壓力容器無損檢測技術的應用

魏振興，楊力能，張 煒，馬躍鵬

(中石油集團石油管工程技術研究院，陜西 西安 710065)

壓力容器無損檢測技術的應用

魏振興，楊力能，張 煒，馬躍鵬

(中石油集團石油管工程技術研究院，陜西 西安 710065)

闡述了壓力容器的使用現狀，介紹了無損檢測的概念和重要特征，結合壓力容器的使用現狀重點探討壓力容器無損檢測技術的應用。隨著科學技術的發展，無損檢測技術的應用范圍將更加廣泛，前景將更加光明。

壓力容器；無損檢測技術；應用

隨著科技的迅速發展，壓力容器的應用范圍將更加廣泛。目前已被化工、冶金、石油、國防、交通等很多領域應用，并在人們的生活中應用數量將不斷加大，這就要求壓力容器的制造質量不斷改進和創新。壓力容器涉及到多學科、跨學科及綜合性很強的學科。壓力容器從確定性能參數到投入使用，需要各方面工程技術人員的共同努力。壓力容器一旦失效，將帶給國家和人民巨大的災害。所以說壓力容器無損檢測方法是保障壓力容器安全可靠運行的手段之一。在檢驗過程中能否發現影響壓力容器安全使用的缺陷，是保證檢驗這一環節的關鍵。檢驗的技術人員的掌握檢驗技術的能力也對壓力容器的檢測起決定作用，在檢驗中的任何失誤都可能導致壓力容器災難性事故的發生。壓力容器檢驗涉及很多的知識，包括壓力容器的設計、材料、焊接、無損檢測、熱處理、腐蝕等多種學科、多種專業。

1 壓力容器的使用現狀

壓力容器的使用涉及到航空、航天、核工業、石油、化工、交通、造紙等眾多領域。據2003年的統計顯示，我國當時共有壓力容器122.2萬臺，且每年出廠并投入使用的壓力容器有25萬臺。近10年來的統計表明，我國壓力容器總數正以每年2.6萬臺的速度增長，增長率為2.4%。從統計數據來看，每年新出廠的壓力容器中有相當大的一部分用于更換和替代舊設備。隨著我國生產力的迅速發展，國家安全監察工作的不斷健全，對壓力容器的管理更加完善、成熟，對壓力容器的生產、制造、安裝、使用、改造等也提出更高的要求，因此，壓力容器的安全事故也有很大程度的降低。但是，我國壓力容器的每萬臺事故率仍高于發達國家。因此，要使壓力容器的每萬臺事故率低于發達國家，還需要付出更多的努力。

2 無損檢測技術應用

2.1 要與破壞性檢測相配合

由于無損檢測具有的局限性，并不是所有需要測試的項目和指標都能進行無損檢測，某些試驗只能采用破壞性檢測，因此，目前無損檢測還不能完全代替破壞性檢測。也就是說，對一盒工件、材料和機器設備的評價，必須把無損檢測的結果與破壞性檢測的結果互相對比和配合，才能做出準確的評定。

2.2 選用恰當的時機

在選用無損檢測技術時，應首先認清無損檢測的目的，根據檢測目的確定實施無損檢測技術的恰當時機。例如，要檢查高強鋼焊接縫有無延遲裂紋，無損檢測實施的時機，就應該安排在焊接完成24小時后進行；要檢查熱處理工藝是否正確，就應將無損檢測實施時機放在熱處理之后進行。因此，在利用無損檢測技術的時候，也要科學地選用實施無損檢測的恰當時機，這樣才能確保順利地完成此次檢測，正確地評價被檢物的產品品質。

2.3 選用適當的無損檢測方法

眾所周知，每種無損檢測方法均具有局限性，不能適用于所有工件和缺陷。為了提高檢測結果的可靠性，必須根據被檢件的特點選擇適宜的檢測方法。為了提高檢測的可靠性，在物件進行檢測前，要首先判斷被檢物的性質、結構、材質和尺寸，然后判斷被檢物產生缺陷的種類和位置，分析缺陷產生的方向。這樣才能保證選用恰當的檢測技術。根據以上各種情況進行綜合分析，然后根據無損檢測方法各自的特點選擇最合適的檢測方法。只有這樣，無損檢測方法的選擇和應用才會是正確的、合理的。

