解析無損檢測方法在壓力容器檢驗中的綜合應用

徐偉 詹英

湖北特種設備檢驗檢測研究院鄂州分院

引言：現如今，隨著我國綜合國力的提高，越來越先進的技術被應用于設備檢驗中，在壓力容器檢驗中，無損檢測作為一種高新的技術，其得到了較快地發展和較廣地應用。無損檢測法主要是根據檢測設備的工作介質，加上檢測對象的材料質地、使用條件、制造方法，預測可能缺陷的部位，包括缺陷的種類形狀等，通過對缺陷點的準確測量、多重分析，有效控制事故發生的概率，實現檢測結果準確性的提高。這種非破壞檢測，可以將缺陷的具體信息全部記錄下來，同時對待測物質原來的化學性質、狀態等沒有影響。

一、無損檢測技術

無損檢測技術是在掌握圖樣規定以及技術文件的前提下，按照國家安全技術要求，以及產品質量標準，具體化壓力容器設備的工作介質、失效模式、使用條件、制造方法，最終選取一種合適的無損檢測法。以下是幾種無損檢測方法的具體介紹。

（一）超聲檢測技術

超聲檢測技術多用于均勻的材料中，由于材料的間斷不連續，就會直接影響聲阻抗的效果，其中交界面及周邊介質的聲阻抗產生的差異就直接決定了在不同界面的情況下，超聲波傳播反射回來能量的大小。如果超聲波的波長不大于缺陷本身尺寸的時候，超聲波可以在缺陷上進行全部反射，而探傷儀就可以顯示出入射波和反射波的各種特性；但是當超聲波波長高于缺陷尺寸的時候，超聲波就會繞過缺陷，不會進行反射。這種超聲檢測方法對于直徑較大的殼體與支管之間的焊縫檢測效果良好，此外還適用于較大厚度的壓力容器的殼體，這種方法的實現需要較多地應用超聲脈沖發生器。

（二）磁粉檢測技術

有時候需要探查磁性材料的外部與內部是否存在問題，這時有一種重要的手段―磁粉檢測技術將發揮作用。其原理在于當存在一定缺陷的受檢容器，在檢測過程中會造成磁粉的不均勻分布，一旦經光照的作用，磁粉痕跡就會顯示出這種不均勻連續。在一般且正常的檢測過程中，合理使用此方法，如果磁粉產生不連續性，則表示該檢測容器出現問題。此外，壓力容器是否遭受腐蝕也可通過磁粉檢測技術測定，這是一種熒光磁粉檢測，需要在設備內部進行，同時也能一覽無遺地展現出焊縫內表面的缺陷分布。可以說，磁粉檢測技術不受待測設備大小、形狀的影響，在無損檢測中發揮出高效且靈敏的作用，這種檢測在任何表面下都可進行。然而，當受檢設備的性質是非磁化材料時，該種檢測方式是無法應用的，這算為其無法規避的不足。

（三）X射線無損檢測技術

在壓力容器檢驗中，X射線無損檢測技術一般是要在需要檢測的位置進行照射射線，設備的影像由感光膠片上面的信息進行顯示，這一步需要在設備阻力系數與厚度的作用下，以此來促進壓力容器內部狀況的實際情況的顯示，也為了后續工作處理提供相關參考依據。利用放射技術實現此項檢測方法具備多種優勢，其中最主要的就是在檢測過程中不會對其設備造成不必要的損害。而這種方法的工作原理在于對于要檢測的部位進行射線穿透，并以此來推斷壓力容器內部的真實情況，有效通過射線反射的阻力值進行操作。

（四）滲透檢測技術

對于滲透檢測技術而言，其工作原理就是利用液體毛細現象進行檢測，在待測容器表面的開口缺陷滲入滲透液，有效保留缺陷中的滲透液，并及時清理多余液體，然后通過顯像劑的毛細現象，將缺陷中殘留液進行吸附，以此來進行缺陷的檢測。這種方法幾乎可用于所有金屬材料的檢測，此外也可應用于一部分非金屬材料，檢測范圍十分廣泛。但其技術本身還存在一些缺點，例如在進行檢測的時候，很難檢測到內部深藏的缺陷。然而其對于表面缺陷檢測效果較好，尤其對于整塊表面缺陷檢測效率極高。綜上而言，對于有著較高綜合素質的工作人員而言，這種技術操作起來不是很復雜。

