壓力容器無損檢測技術選擇與應用

鄭旭

摘 要：壓力容器是我國工業生產中的一類重要的設備，在化工、冶金、煉油等各個領域中被大范圍地應用。壓力容器的質量滿足實際生產要求對于實現生產的社會效益和經濟效益有著積極的意義。只有對壓力容器進行全面、準確的無損檢測，才能保證壓力容器的質量。現階段可應用的無損檢測方法種類多，每種方法都有其自身的優勢以及適用范圍，技術人員在工作中應該合理選擇檢測方法，以保證檢測結果的準確性和真實性。該文就壓力容器無損檢測技術選擇與應用進行了詳細的討論。

關鍵詞：壓力容器 無損檢測技術 選擇與應用

中圖分類號：TH49 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（c）-0113-02

1 壓力容器無損檢測技術的選擇

1.1 無損檢測種類

壓力容器無損檢測技術包括多種檢測方法，分別為：超聲波檢查、射線檢查、磁粉檢查、渦流檢查等。

1.2 選擇原則

選擇壓力容器無損檢測的方式時，主要在射線檢查和超聲波檢查的選擇中存在著一定的爭議，射線檢查和超聲波檢查都是無損檢測的方法，但是基于其使用的特點不同，所以存在著一定的差異，在對焊縫的檢查中，不同種類缺陷的探測技術有所區別。對于夾渣、氣孔等一類與體積相關的缺陷，使用射線檢測的靈敏程度高，對未融合、裂縫或者裂紋等一類與面積相關的缺陷，采用射線檢查的靈敏程度高，這些缺陷只有在照相的條件下才能表現出缺陷。如果在與檢測平面垂直的方向上進行檢測，則基本上不能發現缺陷。通常情況下，對于面狀缺陷，采用超聲波的方法進行檢測具有極高的靈敏性。當聲波與主平面相垂直時，即使厚度較小，也可以獲取足以用于檢測的缺陷波返回，所以，就面狀缺陷來說，使用超聲波技術進行檢查具有極高的檢出率。在檢測過程中發現，就延遲裂縫來說，使用射線的方法很難檢測出缺陷，就橫向裂紋來說，超聲波檢測又不容易檢出，所以，對于橫向裂紋以及延遲裂紋兩種類型的缺陷，可以將射線檢測技術與超聲波檢測技術相結合，共同進行缺陷的檢測，或者一種用于檢測，一種用于復查。使用射線檢測技術和超聲波檢測技術，在缺陷檢測方面的結果存在著一定的差異，所以在同時應用這兩種技術對同一部位的缺陷進行檢查時，采用各自檢測技術的評定標準進行評價，進而評定無損檢測的合格等級。

2 無損檢測的應用原則

2.1 與破壞性檢測聯合應用

無損檢測的適用范圍有一定的限制，不能實現對壓力容器所有位置的檢查和探測，為了實現全面的檢查，工作人員還應該根據壓力容器的結構特點以及實際狀況，進行一系列合理的破壞性檢查。但是，應該盡量減少使用破壞性檢查，將這類檢查與無損檢查聯合使用，以滿足檢查的全面性以及準確性。比如：對于無損檢測能夠檢測到的位置，準確性滿足實際要求，則可以不進行破壞性檢查，當特殊的位置需要同時應用兩類檢查的，可以同時開展破壞性檢測和無損檢測。如果破壞性檢查可能導致壓力容器的質量受到影響或者導致其使用壽命受到影響，應該采用無損檢測技術。在實際中，盡可能減少破壞性試驗的次數。

2.2 合理選擇檢查時間

無損檢測應該合理選擇時間，比如：如果需要檢查高強度鋼的焊縫是否存在缺陷，包括裂紋、夾渣等，應該首先了解壓力容器的生產作業流程，在完成焊縫焊接的24 h之后，才可以進行無損檢測，在焊接完成的24 h之內，首先，焊縫的穩定性不足，并沒有完工，需要待其性能穩定以后，再開展測試工作；其次，在開始檢測之前，首先確定檢測時間，通常在熱處理以后的2～3 h開始進行無損檢測，以保證熱處理操作不受到任何影響，保證檢測數據的準確性和真實性。

