壓力容器的無損檢測技術(shù)及應(yīng)用

劉國余

摘要：隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，壓力容器無損檢測技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。由于其靈敏度高，對試樣無損傷，產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性越來越受到重視，對產(chǎn)品可靠性的要求也越來越高。測試技術(shù)具有許多優(yōu)點和工作原理的科學性，獲得了更廣闊的應(yīng)用空間。本文介紹了無損檢測技術(shù)及其在壓力容器使用中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：壓力容器；無損檢測技術(shù)；應(yīng)用

引言：

一般來說，含有壓力介質(zhì)的容器是壓力容器，也就是說，承受流體介質(zhì)壓力的密封裝置可以稱為壓力容器。壓力容器是一種能引起爆炸、中毒等有害事故的特殊設(shè)備。一旦發(fā)生爆炸或泄漏，往往會發(fā)生火災(zāi)、中毒和環(huán)境污染等災(zāi)難性事故。因此，壓力容器比一般機械設(shè)備具有更高的安全要求。

1無損檢測技術(shù)闡述

在對壓力設(shè)備進行無損檢測時，應(yīng)在保證安全的基礎(chǔ)上，根據(jù)壓力設(shè)備的結(jié)構(gòu)、材料、制造方法、介質(zhì)、使用條件和故障模式，選擇最合適的無損檢測方法。壓力設(shè)備及相關(guān)產(chǎn)品標準及相關(guān)技術(shù)文件和圖紙。適用于壓力設(shè)備內(nèi)部缺陷的檢測；磁粉檢測適用于檢測鐵磁材料壓力設(shè)備的表面和近表面缺陷；滲透試驗適用于檢測由非多孔金屬材料和非金屬材料制成的壓力設(shè)備的表面開孔缺陷；渦流檢測適用于檢測導(dǎo)電金屬材料制造的壓力設(shè)備的表面和近表面缺陷。對于鐵磁材料制成的壓力設(shè)備及部件，應(yīng)采用磁粉探傷法檢測表面或近表面缺陷。磁導(dǎo)率測試只能在由于結(jié)構(gòu)形狀等原因無法進行磁粉測試的情況下使用。采用兩種或兩種以上的檢測方法檢測同一壓力設(shè)備部件時，應(yīng)達到各自的合格水平。例如，同一檢測方法的不同檢測技術(shù)應(yīng)該用于檢測同一零件。當試驗結(jié)果不一致時，應(yīng)以風險較高的評價水平為標準。

2壓力容器無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

2.1射線檢測

射線探傷技術(shù)常用來檢測壓力容器中是否存在氣孔、致密孔、夾渣、焊縫不透水缺陷。也可用于檢測人體及單層、多層、球形壓力容器的不便。這些容器不能通過超聲波檢測，但不適合鍛件、管道、棒材的檢測。x射線探傷可以獲得缺陷的視覺圖像。它可以更準確地測量缺陷的長度和寬度，結(jié)果也更直觀，有利于長期保存。該方法對體積缺陷（氣孔和夾渣）的檢出率較高，但在照相角度不好時容易漏氣。此外，該方法不適用于較厚的工件，具有檢測成本高、速度慢、對人體有害和特殊保護等缺點。

2.2采用超聲波的檢測

超聲檢測方法是一種缺陷檢測方法，它利用超聲在介質(zhì)中傳播過程中的衰減現(xiàn)象，并利用其反射特性在遇到界面產(chǎn)生的反射時檢測缺陷。在壓力容器的制造過程中，這種超聲檢測方法更適用于檢測厚壓力容器殼體或大口徑噴嘴與殼體對接焊縫的缺陷。通常采用脈沖反射式超聲探傷儀探頭進行缺陷檢測。在壓力容器的檢測中，這種超聲檢測方法的主要功能是檢測壓力容器焊縫的裂紋表面和埋地缺陷。該方法也可用于檢測高壓螺栓和壓力容器鍛件的裂紋。超聲波探傷儀體積小、重量輕，操作和攜帶十分方便。與射線檢測方法相比，它對人體無害。因此，這種超聲檢測技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于壓力容器的檢測。但是，該方法既不能檢測壓力容器表面，也不能檢測與壓力容器表面平行的近表面延伸方向的缺陷。此外，該方法不能準確檢測缺陷的定量和定性特征。

2.3滲透檢測技術(shù)

