

隨著社會經(jīng)濟的進步，居民生活條件的改善以及工業(yè)的迅猛發(fā)展，液化石油氣、丁二烯、丙烯、LNG（液化天然氣）等氣體資源的需求不斷提升，使得移動式壓力容器規(guī)模逐年增多，由于其裝載的介質(zhì)大多為?；?，其安全與否直接關(guān)系到社會安定，因此，必須確保其運行安全可靠。

移動式壓力容器在充裝、運輸、卸載各環(huán)節(jié)之中會遇到各種問題，而且很多問題無法通過肉眼進行識別，需要檢驗人員對容器進行定期檢驗，才能依靠實測數(shù)據(jù)進行判斷。有關(guān)資料顯示，在用壓力容器的表面缺陷或由表面缺陷導(dǎo)致的缺陷，90%以上是在投入使用后的運行過程中產(chǎn)生的[1]。因此《壓力容器定期檢驗規(guī)則》附件A明確規(guī)定：鐵路罐車、汽車罐車和罐式集裝箱定期檢驗專項要求規(guī)定，在進行全面檢驗時應(yīng)開展表面缺陷和埋藏缺陷檢測；《壓力容器定期檢驗規(guī)則》第二十六條指出：表面缺陷檢測，應(yīng)當采用JB/T 4730中的磁粉檢測、滲透檢測等方法；第二十七條指出：埋藏缺陷檢測，應(yīng)當采用JB/T 4730中的射線檢測或超聲檢測等方法。本文結(jié)合移動式壓力容器定期檢驗過程中四種常用的無損檢測方法，進行深入分析，為檢驗機構(gòu)開展無損檢驗工作提供參考。

1 無損檢測方法

無損檢測方法可以在不對容器進行破壞的情況下，在較短時間內(nèi)準確地檢測出容器表面、近表面或者內(nèi)部存在的缺陷。因此在移動式壓力容器定期檢驗工作中合理運用無損檢測方法，即能夠準確評估容器的狀態(tài)，又可以縮短檢驗周期，下面對移動式壓力容器定期檢驗中常用的無損檢測方法進行闡述。

1.1 滲透檢測

滲透檢測是一種利用毛細管現(xiàn)象檢查表面開口缺陷的無損檢測方法。在應(yīng)用時主要分為四個步驟，即：預(yù)處理、滲透、清洗、顯像、觀察記錄及評定和后處理；在檢測前必須將可能影響滲透檢測的污染物清除干凈，涂層需用化學(xué)方法進行去除，防止其對檢測結(jié)果造成影響；施加滲透劑時，對于有應(yīng)力腐蝕傾向的容器，應(yīng)該適當延長滲透時間；清洗和顯像過程應(yīng)當嚴格遵照操作規(guī)范，要認真觀察并記錄檢測結(jié)果，保證結(jié)果真實有效。滲透檢測方法的檢測結(jié)果易于觀察、靈敏性高，并且操作方法簡單、成本較低，對大型壓力容器和形狀復(fù)雜的設(shè)備也比較適用[2]，同時該方法對大多數(shù)材料（多孔性材料除外）都適用，其缺點是會對容器和環(huán)境造成污染。移動式壓力容器定期檢驗過程中可以使用這種方法檢測基材、熱影響區(qū)等等部位的晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕等等表面開口缺陷以及由工件中存在的貫穿壁厚的針孔、裂紋所引起的泄露。

我院在對低溫液體汽車罐車進行定期檢驗過程中，發(fā)現(xiàn)多起管路系統(tǒng)泄露的情況，泄露部位大多為彎頭焊縫位置附近（如圖1所示），我院對使用單位下達了檢驗意見通知書，與之溝通后，原制造單位進行了維修，按照《移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》相關(guān)規(guī)定，管路焊接完畢后應(yīng)當進行無損檢測，原制造單位采用滲透檢測方法對管路進行了無損檢測，經(jīng)我院復(fù)驗合格后重新投入使用。

圖1 管路泄露位置示意圖

1.2 磁粉檢測

磁粉檢測是一種利用鐵磁性材料的磁化性能，借助缺陷處漏磁場來檢測材料表面和近表面缺陷的方法。磁粉檢測技術(shù)能夠檢測出鐵磁性材料表面及近表面裂紋、夾層等缺陷，工件的大小和形狀都不會對檢測過程帶來影響，但只適用于鐵磁性材料，檢測結(jié)果能夠清晰地將缺陷位置、形狀、大小等信息顯現(xiàn)出來，該方法檢測成本低、檢測效率高[3]。

裝有液化石油氣等介質(zhì)的液化氣體汽車罐車、罐式集裝箱，如果其介質(zhì)中硫化氫含量超標，容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，在容器焊縫的內(nèi)表面及熱影響區(qū)形成裂紋。因此，《壓力容器定期檢驗規(guī)則》A3.4條規(guī)定，罐體角焊縫和內(nèi)表面對接焊縫應(yīng)當做100%表面無損檢測。目前液化氣體汽車罐車罐體材料主要使用的是Q345R等低合金鋼，該材料具有低矯頑力和低剩磁的特點，根據(jù)NB/T47013.4-2015《承壓設(shè)備無損檢測》規(guī)定，應(yīng)當選用連續(xù)法[4]。另外，NB/T47013.4 -2015規(guī)定，對在用承壓設(shè)備進行磁粉檢測時，其內(nèi)壁宜采用熒光磁粉檢測方法進行檢測。

