特種設(shè)備檢測中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

萬有勝

（武威核工業(yè)同心公司設(shè)備有限公司，甘肅 武威 730000）

1 引言

目前，特種設(shè)備在社會(huì)各個(gè)行業(yè)應(yīng)用較為廣泛，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及工業(yè)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，特種設(shè)備在專業(yè)性和操作性這兩個(gè)方面取得了很大的進(jìn)步，在各個(gè)工業(yè)場所占據(jù)明顯的優(yōu)勢。不同行業(yè)內(nèi)使用到的特種設(shè)備種類不同，特種設(shè)備的種類較多，但主要分為承壓類特種設(shè)備和機(jī)電類特種設(shè)備這兩個(gè)類型。對(duì)于需要應(yīng)用到鍋爐、氧氣罐、含氣瓶、壓力管道等場景而言，其需要使用到的特種設(shè)備為承壓類型，而在游樂場所、電梯、滑行索道、機(jī)動(dòng)車等場景主要使用到機(jī)電類的特種設(shè)備，不同類型的特種設(shè)備存在其特定的優(yōu)勢，在人們的日常生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。如果特種設(shè)備操作不當(dāng)，在使用過程中產(chǎn)生使用故障，這會(huì)給使用人員的人身安全造成嚴(yán)重的威脅。因此，相關(guān)企業(yè)必須對(duì)特種設(shè)備進(jìn)行無損檢測，在設(shè)備安裝之前應(yīng)用先進(jìn)的無損檢測技術(shù)保證設(shè)備的正常運(yùn)行質(zhì)量，在特種設(shè)備使用期間也要定期安排專業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行無損檢測，不斷優(yōu)化特種設(shè)備的使用性能，促進(jìn)社會(huì)不同行業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)度，帶動(dòng)工業(yè)的快速發(fā)展，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 特種設(shè)備應(yīng)用無損檢測技術(shù)開展檢測工作的必要性

對(duì)于承壓類型的特種設(shè)備而言，其在不同行業(yè)內(nèi)都得到了較為廣泛的應(yīng)用，該類型的特種設(shè)備在長期使用過程中會(huì)因?yàn)闄C(jī)械的磨損而產(chǎn)生各種內(nèi)部零部件損傷，而由于特種設(shè)備較為特殊，對(duì)設(shè)備進(jìn)行損傷修復(fù)需要投入大量的資金成本。因此，行業(yè)內(nèi)相關(guān)人員正在逐步重視特種設(shè)備的后期維護(hù)和保養(yǎng)工作。在特種設(shè)備安裝使用以后，安排專業(yè)的工作人員定期對(duì)設(shè)備的使用程度、磨損情況和損傷狀況進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測，在獲取到準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)同時(shí)安排工作人員對(duì)特種設(shè)備進(jìn)行專業(yè)性的維修和養(yǎng)護(hù)。如果沒有對(duì)特種設(shè)備進(jìn)行專業(yè)化的質(zhì)量檢測和定期養(yǎng)護(hù)，無視設(shè)備的損傷和磨損情況，這可能會(huì)在后期的使用過程中給相關(guān)人員造成嚴(yán)重的人身威脅。然而，由于特種設(shè)備無損檢測行業(yè)人才較少，檢測設(shè)備的數(shù)量不足，檢測技術(shù)的專業(yè)性較差，這就需要行業(yè)內(nèi)專業(yè)人員對(duì)無損檢測技術(shù)進(jìn)行不斷地研究與拓展，促使無損檢測技術(shù)向著現(xiàn)代化、智能化、自動(dòng)化的方向全面發(fā)展，確保先進(jìn)的無損檢測技術(shù)能夠在高精度的特種設(shè)備檢測工作中應(yīng)用，并提高檢測的準(zhǔn)確性與精度。此外，在使用過程中也要保證檢測技術(shù)不會(huì)對(duì)特種設(shè)備內(nèi)部的零部件造成損害，檢測人員和專業(yè)的維修人員需要同時(shí)到達(dá)檢測現(xiàn)場，一旦檢測出缺陷要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，這樣才能為特種設(shè)備企業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

3 無損檢測技術(shù)的類型

當(dāng)下，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及特種設(shè)備行業(yè)的快速發(fā)展，相比于傳統(tǒng)的特種設(shè)備無損檢查工作而言，對(duì)特種設(shè)備的使用性能和技術(shù)類型進(jìn)行無損檢測技術(shù)已經(jīng)得到了較快的發(fā)展和轉(zhuǎn)變。相關(guān)研究人員對(duì)特種設(shè)備無損檢測技術(shù)進(jìn)行不斷地研究與完善，使得對(duì)特種設(shè)備內(nèi)部可能存在的缺陷檢測的準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)性得到了不斷提高，確保特種設(shè)備在使用過程中能高效地發(fā)揮其自身性能和結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，不僅檢測效率得到了提高，檢測的質(zhì)量也得到了保障，先進(jìn)成熟的特種設(shè)備無損檢測技術(shù)在特種設(shè)備檢測工作中已經(jīng)得到了更加廣泛的應(yīng)用。

