壓力容器無損檢測技術可靠性對比分析

宋文華

(沈陽特種設備檢測研究院,遼寧沈陽 110000)

壓力容器無損檢測技術可靠性對比分析

宋文華

(沈陽特種設備檢測研究院,遼寧沈陽 110000)

壓力容器是一種可能引起爆炸或中毒等危害性較大事故的特殊設備,其安全檢測尤為重要。射線檢測和超聲波檢測技術作為應用較為普遍的檢測技術,所以對于壓力容器來講也是各有利弊,由此本文主要對兩種檢測方法的優缺點及可靠性進行了比較。

比較 壓力容器 檢測技術 射線檢測 超聲波檢測 無損檢測

隨著我國經濟實力的不斷發展，國家對科學非常重視，一個國家發展力的水平就取決于這個國家的科學技術的發展，新中國成立后，我國國民生活水平不斷提高，隨著經濟的發展，科學事業也被逐漸的重視起來，俗話說，科學的發展決定國家的發展。只有發展好科學，我國的經濟水平，國民的總體素質才會提高。現如今，科學對于一個國家是非常重要的，他反映著一個國家的未來，一個國家經濟的發展，只有把科學技術提高上去，未來才會有更多的未被探知的創造出現在我們的生活中為我們制造出一個個驚喜，讓我們的生活更加絢爛多彩，讓我們的視野得到開拓，讓我們的精神生活得到了滿足，開發了我們的智力與探索未知的潛能，向著未知的世界摸索著，發現未知宇宙的奧秘。以下是我針對壓力容器技術檢測所提出來的注意事項，以供參考。

1 射線檢測和超聲波檢測的優缺點比較

1.1 射線檢測的優缺點

優點：(1)可獲得缺陷的投影圖象，比較直觀。(2)射線檢測有底片的直接記錄。

缺點：(1)射線的輻射對人體有害體積型缺陷(夾渣、氣孔等)檢出率很高，而面積型缺陷(未熔合、裂紋)的檢出率較低。(2)只適合對薄板的檢測。(3)體積型缺陷(夾渣、氣孔等)檢出率很高，而面積型缺陷

(未熔合、裂紋)的檢出率較低。(4)檢測成本高，檢測的速度慢。(5)適合檢測對接焊縫，但對角焊縫的檢測效果較差。

1.2 超聲波檢測的優缺點

優點：(1)成本低，檢測速度快，設備體積小，重量輕。(2)應用范圍廣，適合對各類工件、焊縫進行檢測。(3)材質的晶粒度及工件的不規則形狀對超聲波有影響。(4)應用范圍廣，適合對各類工件、焊縫進行檢測。

缺點：(1)無法獲得缺陷的直觀圖象，定量困難超聲波檢測(2)射線檢測無底片的直接記錄(3)對面積型缺陷的檢出率較高，而對體積型缺陷的檢出率較低。

2 常規超聲波和射線檢測的可靠性比較

在超聲波檢測中，有時不能正確判定缺陷的種類、形狀和尺寸。但焊縫的缺陷在沿長度上的位置是容易確定的。而對于超聲波檢測的可靠性而言，由于無法得到直觀的缺陷圖象，所以人的主觀因素就成為其重要因素之一，而對于超聲波檢測中不同部位的檢測數據，是否便于檢測人員發現并判定其缺陷性質是對超聲波檢測可靠性的重要的評定依據。以下是我總結的幾點注意事項：

(1)表面缺陷：只有不足 50%的檢測人員能檢測出焊瘤、咬邊和過高的加強層等缺陷，因此焊縫的超聲檢測需與磁粉檢測、表面目測等相結合。

(2)根部缺陷：在對兩個分別長 35mm 和 30mm的焊縫根部裂紋的超聲波檢測試驗中，約 80%的檢測人員可以發現這些裂縫，但只有 20%的檢測人員可以正確判定其性質，單面焊縫如果沒有事先采取措施，則根部缺陷檢測的準確性不高，它們有時可能被認定為焊縫幾何形狀引起的偽信號。

