壓力容器無損檢測技術的原理及應用

摘 要：文章主要講述了當今社會壓力容器生產以及運用時使用的無損監察措施，主要有射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測和液體滲透檢測等常用措施以及聲發射檢測、磁記憶檢測等新措施，同時主要討論了它們的工作方法、長短處和使用范圍。

關鍵詞：壓力容器；無損檢測；新技術

1 引言

伴隨著當代社會工業的擴大，對商品品質以及構造的安全穩定的使用性能要求越來越規范，因為無損檢測是在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下進行，具有廣闊的使用空間。現在無損檢測已經開發研究出了很多方法，文章中主要講述了最經常使用的射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測以及液體滲透檢測還有聲發射檢測、磁記憶檢測等。

2 無損檢測方法

無損檢測是在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，采用射線、超聲、紅外、電磁等原理技術儀器對材料、零件、設備進行缺陷、化學、物理參數的檢測技術。

2.1 射線檢測

射線檢測方法使用于壓力容器殼體或者接管對接焊縫內部缺陷的檢測。還有一些人體進入不了的容器、包裹了很多層超聲檢測不出的容器、球形狀的容器大多使用Ir-192或者Se-75等同位素開展Y射線照相。不過在管材、鍛件、棒材等材料的檢測中不適合使用射線。

射線能夠得到缺陷部位清晰的照片，對缺陷位置的大小計量也是很精確的，檢驗得到的結果能夠很具體的登記，能夠長期留存。這種措施對存在的氣孔以及夾渣能夠很容易檢測出來，但是對裂縫沒有融合的情況，假如照相位置不合適等，就比較容易漏掉。還有這種方法檢測不了太厚的材料，并且檢測費用昂貴、速度不快，對人體有副作用甚至一定的危害，要做好安全防護措施。

2.2 超聲波檢測

超聲檢測（Ultrasonic Testing，UT）是利用超聲波在介質中傳播時產生衰減，遇到界面產生反射的性質來檢測缺陷的無損檢測方法。

超聲檢測既可用于檢測焊縫內部埋藏缺陷和焊縫內表面裂紋，還用于壓力容器鍛件和高壓螺栓可能出現裂紋的檢測。

這種措施穿透能力較大，例如在鋼中的有效探測深度可達1米以上，探傷靈敏度較高，并可測定缺陷的深度和相對大小，設備輕便，操作安全，對人體沒有副作用。但是這種措施不易檢查形狀復雜的工件，要求被檢查的表面有一定的光潔度。還有這種措施對存在不足的地方定性、定量等表述不清楚。

2.3 磁粉檢測

磁粉檢測（Magnetic Testing，MT）是基于缺陷處漏磁場與磁粉相互作用而顯示鐵磁性材料表面和近表面缺陷的無損檢測方法。

在檢驗生產壓力容器是以鐵磁為生產材料的時候，對這種容器品質的檢測掌控、商品品質檢測還有在運行中檢測其是否有毛病時都使用磁粉檢測措施，對被檢工件進行磁化后，利用工件表面漏磁場吸附磁粉的現象，判斷是都存在缺陷。

這種磁粉檢測措施長處是檢測費用低、高效率、靈敏度強。短處在這種檢測方式只適合鐵磁材料，對被檢測件的表面光滑度要求高。

2.4 滲透檢測

滲透檢測（PenetrantTest，PT）是基于毛細管現象揭示非多孔性固體材料表面開口缺陷，其方法是將液體滲透液滲入工件表面開口缺陷中，用去除劑清除多余滲透液后，用顯像劑表示出缺陷。

滲透檢測可廣泛應用于檢測大部分的非吸收性物料的表面開口缺陷，如鋼鐵，有色金屬，陶瓷及塑料等，對于形狀復雜的缺陷也可一次性全面檢測。伴隨著在壓力容器檢查方法中滲透檢查措施的普及使用，一定要采取適合的檢查方法以及滲透劑、規范試塊還有受檢測物體適合的試塊，選擇恰當的滲透檢查措施規范等提升其檢查效果。

這種檢測方式操作方法簡易、費用低、缺陷位置能夠準確的顯示、檢查靈活度強，不受被檢工件結構以及材質限制，無論結構再復雜的工件，只需一次滲透檢測，就可以同時檢查開口于表面的所有缺陷。但是滲透檢測無法或難以檢查多孔的材料，對工件或者環境都會產生一定程度的影響。滲透檢測措施在檢測表面是不是具有細小缺陷的時候比射線檢測措施的效果還高，而且還能夠檢測到磁粉檢測沒有辦法檢測到的位置。

2.5 聲發射檢測

聲發射檢測，材料中因裂縫擴展、塑性變形或相變等引起應變能快速釋放而產生的應力波現象稱為聲發射。并且彈力波能夠反射出容器的一些特征。伴隨固體材料在斷裂時釋放儲存的能量產生的彈性波進行檢測，聲發射檢測是一種動態無損檢測措施。

壓力容器處在高溫高壓的環境中工作，材料會因為疲勞、腐化等情況形成裂縫缺陷。這些缺陷的出現、成長直到出現裂縫時都會發出不同的信號，按照發出的這些信號規模能夠確定是不是有裂縫出現、裂縫的大小情況。

聲發射檢測措施是動態的，而X射線檢測和超聲波檢測等這些常用的檢查措施是靜態的。聲發射檢測時發出的信號是經過外部條件形成的，檢測很敏感度高，能夠檢查出存在的微米數量的缺陷的形成、成長趨勢等，檢查的靈活性高。還有，由于很多材料自身都有聲發射特質，因此這種檢測方式不會因材料材質問題受到約束，能夠長久持續的跟蹤缺陷的變化情況。

2.6 磁記憶檢測

磁記憶檢測方法就是通過測量構件磁化狀態來推斷其應力集中區的一種無損檢測方法，其本質為漏磁檢測方法。

壓力容器設備在工作時受到壓力、環境、載體等原因產生的作用，比較容易在受力情況最嚴重的地方出現因受力而產生的縫隙或者缺陷，在高溫環境工作的壓力容器還會出現蠕變損害。磁記憶檢測措施能夠準確、可靠的探測壓力容器以應力集中為特征的位置進行掃描。能夠發現連接部位存在的應力嚴重區域，再對這些地方的表面使用磁粉檢測措施、內部使用超聲檢測措施、硬度測驗或者分析材料組織中化學成分、晶體結構和物理性能等，能夠發掘在表面、內部以及材料的缺陷。

磁記憶檢測措施對受檢測工件的表面光滑度沒有要求，不用安裝特殊的裝備器材，靈敏度較高。磁記憶檢測措施可以檢測出這部分缺陷是彈性還是塑性變形，可以判斷出工件表面滑動部位以及出現應力缺陷的位置，還能夠判斷出缺陷部位的趨向，判斷裂縫是不是會繼續成長。這是在聲發射檢測技術之后再次使用工件本身反射出的消息開展檢查的措施，不僅能夠檢測出早期存在的缺陷，還能夠根據工件變形的情況，找出為什么產生變形的原因。但現在這種檢測方式還不能獨立對工件的缺陷進行確定，在實際使用過程中，一定要借助其他的檢測方式。

3 結束語

作為一種綜合性應用技術，無損檢測技術經歷了從無損探傷（NDI），到無損檢測（NDT），再到無損評價（NDE），并且向自動無損評價（ANDE）和定量無損評價（QNDE）發展。相信在遠的將來，新生的納米材料、微機電器件等行業的無損檢測技術將會得到迅速發展。

參考文獻

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