3.1 射線無損檢測技術(shù)

在特種設(shè)備無損檢測工作中，射線無損檢測技術(shù)能夠?qū)μ胤N設(shè)備的性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測，是應(yīng)用最為廣泛的檢測技術(shù)。射線無損檢測技術(shù)主要利用射線的強(qiáng)穿透力，發(fā)出的射線能夠無阻礙地散射到特種設(shè)備的內(nèi)部，根據(jù)特種設(shè)備不同部位的建造材料對(duì)射線的吸收能力來判斷該部位是否存在缺陷，以此來達(dá)到無損檢測的目的。由于特種設(shè)備內(nèi)部建造的材料種類較多，不同材料對(duì)射線的反射和吸收能力存在一定的差異性，檢測人員可以在了解不同類型材料對(duì)射線吸收能力的基礎(chǔ)上，結(jié)合光圖分析方法對(duì)設(shè)備內(nèi)部整體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行良好的檢測。如果檢測人員需要對(duì)機(jī)電鍋爐特種設(shè)備進(jìn)行檢測，那么可以選用中子射線、X射線等射線類型來提高檢測的準(zhǔn)確性與效果，利用射線發(fā)出設(shè)備將中子射線發(fā)射到特種設(shè)備內(nèi)部指定位置，這便能夠得到可信度較高的檢測結(jié)果。此外，射線檢測技術(shù)也在檢測焊接縫隙等工作中得到了廣泛的應(yīng)用并取得了良好的效果。對(duì)于娛樂場這種存在多類型面積廣的娛樂場所而言，其使用到的特種設(shè)備較多，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，如果利用射線無損檢測技術(shù)，無法使得射線大面積全方位覆蓋到所有的特種設(shè)備，這會(huì)降低檢測的效率，而且射線在使用過程中存在一定的輻射，會(huì)給操作人員的身體帶來危害。傳統(tǒng)的手工射線檢測技術(shù)已被先進(jìn)的無人射線檢測技術(shù)所取代，擴(kuò)大了射線檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍。因此，操作人員在進(jìn)行檢測時(shí)，要嚴(yán)格按照操作步驟來進(jìn)行，在保證檢測效率和精度的基礎(chǔ)上避免不必要的人身傷害。

3.2 紅外線無損檢測技術(shù)

對(duì)于紅外線無損檢測技術(shù)而言，其使用到的原理是組成不同類型材料的原子和分子在不同強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)情況下，會(huì)向外產(chǎn)生不同強(qiáng)度的輻射。檢測人員將不同強(qiáng)度的熱紅外線收集到檢驗(yàn)儀器中，根據(jù)其散發(fā)出的熱量強(qiáng)度大小來檢驗(yàn)特種設(shè)備內(nèi)部材料的結(jié)構(gòu)與性能，在檢測的同時(shí)要將待檢測物體的溫度與溫度梯度上的分布情況進(jìn)行比較，然后利用紅外熱像儀將不同部位的溫度繪制成序列圖譜，這樣就能夠準(zhǔn)確反映出特種設(shè)備不同部位在實(shí)際運(yùn)行中的狀況。紅外線無損檢測技術(shù)使用的方式主要分為主動(dòng)和被動(dòng)這兩個(gè)方面，在使用過程中可以自行調(diào)節(jié)紅外線輻射的強(qiáng)度，以此來提高特種設(shè)備無損檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。如果操作人員選用被動(dòng)檢測形式，而且特種設(shè)備自身在運(yùn)行過程中會(huì)散發(fā)較多的熱量，那么就可以在正常情況下使用紅外線發(fā)射儀，無需對(duì)紅外線進(jìn)行增強(qiáng)或加熱。如果特種設(shè)備的表面溫度較低，那么設(shè)備所散發(fā)的紅外線輻射強(qiáng)度相比于高溫狀態(tài)下會(huì)弱很多，那么操作人員便應(yīng)當(dāng)采用主動(dòng)形式來對(duì)特種設(shè)備進(jìn)行無損檢測，需要對(duì)特種設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行熱傳導(dǎo)，加熱到固定溫度以后才能用紅外檢測儀接收特種設(shè)備散發(fā)的紅外線，根據(jù)不同部位散發(fā)出的紅外線強(qiáng)度就能夠檢測出設(shè)備內(nèi)部是否存在缺陷。紅外線無損檢測技術(shù)是當(dāng)下特種設(shè)備無損檢測技術(shù)中應(yīng)用效率最高的檢測技術(shù)，能夠適用于所有類型的特種設(shè)備，在不同行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用，而且檢測的可信度較高。

