壓力容器檢驗(yàn)中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

孔祥明 馬華國(guó)

（東營(yíng)金茂鋁業(yè)高科技有限公司，山東 東營(yíng) 257000）

引言

作為社會(huì)各界較為關(guān)注的熱點(diǎn)之一，如何確保高風(fēng)險(xiǎn)壓力容器設(shè)備的安全使用就顯得尤為重要。那是因?yàn)椋绻麎毫θ萜髟谑褂眠^(guò)程中一旦發(fā)生失誤，勢(shì)必會(huì)造成壓力容器內(nèi)氣體的泄漏從而引發(fā)爆炸等。所以，為了有效確保壓力容器的安全使用，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不僅可以準(zhǔn)確地對(duì)壓力容器內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，而且還不會(huì)造成容器損壞。

一、壓力容器的使用特點(diǎn)以及安全事故問(wèn)題的引發(fā)因素

（一）壓力容器的使用特點(diǎn)

壓力容器與其他普通轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備相比，壽命使用較長(zhǎng)，而且，壓力容器由于無(wú)須承載高頻率載荷所以其也不易發(fā)生磨損的情況，但即使如此，作為特種設(shè)備的壓力容器在使用過(guò)程中仍極易發(fā)生事故。根據(jù)相關(guān)研究表明，我國(guó)由于壓力容器而發(fā)生的安全事故達(dá)到0.14%，而發(fā)生這些事故的原因主要就是因?yàn)槌d等問(wèn)題造成的。除此之外，搞破壞性作為壓力容器的主要特點(diǎn)，其只要發(fā)生爆炸，勢(shì)必會(huì)造成周圍20 公里的區(qū)域造成破壞。另外，由于壓力容器主要承載的是易燃、有毒的化學(xué)物質(zhì)或者石油等，所以其一旦發(fā)生爆裂勢(shì)必會(huì)造成嚴(yán)重的化學(xué)爆炸。

壓力容器廣泛應(yīng)用于當(dāng)代能源工業(yè)，適用于化工產(chǎn)業(yè)、軍工產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域，其一般由筒體、法蘭、管道、法蘭等部件構(gòu)成，主要承擔(dān)在工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化、交換的任務(wù)。壓力容器在工作中需要接觸大量的易燃易爆或具有腐蝕性的工業(yè)原料、燃料等，同時(shí)還要長(zhǎng)期處于高度承壓的狀態(tài)，很容易發(fā)生泄露、爆炸等事故。因此，在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，針對(duì)壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)的要求特別高。但是，由于壓力容器具有以上提到的相關(guān)特點(diǎn)，針對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，一方面會(huì)受到設(shè)備本身特殊結(jié)構(gòu)的影響，另一方面也面臨著復(fù)雜的設(shè)備環(huán)境中各類干擾因素的影響。尤其是一些傳統(tǒng)的檢測(cè)方法在執(zhí)行的過(guò)程中容易對(duì)壓力容器各部件造成一定的負(fù)面影響，反而對(duì)設(shè)備的安全穩(wěn)定不利，所以如今無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要求越來(lái)越高。

（二）壓力容器安全事故問(wèn)題的引發(fā)因素

第一，技術(shù)因素。壓力容器雖然內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但是在具體的使用過(guò)程中，由于壓力容器一直處于高壓的狀態(tài)，所以造成其開(kāi)孔位置自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度過(guò)低，從而造成其在長(zhǎng)時(shí)間壓力狀態(tài)下發(fā)生磨損；第二，使用環(huán)境。壓力容器作為特殊的一種特種設(shè)備，其不僅需要承擔(dān)較高的壓力，而且還要在深冷、高溫等環(huán)境下運(yùn)行，而這種特殊的運(yùn)行環(huán)境勢(shì)必會(huì)造成壓力容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞，進(jìn)而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。那是因?yàn)?，由于我?guó)壓力容器的各個(gè)結(jié)構(gòu)主要是采用焊接方式進(jìn)行連接的，因而壓力容器內(nèi)部焊接位置會(huì)受到焊接工藝水平的限制而存在微小的缺陷，在壓力容器的運(yùn)行過(guò)程中由于其處于特殊的環(huán)境，所以一旦滿足焊縫缺陷的溫度條件，勢(shì)必會(huì)造成焊縫的微小擴(kuò)張，從而導(dǎo)致壓力容器的安全使用。

