壓力容器無損檢測技術的合理選擇與應用要點

劉艷嬌

(中國第一重型機械集團核電石化公司，遼寧 大連 116113)

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壓力容器無損檢測技術的合理選擇與應用要點

劉艷嬌

(中國第一重型機械集團核電石化公司，遼寧 大連 116113)

壓力容器的制造、使用與維護安全需要高質量無損檢測技術應用為前提，研究概述了無損檢測技術應用在壓力容器制造與生產中的基本狀況，提出了壓力容器無損檢測中合理選擇技術的原則，提出了不同代際、不同方式無損檢測技術的應用要點，為無損檢測技術更為準確、全面、綜合地應用提供參考。

壓力容器；無損檢測技術；選擇；應用

在壓力容器的設計、生產、使用、維護等環節中，必須系統、完整、準確地應用無損檢測技術，通過無損檢測技術，保障壓力容器狀態的安全、系統安全、運行安全，進一步提升壓力容器的穩定性與安全性，提升壓力容器的制造、使用和維護質量。

1 無損檢測技術應用概述

無損檢測的基本特點是對壓力容器的非破壞，有些檢測技術還可以做到對壓力容器的非接觸，通過聲學、電磁學、造影技術，對壓力容器進行深入細致、系統、全面、高效率地檢驗。無損檢測技術的應用主要以降低壓力容器的結構風險和系統隱患為主，有效防控壓力容器在制造、運行中的危害，確保壓力容器在高溫、高壓情況下處于連續而穩定的狀態。從無損檢測技術的提出和發展過程看，技術主要歷經了三代發展：一是超聲波無損檢測技術，主要是利用不同介質中聲波傳播特性而形成的檢測技術。二是射線無損檢測技術，主要是利用射線的高穿透性特點，對大結構、大厚度的壓力容器進行檢驗。三是滲透無損檢測技術，通過高分子材料、磁性物質和特異指示劑的滲透作用，實現對壓力容器的無損傷檢驗。在壓力容器生產、工作和維護中，三代技術可以綜合使用，也可以根據需要單獨使用。

2 合理選擇技術的原則

2.1 無損檢測技術應用的綜合性原則

壓力容器的規格、結構、尺寸存在很大差異，不同壓力容器的工作技術設定和基礎也存在很大的區別，因此，無損檢測技術應用要針對壓力容器的特點，進行無損檢測技術的綜合性應用。對于復雜的壓力容器結構，可以以滲透無損檢測技術、超聲無損檢測技術的結合運用為主。對于壓力容器內部缺陷檢查，可以綜合射線無損檢測技術、超聲無損檢測技術的優勢，提高檢測質量和效果。對于壓力容器復雜部位，可以以第三代無損檢測技術為主，輔助傳統無損檢測技術，這樣既可以提高無損檢測的質量，還能確保無損檢測的效率。

2.2 無損檢測技術應用的關鍵性原則

無損檢測技術應用于壓力容器生產、使用、維護過程中，要根據壓力容器的設計、制造和維修等工作，設置無損檢測技術應用的關鍵點。結合壓力容器的結構和元器件特點，科學配置無損檢測技術的應用時間、過程和要點，使壓力容器的材料性質、制造水平得到全面控制。例如，壓力容器的鍛造件是產生損傷和缺陷的主要部位，無損檢測技術要在生產中緊跟鍛造環節，在維護中把握技術應用實際，在第一時間節點上嚴格使用無損檢測技術，做到對壓力容器鍛造件損傷的有效檢測和識別。

3 無損檢測技術的應用要點

壓力容器的制造與使用過程中，由于溫度、壓力、材質、介質和結構等方面因素，會因結構失衡、溫度過高、壓力過大、金屬疲勞、材料老化、應力疊加等問題導致容器出現制造與使用風險。為提升壓力容器的質量與安全性，要有針對性地采用無損檢測技術，對壓力容器內部、構件、設備進行系統性、全面性檢測，在有效應用無損檢測技術的基礎上，及時發現、排除和解決壓力容器存在的隱患、缺陷和風險。