3.3 超聲波無損檢測技術(shù)

一般而言，利用超聲波無損檢測技術(shù)的探測儀器體積較小、重量較輕，便于操作人員隨身攜帶，使用的操作流程較為簡單，在對(duì)焊接縫、螺栓、壓力容器等特種設(shè)備的裂痕檢測工作中應(yīng)用廣泛，而且不會(huì)對(duì)操作人員的身體造成輻射危害。操作人員如果需要檢查特種設(shè)備的使用流量、外殼硬度、厚度、強(qiáng)度、內(nèi)部工件的黏性和應(yīng)力等性質(zhì)，而且設(shè)備表面的形狀較為規(guī)則且光滑，那么選用超聲波無損檢測技術(shù)可以提高檢測的準(zhǔn)確性和精度。形狀參差不齊，表面外殼粗糙的特種設(shè)備盡量選用其他類型的無損檢測技術(shù)。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，超聲波無損檢測技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，對(duì)探測儀器進(jìn)行不斷的改革以及所發(fā)出的超聲波進(jìn)行不斷的優(yōu)化，能夠不斷提高無損檢測技術(shù)的性能優(yōu)勢及檢測精度。

3.4 渦流無損檢測技術(shù)

在對(duì)超聲波檢測技術(shù)無法應(yīng)用的特種設(shè)備進(jìn)行無損檢測時(shí)，工作人員可以選用渦流無損檢測技術(shù)，該技術(shù)在一定程度上有效彌補(bǔ)了超聲波無損檢測技術(shù)的缺點(diǎn)，能夠在低頻率使用的情況下檢測出壓力容器內(nèi)部是否存在缺陷，在準(zhǔn)確定位缺陷存在位置的同時(shí)也能夠判斷出特種設(shè)備內(nèi)部是否存在損壞，并為檢測人員提供準(zhǔn)確的損壞面積信息。渦流無損檢測技術(shù)無法單獨(dú)運(yùn)行，必須配備專業(yè)的檢測探頭，在使用之前需要對(duì)渦流檢測設(shè)備內(nèi)部的換熱管進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保熱換管表面不存在磨損、損壞等缺陷，這樣才能利用渦流無損檢測技術(shù)對(duì)特種設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)的缺陷檢測。目前，特種設(shè)備行業(yè)內(nèi)以渦流無損檢測技術(shù)為原理的特種設(shè)備無損檢測儀器和設(shè)備基本上需要從外國引進(jìn)。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及行業(yè)內(nèi)工程師對(duì)渦流無損檢測技術(shù)原理不斷地研究和學(xué)習(xí)，也能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)制造出渦流無損檢測設(shè)備，而且政府部門也在為設(shè)備檢測行業(yè)注入更多的資金和技術(shù)支持，為渦流無損檢測技術(shù)的快速進(jìn)步和發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.5 磁粉無損檢測技術(shù)

特種設(shè)備在建造過程中會(huì)處于半成品和成品階段，在對(duì)該階段的特種設(shè)備進(jìn)行無損檢測時(shí)，可以選用磁粉無損檢測技術(shù)，該檢測技術(shù)使用到的原理是金屬在受到電磁影響下會(huì)產(chǎn)生磁化現(xiàn)象。若金屬存在缺陷，那么在其被磁化以后，內(nèi)部會(huì)存在許多雜質(zhì)和裂縫，這就會(huì)破壞磁場的均勻性，降低金屬對(duì)磁粉的吸附性。因此，工作人員可以根據(jù)磁場的分布情況以及磁粉的吸附數(shù)量來對(duì)半成品或成品階段的特種設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)的無損檢測工作。此外，磁粉無損檢測技術(shù)存在使用簡單、高效、快捷等優(yōu)點(diǎn)，在特種設(shè)備制作過程中就能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部是否存在缺陷，一旦檢測出缺陷便可以安排生產(chǎn)人員對(duì)特種設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)，確保其達(dá)到實(shí)際的使用標(biāo)準(zhǔn)。科技不斷發(fā)展的同時(shí)也促進(jìn)了磁粉無損檢測技術(shù)的快速發(fā)展，目前，磁粉無損檢測技術(shù)也能夠準(zhǔn)確檢測出特種設(shè)備的疲勞程度、使用程度以及損傷程度，該技術(shù)在不斷改革和完善中使用的范圍逐步擴(kuò)大，能夠檢測的特種設(shè)備類型逐步增多，檢測結(jié)果的精準(zhǔn)性也得到了良好的保證。