二、壓力容器檢驗(yàn)中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）超聲波檢測(cè)法

超聲檢測(cè)法顧名思義就是借助0.5—5MHZ 的頻率超聲波對(duì)壓力容器進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)，從而檢驗(yàn)出壓力容器是否存在缺陷。該方法主要是對(duì)壓力容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)，那是因?yàn)?，由于超聲波具有自身的頻率特點(diǎn)，所以壓力容器內(nèi)部如果發(fā)生異質(zhì)界面現(xiàn)象，超聲波在傳播的過(guò)程中勢(shì)必會(huì)發(fā)生反射。檢測(cè)人員就會(huì)根據(jù)發(fā)射情況來(lái)判斷壓力容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在缺陷。所以，該檢測(cè)方法主要是被用作壓力容器焊縫位置的檢驗(yàn)。穿透力強(qiáng)、反應(yīng)靈敏度高以及自動(dòng)化程度高作為超聲波檢測(cè)法的特點(diǎn)，所以，在對(duì)壓力容器進(jìn)行檢查的時(shí)候可以及時(shí)地反饋出是否存在缺陷，從而為相關(guān)人員提供檢修意見(jiàn)。但即使如此，超聲波檢測(cè)受自身技術(shù)條件的影響，所以被檢測(cè)物的表面光潔度必須要滿足其檢測(cè)要求，因而，該方法無(wú)法適用在復(fù)雜的壓力容器結(jié)構(gòu)檢測(cè)。

（二）磁粉檢測(cè)技術(shù)

1.磁軛法的應(yīng)用

在壓力容器中使用磁粉檢測(cè)技術(shù)時(shí)，磁軛法比較常見(jiàn)。這種技術(shù)用到的設(shè)備比較簡(jiǎn)單，并且在檢測(cè)過(guò)程的效率、質(zhì)量方面也很有保證。在采用該方法進(jìn)行探傷檢測(cè)時(shí)，通常要對(duì)檢測(cè)到的裂縫，沿另一個(gè)方向再檢測(cè)一次或多次，確保得到更為精確的檢測(cè)結(jié)果。同時(shí)，針對(duì)壓力容器焊接的位置，還要做好檢測(cè)流程的合理劃分，確保能夠精確分析焊接部位存在的缺陷，尤其是要明辨是否存在缺陷重疊的情況。

2.交叉磁軛法的應(yīng)用

交叉磁軛法在壓力容器檢驗(yàn)中的應(yīng)用率也比較高，主要是因?yàn)榻徊娲跑椃梢栽谌萜魃袭a(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，達(dá)到更高效、更準(zhǔn)確檢測(cè)缺陷的目的。交叉磁軛法一般僅做一次磁化處理，便能對(duì)容器各個(gè)位置的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，具有效率高、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。需要注意的是，采用交叉磁軛法時(shí)要選擇合適的環(huán)境，如果現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法提供360V 電源時(shí)，該方法就不再適用。同時(shí)在使用該方法對(duì)壓力容器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要將磁化時(shí)間控制在1～3s 范圍內(nèi)，確保缺陷上的磁痕形成得更為清晰。而交叉磁軛運(yùn)行的速度應(yīng)當(dāng)控制在4m/min左右，如果交叉磁軛運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致缺陷位置磁痕無(wú)法很好地形成，無(wú)法保證缺陷磁痕的形成效果，導(dǎo)致漏檢的發(fā)生。