3.1 第一代超聲無損檢測技術的應用

聲波在均一的介質中具有傳播方向穩定、傳播速度固定的特點，如果出現傳播過程中的漫射、反射與折射，代表著介質存在均一性的問題。超聲波檢驗正是利用這一特性，通過對壓力容器材質超聲波的散射與反射來檢驗內部缺陷，根據反射強弱、散射幅度確定壓力容器缺陷的位置、大小、形狀等具體信息與情況。在壓力容器結構鋼板、鍛造件的檢驗中，在壓力容器焊接部位、奧氏體部件、鋼板結合部位、高壓高溫固定件、螺栓螺母的檢測中，在容器鋼結構主體部位、壓力部位、不銹鋼、特種鋼等部位的檢測中，可以有效利用超聲無損檢測技術，確保無損檢測的質量、速度。

3.2 第二代射線無損檢測技術的應用

射線，例如X射線可以有效透過鋼結構、無機材料和高分子材料，在顯示器上反映出穿透壓力容器的內部層次和結構特點。借助熒光劑、膠片等成像材料，可以將壓力容器的物質構成、結構密度、材料厚度、材質種類等相關因素加以呈現，無損檢測人員可以利用成像和顯示詳細了解壓力容器的內部系統特點，明確壓力容器的結構狀態，進而分析研究容器內部隱藏的缺陷和問題，在排查壓力容器具體問題的同時，實現壓力容器無損檢測的目標。射線無損檢測技術的優勢是對壓力容器結構具有廣泛適應性，對各類材料具有普遍兼容性，方便無損檢測工作得出定量的結果、定性的結論和直觀的表現，能有效提升無損檢測工作的效率。但是射線無損檢測技術也存在輻射過大、人體防護復雜等劣勢，在應用中要做好射線強度、射線方向等方面的控制，強化操作人員的防護工作，這樣才能確保射線無損檢測操作的安全、效率等綜合目標。射線無損檢測技術應用于壓力容器合金結構和特殊鋼材結構的檢測中，特別是在奧氏體復合結構、銅合金、鎳合金、鋁合金等材料的檢查中，具有獨特效果，在高碳鋼、不銹鋼、低碳合金等材料的檢測中具有較高質量。

3.3 第三代滲透無損檢測技術的應用

滲透方式是利用磁粉、高分子材料的滲透特點，通過對壓力容器結構和系統的特殊處理，形成對壓力容器缺陷部位的聚集和標識，這是新型無損檢測技術。滲透式無損檢測技術具有簡便、顯示直觀、檢測范圍廣、檢出速度快、標識靈敏程度高等優勢，在現代化、大型壓力容器生產與維護中，具有特殊的價值和功能。在壓力容器的無損檢測中，磁粉檢測技術主要用于鐵磁J性材料制的壓力容器板材、復合板材、管材、鍛件表面或近表面缺陷的檢測，以及對接接頭、T形接頭、角接接頭表面、近表面的缺陷檢測。但是非全部鐵磁材料都能使用此檢測技術，磁粉檢測檢驗深度不夠，若工件表面有油漬或其他雜質，則檢驗效率會降低，不適合檢測不規則的壓力容器。

4 結語

無損檢測技術屬于非接觸、非損傷的探測技術體系，具有綜合性與實用性的特點，是各類壓力容器生產加工、使用維護、維修檢驗過程的基礎性技術，特別是在高新科技和新型材料的應用背景下，無損檢測技術遇到了合理應用選擇的問題。要推進無損檢測技術的應用，使無損檢測技術適應壓力容器設計、生產、工作和維護的實際，這樣才能不斷提升無損檢測技術的實際檢出效率和效果，保持壓力容器的安全狀態，實現安全生產、安全使用、安全維護等目標。

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Reasonable selection and application of nondestructive testing technology for pressure vessel

LIU Yan-jiao

(China First Heavy Machinery Group Nuclear Power Petrochemical Company, Dalian 116113, China)

This paper summarizes the application of non-destructive testing technology in the manufacture and production of pressure vessels, and puts forward the reasonable selection technology of pressure vessel non-destructive testing. The paper puts forward the basic situation of non-destructive testing technology in pressure vessel manufacturing and production. The different inter-generational, different ways of non-destructive testing technology application points for the non-destructive testing technology are proposed, which provides a reference for comprehensive application.

Pressure vessel; Nondestructive testing technology; Selection; Application

2017-03-14

劉艷嬌(1984-)，女，工程師，碩士。

TH49

B

1674-8646(2017)10-0028-02