無損檢測方法在壓力容器檢驗中應用

王立淼　李煜

摘 要：無損檢測是壓力容器檢驗中最普遍的方法，這種方法的應用能夠有效的改善壓力容器檢驗的精度和可靠性。本文先對無損檢測方法的應用原則進行簡單介紹，隨后又對無損檢測技術進行了初步的探討，希望可以為相關的研究人員和技術人員提供有價值的參考。

關鍵詞：無損檢測方法；壓力容器；檢驗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.230

壓力容器作為一種十分重要的承壓設備，無論是在化工、醫藥、鋼鐵行業，還是在石油、食品等行業都獲得了比較廣泛的應用。壓力容器的使用過程中，要經常在高溫、高壓、易燃、劇毒等非常惡劣的環境下工作，甚至如果壓力容器出現爆炸和泄漏，就會導致災難性的事故發生。所以，要嚴格檢查壓力容器的使用材料，并不斷監督和改進容器加工所需的技術和材料，以此來避免容器出現缺陷。因此，對無損檢測方法的深入研究，為壓力容器的檢驗帶來了十分重要的意義。

1 無損檢測方法應用原則

（1）檢測方法要結合所需檢測的材料以及具備的缺陷特征來選取最合適的方法，具體就是：材質、使用條件、零件制造方法以及缺陷的取向、形狀、部位和種類等為依據。

（2）可以結合實際采用多種檢測方法，針對特殊的環境，利用更多的無損檢測方法對結果驗證驗證分析，能有效提高壓力容器的檢測結果準確性。

（3）當壓力容器采用比較嚴格的角接或T型接頭，如果檢測時不能使用射線或者超聲進行檢測，就需要對表面進行100%的檢測。

（4）如果壓力容器是現場組裝并焊接的話，應在耐壓試驗開展之前對容器的焊接接頭開展表面的無損檢測，而局部表面的無損檢測是在耐壓試驗之后進行的，此時如果有裂紋等問題被發現就要及時進行補充檢測。

2 壓力容易的無損檢測方法

2.1 利用磁粉檢測

磁粉檢測又叫磁粉探傷，這種方法是通過利用磁性材料的性能對材料進行檢測的方法，可以說具有比較高的檢測靈敏度。磁粉檢測法的主要工作原理就是：對壓力容器進行無損檢測的過程中，磁性工件的材料被磁化后，工件表面的磁力線就會因為存在不連續的缺陷而導致局部的變質和畸形，最后形成漏磁場，這時工件表面的磁粉就會被漏磁場吸附，在用合適的光進行照射，磁痕就會被發現，利用這種方法就能對工件表面的缺陷形狀、位置、大小以及嚴重程度做出準確的檢測。

磁粉檢測有很多優點，例如：工件的形狀和大小不會影響到無損檢測的進行；具有較高的檢測靈敏度，磁粉檢測能夠對寬度小到微米、長度低到0.1mm的裂紋進行檢測；對工件缺陷的形狀、大小、位置等方面都能明確的顯示出來，可以通過數據分析對缺陷的性質作出進一步的檢測和判定；整個工藝的流程比較簡單，檢測成本較低以及檢測效率較高。當然這種檢測方法也有一定的缺點，例如：受深度影響，如果檢測的深度達到1～2mm，這種方法就只能對工件的表面缺陷進行檢測，而缺陷的高度和埋深就很難判定；檢測的工作通常對工件的表面都要求較高，不應該有黏濁物或者油脂等雜物的存在；只能對鐵磁性的材料進行檢測，但又不是所有的都能檢測，要求就是工件內鐵素含量需在20%以上，而磁場強度要在2500A/m的范圍之內、磁導率要在300之下；要想對缺陷進行有效的檢測，缺陷與磁場方向的夾角大小要在45～90度之間才可以。

磁粉檢測法的適應范圍是：

（1）能夠正常使用的壓力容器；可以對壓力容器在工作中出現的疲勞裂紋和應力腐蝕等缺陷進行檢測；

（2）還在制造過程中的容器檢測；例如，檢測鍛鋼零件、檢測焊接坡口、檢測焊縫表面質量以及對還在焊接過程中容器的檢測。

2.2 射線檢測

基本原理：射線由于在穿透工件時受到介質的阻礙會變得越來越弱，而逐漸減弱的程度是由工件的阻力系數和射線能夠穿透介質的厚度來決定；當射線遇到有問題的工件時，就會由于缺陷和工件的基本物質之間阻力系數差別較大，而表現出不一樣的射線強度；而工件后面的X光膠片會由于射線強度不同而出現感光程度有所差異，膠片處理過后，就會有不同的黑度形成，由于黑度的位置和范圍不一樣，就能判別出工件的缺陷具體大小和部位。

射線檢測法的優點：膠片經過處理能夠對被檢測的工件缺陷形成直觀的影像，而且定性、定量的檢測結果也比較準確；能夠較為準確的檢測出氣孔、夾渣等缺陷問題；檢測出的結果也能被較長時間的保存。缺點有：射線檢測成本比較高，對射線檢測員的防護要做好，避免人體傷害的發生；如果遇到裂紋、未融合等面積類型的缺陷，如果不能恰當的檢測就會出現漏檢。

射線檢測法作為無損檢測的重要方法之一，適用于容器制造過程中的焊縫檢測。

2.3 超聲波檢測

超聲波指聲波頻率超過20000Hz。這種聲波的傳播可以按照比較穩定的速度和方向進行傳播，如果傳播過程中遇到異質的界面或阻抗不同的缺陷就會發生反射。利用這種反射就可以判別工件內部的缺陷。

超聲波檢測優點：檢測過程便捷、安全性高，能夠對無損檢測的自動化水平進行提高；超聲波穿透性較強，能夠較為靈敏的檢測出裂紋和夾層中的平面缺陷，而且對缺陷的深度和大小都能做出診斷。缺點有：檢測結果非直觀時需要有較高檢測經驗和水平的人員進行檢測；檢測工件的表面也需要較高的光潔度；形狀比較復雜的工件檢測起來難度比較高。

超聲波檢測適用范圍：

（1）檢測鍛件缺陷，由于超聲波檢測能夠良好的適應面積型缺陷的檢測，而鍛件內部的缺陷基本都是面積型或條形的，所以，超聲檢測的主要對象就是鍛件檢測；

（2）檢測焊縫缺陷，超聲波檢測能夠對焊縫內存在的氣孔、夾渣、未熔合、裂紋等基本缺陷進行檢測；

（3）檢測鑄件缺陷，因為鑄件缺陷檢測過程中，超聲波會受到其他雜波的干擾，所以這種方法基本只能檢測較低的鑄件缺陷。

3 小結

無損檢測技術應用水平的高度直接影響著壓力容器的使用功能和檢測質量，所以，相關的研究人員和科學技術應該不斷加強關于無損檢測法對壓力容器檢驗的應用探討，并通過總結無損檢測的方法和應用要點，達到壓力容器無損檢測水平的逐步提高。

參考文獻：

[1]王成.無損檢測方法在壓力容器檢驗中的應用研究[J].設備管理，2014（09）.

[2]宋玉霞.壓力容器無損檢測技術探討[J].中國新技術新產品，2011（13）.