特種設備檢驗中無損檢測技術的應用

李 薇

（南充職業技術學院 機電工程系，四川 南充 637131）

為轉變經濟發展方式，提升我國制造業整體水平，2015年5月8日，國務院印發《中國制造2025》行動綱領，促進信息化和工業化深度融合，實現傳統制造業向智能制造轉型，提出“實施工業產品質量提升行動計劃，針對特種設備、高檔數控機床、工程機械、關鍵原材料、基礎零部件等重點行業，組織攻克關鍵共性質量技術”[1]。

特種設備是指對人身和財產安全有較大危險性的設備，如鍋爐、壓力容器、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施、場內專用機動車輛等[2]。

特種設備經常用于存儲和運輸高溫、高壓、易燃易爆、有毒介質，或用于起重、吊裝、運輸等高空作業環境，一旦發生事故，后果十分嚴重。因此，在特種設備生產和制造中要強化檢驗力度，應用無損檢測技術，提高檢驗質量，保證設備的使用安全。

1 無損檢測技術的特點

無損檢測技術就是利用聲、光、電、磁等原理檢測被檢對象是否存在缺陷或不均勻性，并給出缺陷數量、位置、性質等信息，進而判定被檢對象的技術狀態，同時不損傷其材料特性，保證其使用性能的所有技術手段的總稱[3]。

無損檢測技術具有以下幾個特點：第一，非破壞性，破壞性檢測方法只有將受檢設備破壞后才能進行檢驗，使得設備的性能和使用功能受到影響，檢測后設備必須重新加工。無損檢測不會損害受檢設備的內部組織和使用性能，檢測后即可直接投入使用。第二，全面性，工程中常見的破壞性檢測如拉伸、彎曲、壓縮試驗主要是對原材料進行檢測，對成品進行破壞性檢驗會喪失原有的使用價值，因此只能采用抽檢的形式。無損檢測具有非破壞性，因此可對原材料、加工工藝半成品、設備成品進行全面檢測。第三，全程性，壓力容器、壓力管道等特種設備內部通常有易燃易爆、有毒的介質且具有較高的壓強，無損檢測技術能對其運行狀態和質量狀況進行全程實時監測，及時發現隱患并采取措施，避免安全事故的發生[4]。

2 特種設備無損檢測技術的應用

2.1 射線檢測技術

射線檢測技術是利用X射線、γ射線、中子射線穿透檢測設備，如設備局部區域存在缺陷將改變物體對射線的衰減，引起透射射線強度的變化，再通過感光膠片檢測投射強度并記錄信息數據，從而確定缺陷的位置和大小。

射線檢測技術通常用于一定壁厚壓力容器的檢測，能有效檢測氣孔、夾渣、虛焊等體積型缺陷，適用于電弧焊、氣體保護焊、電渣焊、氣焊等熔化焊接接頭的檢測，對裂紋等面積型缺陷檢測的檢測率不穩定，受投射角的影響大，裂紋影像較難辨認。

2.2 超聲檢測技術

超聲檢測技術利用超聲波在被檢測設備中傳遞的方向性，當設備存在內部缺陷時，超聲波會在缺陷與非缺點界面發生反射和折射，使用接收器對反射波進行分析，從而精確地顯示內部缺陷的位置和大小。

超聲檢測技術靈敏度高，超聲波對人體無害，檢測儀器攜帶方便，因此得到了廣泛的應用，主要用于壓力容器、壓力管道、高強度螺栓的焊縫、裂紋的檢測。

2.3 紅外檢測技術

紅外線檢測是基于紅外熱成像技術，采用測量設備紅外輻射取得其表面溫度或溫度分布，以確定是否存在內部缺陷，檢測設備運行狀態的無損檢測技術。

紅外檢測對設備探傷可分穿透法和反射法。利用熱源對設備的一個側面加熱，反射法在同一面接收紅外熱圖像，缺陷部位在熱圖像中呈現“亮區”，穿透法在另一個側面檢測設備表面溫度場分布，缺陷部位在熱圖像中呈現“暗區”。

起重機、客運索道等特種設備的斷裂、裂紋等缺陷部位會使運行溫度上升，利用紅外檢測技術能及時發現故障位置并有效監測設備的運行狀態。

2.4 磁粉檢測技術

磁化后的金屬設備在表面或近表面處有缺陷如夾渣、裂紋時，磁力線會發生局部畸變而產生漏磁場，吸附在設備表面的磁粉會出現不連續分布從而顯示出缺陷的位置、大小、形狀等特征。

通常采用強磁場或通較大電流實現工件的磁化，結合紅色、黑色、熒光磁粉及磁粉探傷儀進行檢測，操作簡單方便，檢測成本低，主要用于管材、板材、鍛件、鑄件、焊接件等半成品和成品的檢驗。

3 特種設備無損檢測技術的發展

為推進無損檢測技術在特種設備檢測中的發展，需要政府加強統籌規劃，建立完善的無損檢測產業標準體系、技術評價體系、檢測認證體系，規范工藝和產品。

加大財稅支持力度，鼓勵科技創新，支持企業對超聲波衍射時差法、超聲相控陣檢測、聲發射檢測、金屬磁記憶檢測、機器人輔助檢測等檢測新技術的研發。

注重無損檢測行業人才培養，支持高校無損檢測技術專業發展，開展校企合作，實施現代學徒制，培養兼具專業素養和實踐能力的無損檢測人才。

4 結論

無損檢測技術具有非破壞性，能對特種設備質量狀況進行全面檢測，保證特種設備的安全運行，主要分為射線檢測技術、超聲檢測技術、紅外檢測技術、磁粉檢測技術。

政府要加強統籌規劃，規范工藝和產品；鼓勵科技創新，支持企業新技術研發；開展校企合作，培養高素質技能人才。