(3)氣孔缺陷：密集氣孔能比較容易地檢測出來，約占 60%。而對于單個氣孔，檢出率卻只有 25%。但氣孔對材料強度的影響不大，故對于現有的檢出率已可滿意。

(4)夾渣缺陷：這里主要是指圓形夾渣。大約 1/3的檢測人員未能發現某一夾渣。雖然漏檢的幾率很高，但這種夾渣不危險，問題還不是很大。

(5)未熔合缺陷：未熔合屬平面型缺陷，其與裂紋類似。幾乎所有的檢測人員都可檢測出大的未熔合缺陷，但只有 75%的人員能檢測出小的未熔合缺陷。在射線檢測中，對于缺陷高度小于材料厚度1%～2%的缺陷是極難發現的，對于取向不良的平面缺陷尤其如此。射線檢測也不易判定缺陷的埋藏深度。由于射線檢測發現的缺陷比較直觀，所以對于用同樣攝片工藝獲得的射線照片，一般不會出現很大差異。但對于同一缺陷的不同攝片方法，則所呈現的缺陷細節就會有所不同。而對于同一張照片上的缺陷，不同的檢測人員卻可能得出不同的結果。

綜上所述，現階段，無損檢測依然是以射線檢測為主，因為射線檢測照片比較直觀，對于人員的經驗依賴較小，所以可靠性較高，并有可儲存的檢測依據(射線照片)，但其缺點也較明顯，對人體有輻射傷害，使用成本較高。而超聲波檢測可彌補射線檢測的缺點，但無法得到缺陷的直觀圖象，對人員的經驗依賴性很強，所以可靠性相對較低，并且無法儲存檢測數據。

3 無損檢測的原理和檢測方式

無損檢測是壓力容器制造后必須進行的關鍵步驟，它關系到壓力容器的使用安全，是制造結束后質量保障的手段。由于這兩種檢測的方法的檢測原理完全不同，對不同缺陷的靈敏性各不相同，對不同種類缺陷的檢出率也各有優劣，所以在需要檢測不同方面的缺陷時，用射線或超聲波就要有所選擇。由于無損檢測的重要性及無損檢測方法的多樣性，作為一名壓力容器設計人員在選擇無損檢測方法前，應在充分了解各種無損檢測方法的優缺點后做出合適的選擇。

首先要符合使用的要求，壓力容器破裂的安全性取決于應力、缺陷及材料性能。對于一條焊縫，如果知道其材料的性能和應力，就可計算出焊縫的臨界缺陷尺寸。它是指不降低壓力容器安全性的條件下所能允許的最缺陷尺寸。但從斷裂力學的角度來看，臨界缺陷尺寸主要取決于實際缺陷的高度，而其長度及其它參數則相對次要。但現在大多數的無損方法均不是測量缺陷的高度而是測量其長度。而對于焊縫中的主要危害—平面型缺陷，射線檢測往往不能檢測出來，而超聲波檢測雖然有可能探測出來，但超聲波信號的高度和缺陷的實際高度卻無明顯或簡單關系。

4 結語

射線檢測和超聲波檢測是目前使用比較廣泛的兩種無損檢測方法。它們對于不同的焊縫缺陷有著不同的優勢，所以在針對不同缺陷時應選擇不同的檢測方法。就其可靠性而言，射線檢測由于檢測照片比較直觀，所以射線檢測比超聲波檢測的可靠性要高，但其缺點也較為明顯。隨著技術的發展，超聲波檢測由于成本經濟等原因將在無損檢測所占的比重中越來越大，尤其是超聲衍射時差檢測技術的出現，超聲波檢測的可靠性也越來越高，其發展前景也越來越可觀。

[1]田瑤君.壓力容器無損檢測技術的探討[J].計量與測試技術,2012(02).

[2]康新剛.淺論壓力容器無損檢測技術[J].科技資訊,2010(14).