1.3 超聲檢測

超聲波在不同的材料內(nèi)、不同結(jié)構(gòu)間傳播時，其聲學(xué)特征會發(fā)生變化，超聲檢測就是利用這一現(xiàn)象檢測材料的缺陷和物理特征。目前在超聲檢測技術(shù)中多采用1.2 MHz～3.5 MHz的超聲波，不僅檢測速度較快，而且具有較強的穿透力，能夠檢測出壓力容器焊縫內(nèi)表面的裂紋、材料的腐蝕減薄、焊縫內(nèi)部埋藏缺陷、焊縫外表面裂紋、焊縫內(nèi)缺陷的高度等，該方法的靈敏度高、檢測效率高，而且成本低，超聲設(shè)備大都為便攜式，能適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境，檢測過程中不會對檢測人員造成傷害，因此該方法大規(guī)模運用于壓力容器的檢驗工作中，但該方法檢測過程中容易受到材料表面粗糙度、檢測人員技術(shù)經(jīng)驗、焊縫表面成型狀況等因素的影響，粗晶材料的精確度難以保證。

《壓力容器定期檢驗規(guī)則》附件A中第A3.4條指出，罐體角焊縫和內(nèi)表面對接焊縫應(yīng)當做100%表面無損檢測，對存在下列情況之一的部位，檢驗人員應(yīng)當按照相關(guān)標準的要求對焊縫進行射線或超聲抽查：

（1）使用過程中補焊的；

（2）焊縫錯標量、棱角度超標的；

（3）焊接接頭出現(xiàn)滲漏及其兩端延長的；

（4）因事故造成罐體焊接接頭部位嚴重損傷變形的；

（5）上次埋藏缺陷檢測有懷疑，要求作跟蹤檢測的；

（6）使用單位要求或檢驗人員認為有必要的。

我院在對液化氣體汽車罐車定期檢驗過程中，多次運用超聲檢測方法對筒體補焊部位進行復(fù)驗，未發(fā)現(xiàn)超標波形顯示，在此過程中積累了寶貴的經(jīng)驗。如在對某臺裝運液化石油氣的液化氣體汽車罐車進行首次全面檢驗時，宏觀檢驗發(fā)現(xiàn)其筒體與防波板支撐連接的角焊縫位置存在凹坑（如圖2所示），傷及母材，凹坑深度約1 mm，與使用單位及原制造單位溝通后，原制造單位對其進行補焊，經(jīng)我院超聲檢測復(fù)驗合格后投入使用。

圖2 角焊縫位置凹坑示意圖

1.4 射線檢測

射線在穿透材料時，受到厚度及內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響，其強度會產(chǎn)生不同程度的衰減，通過檢測衰減程度就能檢查出物體內(nèi)部存在的缺陷。該檢測方法能夠獲取基體與缺陷部位的影像，可以直接對缺陷進行觀察，對識別夾渣、氣孔等體積型缺陷具有很高的靈敏度，并能夠?qū)θ毕葸M行定性和定量分析，從而有針對性地消除缺陷，同時射線所用膠片能夠長期保存。但該方法的不足之處是射線會對身體造成傷害，在實施檢測的過程中必須做好必要的防護工作；另外該方法對檢測角度有較高的要求，這就需要檢測人員掌握扎實的理論知識和豐富的經(jīng)驗，一旦操作不當容易發(fā)生漏檢，尤其當材料中存在著未熔合及裂紋等面積型缺陷時，往往會導(dǎo)致漏檢；而且相對而言，該方法檢測成本較高，更適用于壓力容器制造過程中的焊縫檢測。

綜上所述，四種無損檢測方法各有優(yōu)劣，有各自的適用范圍（見表1），在工作中應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合理的方法。

表1 無損檢測方法比較

2 結(jié)束語

為保證移動式壓力容器在設(shè)計使用年限內(nèi)安全運行，檢驗機構(gòu)在開展定期檢驗工作時合理運用無損檢測技術(shù)是非常必要的。不同的檢測方法有各自的適用范圍，對于鐵磁性材料應(yīng)優(yōu)先選用磁粉檢測，對于形狀復(fù)雜的部位應(yīng)采用滲透檢測，利用射線檢測或超聲檢測對特殊情況下的焊縫進行抽檢。通過綜合運用無損檢測方法，準確檢測容器的狀態(tài)，消除安全隱患，為人民的生命財產(chǎn)安全保駕護航。

[1]崔大海，于丹.幾種典型壓力容器的表面無損檢測方法[J].無損探傷，2012，36（2）：32-33.

[2]張健.淺析壓力容器的滲透檢測技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2016（2）：5.

[3]高祥明.關(guān)于鍋爐壓力容器無損檢測技術(shù)分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（9）：81-82.

[4]黃偉娛.無損檢測技術(shù)在鍋爐壓力容器檢驗應(yīng)用的探析

[J].質(zhì)量與安全，2016（9）：202.

The Analysis of Nondestructive Testing in the Periodic Inspection of Transportable Pressure Vessels

MA Zhong-qiang，WANG Heng，TAO Jun-xing，WU Yan-feng，HUANG Xiao-yu，JIANG Bin
（Tianjin Special Equipment Inspection Institute，Tianjin 300192，China）

To prevent the occurrence of major safety accidents，periodic inspection of transportable pressure vessels should be done by inspection organizations，so the state of vessels can be confirmed.The defect in the vessels must be found and eliminated timely，and nondestructive testing is the effective means for detecting defect.The characteristics and application of nondestructive testing were described based on the job of the periodic inspection of transportable pressure vessels

transportable；transportable pressure vessels；nondestructive testing

TH49

B < class="emphasis_bold">文章編號：1

1672-545X（2017）05-0218-03

2017-02-06

馬中強（1989-），男，山東人，碩士研究生，助理工程師，研究方向為壓力容器檢驗。