帶涂層的特種設備超聲波檢測

□ 臧揚揚

一、無損檢測技術及超聲波檢測技術的發展現狀

無損檢測技術的發展已經歷一個世紀，盡管無損檢測技術就其本身來說并非是一種生產技術，但是其技術水平卻能反映一個部門，一個行業，一個地區甚至一個國家的工業化水平。無損檢測技術包括超聲波檢測(UT)、射線檢測(RT)、滲透檢測(PT)、磁粉檢測(MT)、渦流檢測(RT)等常規的檢測技術和聲發射(AE)、TOFD、紅外線檢測等新興的檢測技術。這些技術隨著時代在不斷發展，同時對于缺陷的檢測的精確性和準確性都在不斷地提高。超聲波無損檢測技術(UT)作為五大常規檢測技術(RT、MT、PT、UT、ET)之一，與其它常規無損檢測技術相比，它具有被測對象范圍廣，檢測的深度大，對于缺陷定位的準確，檢測的靈敏度高，成本低廉，使用方便快捷，檢測速度快，對人體無害以及便于現場使用、操作等特點，因而世界各國都對超聲無損檢測給予了高度的重視。

二、帶涂層超聲波檢測的目的及其意義

隨著我國工業化水平的不斷提高，人們越來越重視安全的問題。而與無損檢測息息相關的特種設備安全就顯得尤為突出。對于特種設備的無損檢測問題，隨著檢測技術的不斷發展，精確性也在不斷提高，但隨之而來的問題也顯得尤為突出。國家規定對于帶涂層的特種設備的超聲檢測應該打磨掉其表層的涂層，露出設備的母材。而對于一些特殊的設備，打磨掉其涂層可能會對其使用性能及其穩定性產生一定的影響。因此本文主要探究在不打磨掉其表層涂層的情況下，應用超聲波檢測會對檢測結果產生怎樣的影響，以及對其影響的大小。

三、帶涂層的特種設備的無損檢測現狀

《中華人民共和國特種設備安全法》規定:特種設備指的是對人身和財產安全有重大危險性的鍋爐、壓力容器、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施和場(廠)內專用機動車輛等。而在這之中壓力容器、大型游樂設施等的危險性更大，一旦發生事故將直接威脅到人們的生命財產安全。因此對于特種設備的檢測就顯得尤為重要。而在檢測之中關于設備表層的防腐層的問題引起了人們的關注。對于壓力容器、大型游樂設施等特種設備，在進行超聲檢測時，國家規定必須打磨掉其表層的防腐層，然后在進行檢測。但是在實際的檢測中，打磨可能會造成以下幾個問題:一是在打磨的過程中，需要大量的人力物力，會造成不必要的資源的浪費;二是在打磨的過程中很有可能會造成一定的機械損傷，從而造成設備的壁厚減薄，應力集中等;三是對于一些特殊的場合，如天然氣站、液化石油氣站等存在易燃易爆產品的場所，打磨產生的火花可能會引起意外的事故，因此本文主要探究在不除去特種設備(壓力容器、大型游樂設施等)表層的防腐層的情況下，探究對缺陷超聲檢測結果的影響。

四、超聲波檢測的特點和基本原理

超聲波是一種機械波，機械振動與波動是超聲波探傷的物理基礎。其頻率大于20kHz。超聲波檢測的原理是利用超聲波在界面處的反射和折射以及超聲波在介質中傳播過程中的衰減，由發射探頭向被檢件發射超聲波，由接收探頭接收從界面(缺陷或本底)處反射回來超聲波或透過被檢件后的透射波，以此檢測工件是否存在缺陷，并對缺陷進行定位、定性與定量。由于超聲波檢測的方法的多樣性和廣泛的適用性，超聲波檢測在特種設備的全面檢查、定期檢查中扮演著十分重要的角色。特種設備安全技術規范(TSG R7001-2013)中規定:壓力容器對接接頭的無損檢測比例一般分為全部(100%)和局部(大于或等于20%)兩種。但無論是全部檢測還是局部檢測，超聲波檢測都是不可或缺的一種檢測方法。游樂設施安全規范(GB 8408-2008)規定:涉及到人身安全的重要的軸、銷軸，應進行100%超聲波探傷?？梢姵暡z測在游樂設施的檢驗中起著重要的作用。

五、超聲波檢測的優點和局限性

超聲無損檢測技術(Ultrasonic Testing，簡稱UT)作為五大常規檢測技術之一，在利用其進行檢測的時候有很多的優點:一是超聲波檢測適用的范圍廣，包括金屬材料、非金屬材料和復合材料;二是對缺陷的定位準確，其中對條形缺陷和面積型缺陷的檢出率比較高;三是超聲波檢測的靈敏度比較高，能夠檢測出工件內部的小尺寸的缺陷。

然而利用超聲波進行檢測的時候存在一定的局限性:一是不能直觀對缺陷進行定量分析;二是同一缺陷，其位置、取向等不同，檢測結果可能就不相同，容易引起人們的誤判;三是對于一些外形比較復雜的工件來說，探頭不容易布置，不利于檢測的進行。

六、特種設備(壓力容器、大型游樂設施)的防腐涂層

涂層工藝指的是應用某種特定的材料為了達到一定的防腐目的經過一定的工藝方法產生交聯聚合反應，從而在工作的外表面上構成具有一定厚度的涂層的工藝過程，這種涂層稱之為防腐層。其主要作用有很多如:一是裝飾作用:涂料能夠調配出各種各樣的顏色，由于涂層能夠形成多種平面感的效果，從而構成美麗的外觀以及所需的特殊的性能，從而起到一定的美化作用;二是保護作用:對于一些長期暴露在一些特定的環境中(酸、水蒸氣、以及其他的腐蝕性的氣體、紫外線等，其表層的防腐層會產生一定的防護作用;三是其他的作用:涂層還能起到一定的防止靜電、耐熱、保溫等作用，從而加強了產品的適用性，大大拓寬了產品的適用范圍。

七、在超聲波檢測中特種設備常見的缺陷

在大型的游樂設施中其軸類主要是鍛造加工而成的。而在大型游樂設施中，最常見的缺陷是出現在其轉軸之上。在其軸上由于剪切等力的作用，使得轉軸可能會產生軸向或是周向的條形的缺陷，以及在鍛造過程之中出現的點狀的缺陷。

壓力容器在使用過程中，受到高壓、腐蝕、疲勞等外界環境的影響和材料性能的老化，難免會產生損傷破壞。在壓力容器中常見缺陷可能會在焊縫及其周圍或是在設備的母材中。在焊縫中可能會存在夾渣、氣孔、未熔合、未焊透等。在設備的母材中可能會出現圓形氣孔、縮松、孔等缺陷，這些缺陷的形態各不相同，機理也不盡相同。

八、結語

隨著科學技術的不斷進步，超聲波無損檢測技術也在不斷發展，其應用的范圍在不斷擴充，在實際的工程中扮演著越來越重要的角色。而與特種設備的安全息息相關的防腐涂層也發揮著至關重要的作用。對于帶涂層的特種設備的內部缺陷的檢測問題已經引起了有關檢測部門的高度關注。所以本文所探討的利用超聲波技術檢測帶涂層的工件內部缺陷的方法會成為將來無損檢測的一個重要手段。

［1］中華人民共和國特種設備安全法［S］.北京:中國法制出版社，2014

［2］2008 G B.游樂設施安全規范［S］.2008

［3］方超群.防腐涂層對超聲波檢測金屬厚度的影響［J］.水電與新能源，2011