壓力容器一些常見缺陷的檢驗(yàn)技術(shù)

李煜++王文博

摘 要：壓力容器屬于特種設(shè)備的范疇，在工業(yè)生產(chǎn)與日常的生活中有著較為廣泛的應(yīng)用，同時(shí)壓力容器在制造和使用中還具有極大的安全隱患，在生產(chǎn)制造中必須通過檢驗(yàn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的各種缺陷。本文描述了壓力容器幾種常見的缺陷，包括表面缺陷和埋藏缺陷。介紹了適用于表面缺陷的目視檢驗(yàn)、磁粉檢測、滲透檢測，以及適用于埋藏缺陷的超聲檢測、射線檢測等常用的檢驗(yàn)方法。

關(guān)鍵詞：壓力容器；常見缺陷；檢驗(yàn)技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.018

在制造與使用的過程中，壓力容器不可避免的會存在和產(chǎn)生一定的缺陷，進(jìn)而對其安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響。一旦在使用過程中發(fā)生操作不當(dāng)?shù)刃袨椋菀滓鸨ǖ任ｋU(xiǎn)。關(guān)系到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，壓力容器所承受的壓力往往較大，其運(yùn)行工況大都處于高溫高壓的狀態(tài)，內(nèi)部存放的介質(zhì)通常有毒、易燃、易爆。所以在生產(chǎn)制造過程中，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理其制造流程中所出現(xiàn)的各類問題。因此，了解壓力容器常見的缺陷類型，采取科學(xué)、合理的檢驗(yàn)方法去發(fā)現(xiàn)安全隱患，并及時(shí)采取有效措施來處理，成為避免在使用過程中出現(xiàn)事故的最佳途徑。

1 壓力容器常見的幾種缺陷類型及危害

1.1 表面缺陷

由于一般壓力容器制造周期較長，在經(jīng)過一段時(shí)間后，壓力容器的母材很容易產(chǎn)生表面缺陷，包括銹蝕，裂紋等。對其表面缺陷的檢驗(yàn)較為簡單，一般通過肉眼觀察即可。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有磕碰劃傷及表面裂紋時(shí)要進(jìn)一步確認(rèn)其缺陷深度，深度超過0.5mm需要進(jìn)行補(bǔ)焊。需要注意的是不銹鋼材質(zhì)的壓力容器是禁止補(bǔ)焊的，采用圓滑過度修磨。同時(shí)，焊縫咬邊也是表面缺陷的一種，出現(xiàn)在幾何不連續(xù)與應(yīng)力集中的部位，容易誘發(fā)裂紋。當(dāng)焊縫兩側(cè)咬邊的總長，小于或等于該焊縫長度10% 時(shí)，可不作處理，否則需要進(jìn)行打磨消除或打磨后補(bǔ)焊。

1.2 埋藏缺陷

埋藏缺陷也是壓力容器的常見缺陷類型之一，其檢驗(yàn)的方法和程序相對復(fù)雜。通常需要借助于一定的檢測設(shè)備，從而判斷出缺陷缺陷的主要類型及產(chǎn)生的原因。常見的埋藏缺陷種類較多，包括了埋藏裂紋、未焊透、未融合、氣孔、夾渣等。

（1）埋藏裂紋。埋藏裂紋是相對于表面裂紋而言的，與腐蝕介質(zhì)不會發(fā)生直接接觸，因而產(chǎn)生的應(yīng)力與危害性也相對較小。但在交變載荷、以及頻繁間歇操作的工況下，容易擴(kuò)展至表面、甚至穿透，進(jìn)而對壓力容器產(chǎn)生破壞。

（2）未焊透與未熔合。在射線的底片上，如果在焊縫的中部出現(xiàn)兩側(cè)整齊的細(xì)直黑線，缺陷的類型為未焊透；如果細(xì)黑直線是一側(cè)整齊且黑度較大，則為未熔合缺陷。上述兩種缺陷出現(xiàn)在制造過程中，未熔合，因而危害性也較小，但依然存在誘發(fā)裂紋的可能。檢測中如果發(fā)現(xiàn)誘發(fā)裂紋存在，需要對其進(jìn)行挖補(bǔ)修復(fù)。