3 壓力容器無損檢測技術的應用

3.1 超聲波檢測技術的應用

超聲波在相同的介質中傳播時，如果介質均勻，則傳播速度不發生改變，傳播的方向也不發生改變，當在傳播的過程中遇到另一類介質，則將發生反射、折射或者繞射等現象。進行容器制造所采用的鋼材是一類均勻性介質，當內部存在缺陷的時候，超聲波在缺陷的位置就會發生折射現象，所以依據反射波的大小以及方向，就可以實現缺陷的判定，判定的內容包括：第一是否存在缺陷；第二，如果存在缺陷，則缺陷的實際狀況。壓力容器的部件以及材料的超聲波檢測范圍包括：壓力容器用復合鋼板、壓力容器用鍛件、壓力容器用奧氏體鍛件、壓力容器用無縫鋼管以及緊固件等。壓力容器焊接方面的超聲波檢測包括：不銹鋼堆焊層檢查、壓力容器鋼結構焊縫檢查、鎳合金焊縫檢查等。超聲波檢查具有較大的應用范圍，在壓力容器無損檢測技術中，應用較多。

3.2 射線檢測技術

射線檢測技術可以應用于壓力容器的接管、殼體、封頭等一些具有對接焊縫的缺陷的檢查，射線探傷設備包括：射線源、探傷儀。檢測中將射線照射在待測試件上，投射以后，射線的強度以及狀態隨著工件的種類不同、厚度不同、密度不同而有所區別，根據射線以及熒光等物質的作用程度而發生改變。將所有檢查記錄體現在膠片上，顯影以后發現底片上存在改變。依據底片中黑度的區別變化獲取工件內部的狀態信息，了解缺陷是否存在，如果存在，缺陷的狀態如何。在實際使用中，射線檢查主要應用于低合金鋼、碳素鋼以及不銹鋼以及鋁合金等材料的壓力容器焊縫的檢查，射線檢測技術的優勢在于直觀、操作簡單、檢出率高，既可以用于定性分析也可以用于定量分析，檢查結果可以記錄，能夠保存。

3.3 磁粉檢測技術

根據磁化方式的區別，磁粉檢查可以分為磁軛法和軸向通電法。主要應用于鐵磁性材料的表面和附近區域的缺陷檢查，比如：鋼管表面、高壓緊固件、焊縫表面、坡口以及熱影響區的表面等，這種檢測方法的特點是靈敏性更強，同時，操作簡單，結果準確。

3.4 滲透檢測技術

滲透檢查技術應用于一類非鐵磁性材料的檢查，同時對磁性材料也有較好的檢查效果。如果使用磁粉檢查不能滿足實際要求，則可以采用滲透檢查來對材料表面的開口缺陷進行探傷。滲透檢查的優勢在于操作簡單、顯示直觀、可以用于各種不同的開口檢測，缺點是只能夠實現表層缺陷的檢查，采用滲透檢查必須按照檢查流程開展工作，首先進行清洗，然后添加滲透液、排去剩余的滲透液、添加顯像劑、觀察結果并做出分析和評價。

3.5 渦流檢測技術

渦流檢查的工作原理是在工件內部產生渦電流，然后通過觀察渦電流的變化來實現探傷。這種檢測技術應用范圍包括管道表面以及附近的區域，優勢在于檢測速度快、自動化檢測效果好，技術的弊端是無法判斷缺陷的準確位置和類型、對于形狀的判斷準確度不高、無法檢查絕緣材料。在實際探傷中，主要的應用范圍是焊接的圓管以及無縫鋼管、鋁合金以及鋁制材料的厚度較小的管壁、鈦合金和鈦管、銅合金和銅管等。

綜上所述，無損檢測技術是一類綜合性較強的無損檢測技術，在壓力容器的缺陷探傷中具有實際的應用意義。不同檢測方法的特點、優勢有所不同，適合應用的檢測位置也存在區別，技術人員需要結合壓力容器的實際情況，針對檢測位置以及檢測目的的不同，選取合理的檢測方法。

參考文獻

[1] 李健偉，張小凡，董旭光.論壓力容器無損檢測技術的選擇與應用[J].中國科技財富，2011，21（3）：125-132.

[2] 吳燕.壓力容器無損檢測技術的選擇與應用探究[J].科技資訊，2011，11（22）：110-121.

[3] 李強，郭子丹，聞香.芻議壓力容器無損檢測技術的選擇及應用[J].中國新技術新產品，2012，39（16）：12-23.