3 在用壓力容器的無損檢測技術

3.1 射線檢測

工業無損檢測最重要的專業門類之一是射線檢測。射線檢測最主要的應用是探測被檢物內部的宏觀幾何缺陷（檢測）。按照不同特征（例如使用的射線種類、記錄的器材、工藝和技術特點等），可將射線檢測分為許多不同的方法。射線照相法是指用X射線或γ射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無損檢測方法，這種方法是最基本、應用最廣泛的一種射線檢測方法。對于壓力容器來說，因為壓力容器不能進入人來檢測，只能借助先進的設備，比如采用γ射線照相來檢測壓力容器的內部缺陷。這就能及時發現壓力容器內部存在的缺陷，并及時進行處理，確保壓力容器的安全運行。

3.2 超聲檢測

超聲檢測就是通過超聲波與試件互相作用，對被檢物進行宏觀缺陷檢測、幾何相關特性測量、組織結構變化和力學性能的進行檢測，進而對其特性進行評價的技術。超聲波檢測的優點為：

（1）適用于金屬、非金屬和復合材料等多種制件的無損檢測；

（2）穿透能力強，可對較大厚度范圍內的試件內部缺陷進行檢測。如對金屬材料，可檢測厚度為1～ 2mm的薄壁管材和板材，也可檢測幾米長的鋼鍛件；

（3）缺陷定位較準確；

（4）對面積型缺陷的檢出率較高；

（5）靈敏度高，可檢測試件內部尺寸很小的缺陷。

但是我們也應該認識到，超聲波檢測同樣存在著局限性，如：不能準確的定量和定性缺陷；對具有復雜形狀或不規則外形的試件進行超聲檢測有困難；試件缺陷的位置、取向和形狀對檢測結果有一定影響等。超聲檢測法可以檢測壓力容器焊接縫內部的裂紋，也可用于壓力容器鍛件和高壓螺栓可能出現裂紋的檢測。

3.3 渦流檢測

渦流檢測是以電磁感應原理為基礎的。其將通有交流電的線圈置于待測的金屬板上或套在待測的金屬管外。線圈內產生交變磁場，使被檢物呈旋渦狀的感應交變電流，形成渦流。在保持其他因素相對不變的條件下，用探測線圈測量渦流所引起的磁場變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進而獲得有關電導率、缺陷、材質狀況和其他物理量（如形狀、尺寸等)的變化或缺陷存在等信息。但由于渦流是交變電流，所檢測到的信息僅能反映試件表面或近表面處的情況。它可以檢測出表面和近表面的缺陷。由于它采用非接觸式檢測，所以檢測速度很快。由于渦流檢測的探測結果是以電信號輸出，所以很容易實現自動化檢測。

4 結束語

總之，壓力容器的制造和使用中無損檢測技術都扮演了重要的角色。壓力容器的檢測不用于一般的工業生產，盡管它并不直接產生經濟效益，但是在防止惡性事故的發生，保障人民生命財產安全方面發揮著重要的作用。一次壓力容器的爆炸事故所帶來的損失，是千百次檢測的費用所不能彌補的。因此，壓力容器的安全使用既是人民生命財產安全的保證，又是企業經濟效益的保證。而壓力容器的定期檢測，是保證壓力容器安全運行的有效手段之一。隨著科學技術的發展創新，檢測技術也在不斷進步，聲發射、漏磁技術的自動化水平也在不斷提高，因此，無損檢測技術的應用范圍也將更加的廣泛。

[1]李景辰，等.壓力容器基礎知識[M].北京:勞動人事出版社，1984.

Application of Pressure Vessel NDT Technology

WEIZhen-xing，YANG Li-neng，ZHANGWei，MA Yue-peng
（CNPCTubularGoodsResearch Institute，Xi'an 710065，China)

Describes the current situation of the use of pressure container and introduces the concept and important characteristicsofnondestructive testing.In combinationwith currentsituation of the use ofpressure container，the paper focuses on the application of Pressure Vessel NDT technology.With the development of science and technology，the application rangeofnondestructive testing technologywillbemore extensive and itwillhave a promising future.

pressure vessel；NDTTechnology；application

TH49

B

1672-545X（2013）02-0136-02

2012-11-04

魏振興(1982—)，男，陜西西安人，本科，助理工程師，研究方向：油井管及壓力容器的質量控制及檢測。