（3）氣孔和夾渣。氣孔和夾渣出現(xiàn)在壓力容器的內(nèi)部，產(chǎn)生于制造過程之中。氣孔產(chǎn)生于鑄件內(nèi)部、表面或近表面，現(xiàn)狀往往不規(guī)則，夾渣非金屬固體物質(zhì)的殘留，夾雜物出現(xiàn)在熔焊過程中。由于不會發(fā)展成裂紋，因而潛在的危險(xiǎn)較小。在檢驗(yàn)的過程中，如果氣孔邊緣有新的裂紋產(chǎn)生，可以對其忽略不做處理。如夾渣自身高度較大或端部較為尖銳，需要采取挖補(bǔ)修復(fù)處理。

2 壓力容器常用的幾種檢驗(yàn)方法

2.1 目視檢驗(yàn)

目視檢驗(yàn)是無損檢測的一種常用方法，包括宏觀檢查和外觀檢查，主要檢查容器的結(jié)構(gòu)、幾何尺寸、防腐保溫、泄露痕跡、腐蝕情況、以及焊縫狀況等。目視檢驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)一些明顯的表面開裂和腐蝕坑等缺陷，適用于表面缺陷的檢驗(yàn)。

2.2 磁粉檢測

鐵磁材料在被磁化后，在其內(nèi)部會產(chǎn)生較強(qiáng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，以及較大的磁力線密度。當(dāng)材料中存在不連續(xù)時(shí)，磁力線容易產(chǎn)生畸變，會出現(xiàn)部分磁力線逸出材料表面的現(xiàn)象，從而形成漏磁場。將磁粉撒在工件上，會被漏磁場所吸附，磁粉堆積而成與缺陷相近的形狀，被稱為磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度，適用于表面缺陷的檢驗(yàn)。

2.3 滲透檢測

滲透檢測以毛細(xì)作用原理為基礎(chǔ)，將含有熒光或著色染料的滲透液涂抹于零件的表面，會發(fā)生毛細(xì)管作用，在一定的時(shí)間間隔后，表面開口的缺陷中會滲進(jìn)部分滲透液。清除零件表面的多余滲透液，再將顯像劑施涂在表面，會再次發(fā)生毛細(xì)管的作用。此時(shí)，缺陷中所保留的滲透液會被顯像劑吸引而液滲至其中，在在一定的外部光源作用下，便會顯示出缺陷的形貌與分布的狀態(tài)。滲透檢測適用于大部分的非吸收性物料的表面開口缺陷，且不受工件幾何形狀和缺陷方向的影響，適用于表面缺陷的檢驗(yàn)。。

2.4 超聲檢測

在同一均勻的介質(zhì)中，超聲波的傳播速度與方向是恒定不變的。當(dāng)遇到另一種介質(zhì)時(shí)，反射、折射、繞射等現(xiàn)象便會發(fā)生。壓力容器大多采用鋼制材料，當(dāng)內(nèi)部存在缺陷時(shí)，采用超聲波檢測的方法，能夠準(zhǔn)確的判斷出缺陷的存在。適用于各種試件與厚度較大的工件的檢測，對于埋藏缺陷有著較好的檢測效果。

2.5 射線檢測

當(dāng)工件被射線照射時(shí)會發(fā)生透射的現(xiàn)象，其強(qiáng)度會隨著物質(zhì)的種類、厚度和密度的情況而發(fā)生變化。在照相和熒光等特性作用下，變化的情況會記錄在膠片上，顯影后會在成底片上產(chǎn)生黑度變化。工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)可以通過黑度的變化來進(jìn)行分析，從而達(dá)到缺陷檢測的目的。射線檢測能夠獲得缺陷的直觀圖像，具有定性、定量準(zhǔn)確等特點(diǎn)，且檢測結(jié)果可以長期保存，適用于埋藏缺陷的檢驗(yàn)。

3 結(jié)語

壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)與日常生活中發(fā)揮著重要的作用，其安全穩(wěn)定運(yùn)行意義重大。因此，在制造過程中需要充分掌握常見缺陷的類型，選擇合適的檢驗(yàn)方法，以保證缺陷的及時(shí)發(fā)現(xiàn)。對于表面缺陷，常常采用目視檢驗(yàn)、磁粉檢測與滲透檢測等方法，而埋藏缺陷則適宜采用超聲檢測與射線檢測等方法。對所發(fā)檢驗(yàn)出的缺陷，應(yīng)當(dāng)發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的原因，并采取有效的處理措施，從而保障壓力容器的正常運(yùn)行。

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