多層包扎與帶內襯壓力容器的無損檢測技術

熊明明

摘 要：壓力容器往往需要長時間連續使用，這使得外界的環境條件嚴重影響其使用性能，進而引發容器腐蝕、開裂、損毀。為了讓壓力容器能安全可靠地運作，系統化地對其進行無損檢測是相當必要的?，F就此對壓力容器中常見的多層包扎壓力容器和帶內襯壓力容器的相關無損檢測技術進行分析。

關鍵詞：無損檢測；壓力容器；多層包扎容器；帶內襯壓力容器

中圖分類號：TH878 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）05-0012-02

壓力容器作為一種特種設備在使用上具有很高的危險性，有發生爆炸或引發中毒等重大災難事故的可能性，因此，在安全性方面比一般設備的要求更高。無損檢測技術可以不損壞試件就完成對壓力容器內外各項性質狀態的檢測，它所使用的設備和技術都非常先進，在壓力容器的檢測工作中具有很高的應用性。以下將針對多層包扎壓力容器和帶內襯壓力容器從制造到使用的各個階段對無損檢測技術的運用進行探討。

1 多層包扎壓力容器

1.1 多層包扎壓力容器的特點

多層包扎式是壓力容器的筒體結構形式中最常見的一種，應用這種形式的壓力容器常被應用于石油和化工行業，用來進行高壓氫氣和高壓氮氣的儲存，通常在常溫下工作。其結構包括內筒、包扎層板（多層）、球形封頭（無人孔）。

1.2 無損檢測技術在制造過程中的應用

1.2.1 制造工藝與缺陷

多層包扎容器的制造通常從筒節內筒的焊接開始，然后再對各層層板進行包扎和焊接。當所有層板的包扎和焊接都完成時，一個筒節就制造完成了。對制造完畢的全部筒節進行焊接，最后對封頭也進行組對焊接。該制造工藝有可能出現的工藝缺陷包括夾渣、有氣孔、焊接未焊透、焊縫未熔合、裂紋等。對這些缺陷的檢測可以分內外兩部分進行，內部缺陷使用射線檢測和超聲檢測，表面缺陷則使用磁粉檢測和滲透檢測。

1.2.2 射線檢測和超聲檢測

多層包扎壓力容器需要對內筒鋼板施行100%檢測率的超聲檢測，鋼板質量應至少在II級以上。檢測中應視鋼板厚度的不同選擇不同檢測器材。

多層包扎壓力容器接頭中的接環焊縫和A類焊接接頭都需要施行100%檢測率的射線檢測，照相質量A，B級及以上，焊縫的缺陷等級II級及以上為質量合格標準。在該檢測中，透照方式有所區別，縱焊縫使用單壁透照；環焊縫使用中心透照；封頭和筒體對接處的焊縫使用環縫外透照。另外，以X射線可以穿透為前提，射線能量要盡可能低，曝光量和焦距也要控制好，而且注意控制散射線，環縫外透和縱縫透照時都可能產生背散射，其防護檢查工作一定要到位。最后在暗室處理步驟注意嚴格按要求執行以確保底片質量。

1.2.3 磁粉檢測和滲透檢測

磁粉檢測的檢測對象以焊縫表面缺陷為主。檢測時需要注意以下幾點：①保證檢測液的濃度適中，高則會形成偽磁痕，低則影響靈敏度。②需要以標準試片檢測整個系統的綜合靈敏度，并且在連續拖動進行檢測時，要使磁極斷面和檢測面的間隙盡可能地小，拖動速度也盡量保持勻速。③檢測表面必須保持光滑整潔，不能出現油脂、氧化物、鐵銹等會吸附磁粉的雜質，且必須打磨使金屬光澤露出。

滲透檢測需要使用滲透劑，而且在檢測過程中必須要做到幾點：①確保檢測溫度和滲透時間；②規避過清洗現象的產生，并且向相同的方向擦拭多余的滲透劑；③顯像需要在噴涂顯像劑后的1 h之內進行，為了確保顯像的清晰，噴涂務必要做到輕、薄、均勻。