（三）x 射線檢測(cè)法

通過(guò)X 射線來(lái)對(duì)壓力容器的零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)方法就是X 射線檢測(cè)法。此方法主要是借助于X 射線的超強(qiáng)穿透力，所以，相關(guān)人員X 射線在穿透過(guò)程中所受到的工件物質(zhì)阻礙情況來(lái)判斷壓力容器零件內(nèi)部是否存在缺陷以及位置大小。那是因?yàn)?，如果壓力容器?nèi)部發(fā)生故障時(shí)，X 射線穿過(guò)該容器時(shí)其自身的穿透強(qiáng)度將會(huì)呈現(xiàn)出差異化的變化，而相關(guān)人員就可以根據(jù)這個(gè)差異變化來(lái)對(duì)故障進(jìn)行分析判斷。與傳統(tǒng)的X 射線檢測(cè)方法不同，X 射線衍射法可以直觀的為相關(guān)人員提供壓力容器內(nèi)部缺陷圖像并且其檢測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確，而且X 射線衍射法的檢測(cè)結(jié)果可以直接以電子形式進(jìn)行保存，極大的為后期相關(guān)人員分析壓力容器使用情況提供便利。但由于各方面因素的影響，例如壓力容器檢測(cè)角度沒(méi)有選擇準(zhǔn)確等勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致一些缺陷不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，而且，X 射線衍射法的使用成本較高，所以此方法并沒(méi)有被廣泛地應(yīng)用在壓力容器檢驗(yàn)中。

（四）滲透檢測(cè)法

滲透檢測(cè)法顧名思義就是通過(guò)滲透液作為檢測(cè)媒介對(duì)壓力容器內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，既在壓力容器表面涂抹適當(dāng)?shù)臐B透液，從而有針對(duì)性地對(duì)壓力容器表面開(kāi)口進(jìn)行檢測(cè)。其檢測(cè)原理主要是由于滲透液自身具有較強(qiáng)的滲透性，所以，當(dāng)壓力容器存在缺陷時(shí)，滲透液可以沿著開(kāi)口缺陷的縫隙滲透到容器內(nèi)部，檢測(cè)人員則可以通過(guò)顯像劑來(lái)對(duì)容器開(kāi)口缺陷情況進(jìn)行判斷。滲透檢測(cè)方法由于其可以有效地節(jié)約成本，而且性價(jià)比高以及傻瓜式操作等優(yōu)勢(shì)，所以可以廣泛地應(yīng)用在對(duì)壓力容器表面開(kāi)口缺陷的檢測(cè)方面。但即使如此，此方法仍會(huì)受到檢測(cè)范圍的影響而影響其使用，那是因?yàn)椋朔椒ㄖ饕峭ㄟ^(guò)涂抹滲透液進(jìn)行檢測(cè)，所以對(duì)于那些表面沒(méi)有開(kāi)口的缺陷或者內(nèi)部存在的缺陷則無(wú)法準(zhǔn)確地進(jìn)行檢測(cè)。

（五）射線探傷

相比超聲波探傷，射線探傷也是一種常用于檢測(cè)鍋爐壓力容器內(nèi)部質(zhì)量的方法，主要包括兩種類型，一種是X 射線，另一種是伽馬射線，利用膠片分析內(nèi)部情況，在感光膠片被感光后，就可以將容器內(nèi)部情況在膠片上呈現(xiàn)出來(lái)，這樣更有利于檢測(cè)人員清晰看到存在的缺陷。

結(jié)束語(yǔ)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在壓力容器檢測(cè)中具有較多的優(yōu)勢(shì)，所以此技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在壓力容器的檢測(cè)中并發(fā)揮了不可替代的作用。通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，可以及時(shí)直觀地反映出壓力容器缺陷問(wèn)題，從而可以采取有效的方法及時(shí)地對(duì)缺陷進(jìn)行處理，但即使如此，此技術(shù)仍存在不足之處，所以，還應(yīng)不斷地對(duì)此技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和完善，也只有這樣才能更好地確保檢測(cè)效果，有效的降低壓力容器的檢測(cè)成本，進(jìn)而促進(jìn)相關(guān)企業(yè)的長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展。