（五）壓力容器射線檢測技術

射線檢測技術主要是應用于檢測容器內部缺陷的方法之一。而射線檢測技術的工作原理在于通過利用不同規格的被檢物體對于射線吸收的不同強度進行。一般而言，多用于檢測焊縫結構是否達到行業要求和標準。如果焊縫比較薄的話，就要使用軟X射線進行檢測；當焊縫達到要求厚度的時候，可以使用硬X射線或者穿透性較強的射線進行。可以肯定的是，焊縫中的缺陷具有不同種類，所以射線透射方向應當相應地做出改變。而一些缺陷較大的情況下，為了觀察到明顯的檢測結果，射線透射方向需要與裂紋方向平行。尤其是一些小尺寸的缺陷，如夾雜、氣孔等缺陷在厚度方向顯著改變時，檢測效果更為顯著。

二、無損檢測方法的應用

無損檢測法主要應用低合金鋼與Q345R、Q235等碳素鋼材料，這些材料具備低矯頑力、低剩磁的優點，以下介紹無損檢測法的應用流程。

1.需要對于容器材料的實際情況進行全面的了解，尤其是材料的制造及使用狀況等。然后再確認要檢測的部位，并明確其檢測目的。在檢測過程中，很容易受到外界因素及設備自身影響和制約，此時就會加大裂紋出現的概率。在壓力容器中，較為常見的缺陷較多，包括應力腐蝕裂紋及疲勞裂紋等，因此使得容器失效。所以在制作壓力容器時，為便于在使用時能快速發現裂紋，應選用強度較高且對裂紋敏感的鋼材。同時，檢測人員在檢測壓力容器缺陷時，應當熟練地掌握壓力容器檢驗工藝，在完全查閱相關資料的情形下會達到事半功倍的效果。

2.在檢測過程中，被檢測容器內部會與空氣進行長期接觸和作用，因而就會在容器表面產生氧化或者防腐層等。因此在檢測的時候需要將多余物質提前清理和處理，尤其對于兩側及焊縫雜物進行徹底清理，為了保證在檢測的時候裸露出壓力容易的表面。如果清理不到位，對于檢測結果就會有很多的誤差影響，而且其覆蓋物也很容易將要檢測容器的缺陷遮擋。

3.因為磁場的作用，所有方向都可能正交于有效磁場，這樣的話就會產生缺陷磁場。因此為了更好的保證容器表面點的探傷靈敏度，在檢測之前，要保證在同一磁場下進行，并確保去表面點受到磁場影響一致，以此來提升檢測的準確性。

三、檢測過程中的注意事項

1.在檢測進行之前，如何正確選擇檢測時機是非常重要的。需要按照檢測實際情況的差異，明確檢測目的，并進行檢測時間的選擇，以此來保證檢測效率。所以在此過程中務必要選擇好檢測時機。

2.科學地選擇檢測方法。無損檢測包括很多種，各個方法都有其適用的范圍以及對應的劣勢和優勢。所以，必須基于檢測對象的檢測條件、失效模式、工作介質、制造方法、材料情況來確定應用何種檢測方法。同時在檢測前分析缺陷的形狀、種類及缺陷可能存在的位置等，要對檢測對象進行全面的缺陷預測。

3.綜合應用檢測方法。由于每種檢測方法都存在一定的優劣勢，這種不全面使得在檢測時不能只限定一種檢測方法的使用。倘若壓力容器存在某種缺陷，只應用一種方式可能會引發失效問題，因此通過多種方式的相互彌補，合理有效使用多種檢測方法進行檢測的話，不僅可以大力提升檢測的準確度，也能夠保證其檢測質量。另外，多種檢測方法的綜合應用，可加強檢測安全性的提升以及經濟性的提升。

四、結束語

本文主要探討了壓力容器檢測中使用無損檢測方法的情況，首先介紹各種無損檢測技術，隨后分析無損檢測方法的應用，最后指出無損檢測方法在應用中的注意事項，以期促進壓力容器無損檢測技術的進一步發展。