1.3 無損檢測技術在檢驗過程中的應用

1.3.1 使用特點和缺陷

該容器因為常用于氫氣和氮氣的存放，氣體進出時產生的壓力波動會使載荷疲勞，進而產生裂紋。

1.3.2 聲發射檢測

聲發射檢測可以在容器的受載狀態下進行整體的動態監測，但由于檢測中會在各個層板之間產生摩擦信號，所以升壓至少需要施加2次，而保壓更是需要進行多次檢測。

1.3.3 磁粉檢測和滲透檢測

與制造過程中的表面檢測相同，定期檢驗中的表面檢測也可以通過這兩種檢測手段進行。要注意的是，作為壓力容器，在進行螺栓表面的磁粉檢測時，可以利用線圈法來進行檢測。通過計算磁化電流或以標準試片驗證有效磁化區的靈敏度都可以收到很好的檢測效果。

2 帶內襯壓力容器

2.1 帶內襯壓力容器的特點

帶內襯的壓力容器通常在石油的煉制工業中作為再生器使用，其內部有以非金屬的隔熱材料制成的襯里，因此，無法檢測到其內表面，對容器的無損檢測重點集中在對內襯的檢測上。內襯的破損會讓壓力容器的金屬部分因暴露于高溫而鼓包和氧化，最終引起容器的損毀。

2.2 無損檢測技術在制造過程中的應用

制造帶內襯的壓力容器需要分兩階段進行：①制造容器本體，制造工藝和普通單層薄壁容器相同，因此，同樣會出現夾渣、氣孔、裂紋、未能焊透或熔合等工藝缺陷。②鋪掛內襯，需要先把掛釘焊于內壁再進行鋪設。在這一過程中，其A，B兩種焊接接頭同樣需要進行超聲檢測和局部射線檢測，并且檢測長度至少需要達到焊接接頭的20%.

2.3 無損檢測技術在檢驗過程中的應用

帶內襯的壓力容器的定期檢驗主要是宏觀檢驗和對壁厚進行測定。因為內表面被內襯所覆蓋而無法檢測，所以焊縫內表面是否開裂需要以超聲局部抽查的方法進行檢測。另外，焊縫的外表面也需要進行檢測。

2.3.1 超聲檢測

定期檢驗需要停車進行，此時可以在外部用超聲檢測的方法檢測焊縫的內表面，確認其是否開裂。在檢測前，要注意磨平檢測處的表面防護層，防止探頭的耦合出現問題。儀器在設定上以等比深度進行定標，探頭的晶片尺寸和前沿要盡量小。

2.3.2 表面檢測

這種容器的構成材料通常具有鐵磁性，所以其表面檢測可以以高靈敏度的磁粉檢測為主，個別部位則以滲透檢測輔助進行。表面檢測的部位包括了全部焊接接頭表面與拆除工卡具時留下的焊跡表面。

3 結束語

無損檢測技術是一種綜合性很強的應用技術，其種類隨著科技的發展越來越多，我們在選擇無損檢測技術時應注意有的放矢，視實際情況具體選擇最適合的無損檢測技術。

參考文獻

[1]沈功田，李金海.壓力容器無損檢測——聲發射檢測技術[J].無損檢測，2004（9）.

[2]梅林，吳立德，王裕文，等.脈沖加熱紅外無損檢測中的圖像處理[J].紅外與毫米波學報，2002（5）.

〔編輯：劉曉芳〕

Multilayered and Nondestructive Testing Technology with Lined Pressure Vessel

Xiong Mingming

Abstract： The pressure vessel often requires long continuous use， which makes the external environmental conditions seriously affect its performance， triggering a container corrosion， cracking， damaged. In order to let the pressure vessel can operate safely and reliably， is quite necessary to systematically destructive testing them. Pressure vessel is now common for this multilayered bandage pressure vessels and pressure vessel lined with relevant non-destructive testing techniques for analysis.

Key words： non-destructive testing； pressure vessel； multilayered container； with pressure vessel