3.6 滲透檢測

操作人員在利用滲透檢測技術(shù)時(shí)，一般會(huì)使用附著能力較強(qiáng)的熒光染料，檢測工作開始之前，將熒光染料送入特種設(shè)備的工件內(nèi)部，然后在染料表面撒上一層顯像劑，如果工件某個(gè)部位存在缺陷，那么缺陷便會(huì)立刻顯現(xiàn)出來。由于熒光染料的使用存在一定的缺陷性，因此，滲透檢測技術(shù)一般用來檢測由有色金屬、陶瓷、非金屬材質(zhì)制成的特種設(shè)備，而其他類型的特種設(shè)備則會(huì)產(chǎn)生染料附著在設(shè)備內(nèi)部的現(xiàn)象，這會(huì)給設(shè)備后期的使用造成不利影響。對(duì)于奧氏體不銹鋼材料而言，其焊接的環(huán)境溫度不得高于250 ℃，檢測人員在對(duì)焊接部位進(jìn)行檢測時(shí)，可以采用滲透檢測技術(shù)來提高檢測的準(zhǔn)確性。滲透檢測技術(shù)能夠檢測出焊接部位是否存在裂紋、氣孔、氧化等缺陷，即使檢測環(huán)境存在水電隔絕的現(xiàn)象，滲透檢測技術(shù)依然能夠順利開展，而且滲透檢測技術(shù)在戶外特種設(shè)備無損檢測時(shí)也能夠高效利用。然而，該檢測技術(shù)無法檢測特種設(shè)備內(nèi)部可能存在的閉合性缺陷。

3.7 盲區(qū)補(bǔ)充檢測

在對(duì)特種設(shè)備進(jìn)行無損檢測工作中，操作人員使用不同的檢測方法會(huì)得到不同的檢測結(jié)果。一般都會(huì)選擇利用專業(yè)的檢測儀器獲取特種設(shè)備的使用數(shù)據(jù)，而如果安裝的特種設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且特殊，即使檢測人員采用先進(jìn)的超聲波檢測方法，這也會(huì)出現(xiàn)超聲波的直通波無法滲入特種設(shè)備內(nèi)部的每一個(gè)部位，無法全面檢測特種設(shè)備，這便會(huì)產(chǎn)生檢測盲區(qū)。檢測人員可以通過以下幾個(gè)方面來對(duì)特種設(shè)備內(nèi)部的檢測盲區(qū)進(jìn)行有效的補(bǔ)充檢測：第一，如果特種設(shè)備存在焊接縫且焊接縫的大小小于50 mm，那么要將焊接縫檢測的距離控制在10 mm以內(nèi)，這樣才能提高實(shí)際的檢測準(zhǔn)確性。第二，在對(duì)盲區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充檢測時(shí)，盡量選用寬屏大窄脈沖探頭和變更探頭，這兩種探頭在檢測到數(shù)據(jù)以后能夠立即在配套的計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件上繪制成TOFD圖像，檢測人員根據(jù)該圖像就能夠檢測出特種設(shè)備內(nèi)部存在的缺陷，精準(zhǔn)定位缺陷所在部位。第三，檢測人員要保存好TOFD圖像上的特種設(shè)備缺陷數(shù)據(jù)，然后利用掃描信號(hào)對(duì)設(shè)備內(nèi)部的缺陷盲區(qū)可能存在的危險(xiǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的估計(jì)，根據(jù)估計(jì)結(jié)果和實(shí)際檢測到的數(shù)據(jù)制定針對(duì)性的缺陷解決方案。

4 結(jié)束語

綜上所述，對(duì)于特種設(shè)備無損檢測工作而言，檢測人員必須根據(jù)特種設(shè)備的使用需求和性質(zhì)，選用合適的無損檢測技術(shù)，綜合考慮不同類型檢測技術(shù)的優(yōu)勢，確保在檢測過程中能夠獲得最準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)。在特種設(shè)備行業(yè)發(fā)展過程中，特種設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，種類越來越多，這就需要更加先進(jìn)、智能化的無損檢測技術(shù)對(duì)使用到的特種設(shè)備內(nèi)部損壞情況進(jìn)行精準(zhǔn)的測量，更先進(jìn)的無損檢測技術(shù)能夠獲得更準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)，在獲得的檢測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上根據(jù)設(shè)備的使用年限和后期使用需求，制定針對(duì)性的缺陷預(yù)防措施和解決方案，不僅需要提高特種設(shè)備的無損檢測效率，還應(yīng)當(dāng)為特種設(shè)備后期的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供良好的保障，只有高質(zhì)量的運(yùn)行狀況才能避免人身安全事故的發(fā)生，為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。