表面檢測是基于物理現(xiàn)象的滲透原理。根據(jù)材料的滲透性特點，有滲透法和磁粉法兩種方法。滲透方法是將一種特殊的滲透劑附著在凹槽表面，滲透到凹槽的裂縫中，清除殘留的液體，最后用深度顯像劑顯示凹槽。該方法對表面微缺陷的檢測靈敏度很高，甚至高于射線檢測技術(shù)，但并不適用于多孔材料的檢測。磁粉法是以磁場原理為基礎(chǔ)的，通過磁粉與磁場的相互作用，方便、廣泛地用于檢測鐵材料表面及附近的裂紋、夾雜物和夾層。上述方法最適用于壓力容器的表面和近表面檢測，保證了容器的密封，提高了安全性能和產(chǎn)品質(zhì)量。

2.4磁粉檢測技術(shù)

磁粉檢測是一種基于缺陷泄漏磁場與磁粉相互作用的鐵磁材料表面及近表面缺陷的無損檢測方法。在鐵磁材料原材料的檢測、制造、質(zhì)量控制階段，將產(chǎn)品質(zhì)量的檢測與監(jiān)控與定期檢查和缺陷修復(fù)相結(jié)合，如采用磁粉檢測技術(shù)對鐵磁材料表面進行檢測。表面及近表面缺陷、褶皺、夾層、夾渣等應(yīng)用。磁粉檢測具有成本低、速度快、靈敏度高等優(yōu)點。缺點只適用于鐵磁材料，工件的形狀和尺寸有時會對損傷產(chǎn)生影響。

2.5紅外檢測技術(shù)

許多高溫壓力容器都有一層保溫材料，如珍珠巖，所以壓力容器外殼的溫度低于材料的允許溫度。如果內(nèi)部保溫層破裂或部分脫落，壓力容器殼體將超過溫度，造成熱損傷。傳統(tǒng)紅外成熟成像技術(shù)容易發(fā)現(xiàn)壓力容器殼體局部過熱現(xiàn)象。如果在大量的疲勞載荷作用下發(fā)生早期疲勞損傷，壓力容器的高應(yīng)力集中區(qū)域就會出現(xiàn)熱點。壓力容器殼體疲勞熱點紅外熱成像檢測可以盡早檢測出壓力容器殼體的薄弱環(huán)節(jié)，為今后重點檢測提供依據(jù)。

3無損檢測在承壓設(shè)備上應(yīng)用時，主要有以下四個特點：

3.1無損檢測應(yīng)與無損檢測相結(jié)合

無損檢測的特點是在檢測過程中不會對材料、工件和結(jié)構(gòu)造成損傷，與一般檢測相比具有無可比擬的優(yōu)勢。然而，無損檢測技術(shù)有其自身的局限性，不能替代無損檢測。例如，除了進行無損檢測外，還進行了液化石油氣氣瓶的爆炸試驗。

3.2正確選擇無損檢測時間

壓力設(shè)備進行無損檢測時，應(yīng)根據(jù)檢測目的、設(shè)備的工作條件、材料的質(zhì)量和制造工藝的特點，正確選擇無損檢測的實施時間。例如，鍛件的超聲波探傷通常是在鍛件完成并粗化后，在最終加工如鉆孔、銑削、磨削等之前進行。

3.3正確選擇最合適的無損檢測方法

對于壓力設(shè)備的無損檢測，各種檢測方法都有一定的特點，不能適用于所有的工件和所有的缺陷。應(yīng)根據(jù)實際情況靈活選擇最合適的無損檢測方法。例如，鋼板的分層缺陷不適合射線檢查，因為其延伸方向與鋼板平行，所以應(yīng)該選擇超聲波檢查。

3.4合理的綜合運用

無損檢測技術(shù)是一項綜合性很強的應(yīng)用性技術(shù)。所有無損檢測技術(shù)都不可能是全面的，都有一定的局限性，每種技術(shù)都有其優(yōu)缺點。在實際應(yīng)用中，各種技術(shù)相互配合，可以更好的提高集裝箱的檢測效率和安全性。此外，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，在保證安全、減少不必要的浪費和降低成本的前提下，我們應(yīng)該注重經(jīng)濟效益。

4結(jié)語：

隨著我國科學技術(shù)的進步，無損檢測技術(shù)的研究取得了巨大的成就。從引進國外技術(shù)和設(shè)備到自主研發(fā)和制造，無損檢測技術(shù)不斷豐富和創(chuàng)新。無損檢測技術(shù)具有很大的發(fā)展空間。無損技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，將大大提高壓力容器無損檢測技術(shù)，降低壓力容器爆炸泄漏的風險。新技術(shù)的不斷出現(xiàn)和改進需要在實際應(yīng)用中加以操作。在測試項目中，根據(jù)材料的特點和測試要求，嚴格依照有關(guān)法律、法規(guī)的要求，確保檢出率，提高壓力容器的安全，確保人民的生命和財產(chǎn)的安全，從而提供一個強有力的推動工業(yè)化的發(fā)展。

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（作者單位：北方華錦化學工業(yè)集團有限公司）