壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)探討

包世成

（遼寧加寶石化設(shè)備有限公司，遼寧 營(yíng)口 115004）

壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)作為新興的一種檢測(cè)技術(shù)，一經(jīng)提出就受到了業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注，并在壓力容器生產(chǎn)行業(yè)得到了較為廣泛的應(yīng)用。壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可通過(guò)超聲波、射線、滲透以及磁粉等方式在不損害材料的前提下，對(duì)液壓容器材料的表面缺陷以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，從而精準(zhǔn)的判斷材料缺陷的具體情況，為廠家提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善生產(chǎn)結(jié)構(gòu)提供了重要的幫助。

1 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要是在不破壞檢測(cè)材料的基礎(chǔ)上，針對(duì)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及存在的問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)，隨著壓力容器的不斷發(fā)展，大家對(duì)壓力容器的質(zhì)量提出了更高的要求，而無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能夠有效地對(duì)壓力容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外部缺陷進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)壓力容器的質(zhì)量、性能、類型等作出比較準(zhǔn)確的判斷。同時(shí)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)又可以分為超聲檢測(cè)、射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)以及滲透檢測(cè)。因此，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有以下特點(diǎn)：（1）無(wú)損檢測(cè)技術(shù)必須要同相應(yīng)的破壞性檢測(cè)相結(jié)合。雖然，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不會(huì)對(duì)檢測(cè)材料造成損傷，但是并不是對(duì)所有的材料都可以進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，還存在著一定的缺陷，還需要破壞性檢測(cè)作為輔助。（2）在使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)時(shí)要注意檢測(cè)時(shí)間。在對(duì)壓力容器進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)前一定要檢測(cè)好材料的質(zhì)量、運(yùn)行效果以及制作工藝等，然后再根據(jù)這些檢測(cè)信息確定好具體的檢測(cè)時(shí)間。（3）無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有針對(duì)性。雖然無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有較強(qiáng)的適用性，但它不是萬(wàn)能的，有好處也有壞處，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)需要針對(duì)檢測(cè)材料的不同情況作出相應(yīng)的調(diào)整。

2 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在壓力容器中發(fā)揮的作用

2.1 改善產(chǎn)品的質(zhì)量

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要是在壓力容器投入使用之前對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外部缺陷進(jìn)行檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決壓力容器存在的各種問(wèn)題，從而確保壓力容器的質(zhì)量安全。同時(shí)，在制作壓力容器的過(guò)程中，可以對(duì)壓力容器的各個(gè)材料部件進(jìn)行超聲檢測(cè)，從而清除出質(zhì)量不合格的部件，提高材料部件的有效率。并且生產(chǎn)廠家還可以利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量和規(guī)格設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)要求，整體提高產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而達(dá)到改善產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

2.2 降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以提前對(duì)壓力容器進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而清楚壓力容器中的不合格產(chǎn)品，避免了壓力容器質(zhì)量造成的二次返工現(xiàn)象，減少了產(chǎn)品材料的浪費(fèi)，節(jié)約了產(chǎn)品返修成本。同時(shí)，質(zhì)量不合格的壓力容器在投入使用后，可能會(huì)造成比較嚴(yán)重的安全事故，消費(fèi)者因此要求更換或返修產(chǎn)品，將會(huì)額外多出一大筆費(fèi)用支出。

2.3 完善生產(chǎn)結(jié)構(gòu)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能夠?qū)毫θ萜魃a(chǎn)的全過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決在制作壓力容器過(guò)程中存在的各種問(wèn)題，從而促進(jìn)壓力容器制作流程的完善。一旦發(fā)現(xiàn)壓力容器制作的某個(gè)流程出現(xiàn)問(wèn)題，技術(shù)人員可以快速地查找出現(xiàn)問(wèn)題的原因，并提出相應(yīng)的解決方案，從源頭解決，促使整個(gè)壓力容器生產(chǎn)結(jié)構(gòu)做出調(diào)整和完善。

3 壓力容器無(wú)損檢測(cè)的方法和應(yīng)用

3.1 射線檢測(cè)

射線檢測(cè)（如圖1所示）最大的特點(diǎn)是其可以對(duì)壓力容器質(zhì)量檢測(cè)底片進(jìn)行長(zhǎng)期保存，根據(jù)射線檢測(cè)底片反應(yīng)的材料缺陷圖像，可以相對(duì)精確地判斷出材料缺陷在二維平面中所處的位置，但是無(wú)法準(zhǔn)確地辨別材料缺陷的深度和高度。同時(shí)，射線檢測(cè)也有一定的針對(duì)性，它對(duì)一些體積狀缺陷，如體積狀氣孔、縮孔、疏松等的敏感程度較強(qiáng)，但對(duì)于一些面狀缺陷，如材料裂縫、未熔合面等的敏感程度相對(duì)較弱。

圖1 射線檢測(cè)原理圖

3.2 超聲檢測(cè)

如圖2所示，超聲檢測(cè)的敏感度會(huì)受到缺陷反射面的影響。由于體積狀缺陷是屬于比較立體的缺陷，如果它的密集度和面積不夠大的話，超聲檢測(cè)就無(wú)法提供清晰的反射面以及足夠多的反射回波，因此，超聲檢測(cè)對(duì)體積狀缺陷，如氣孔、縮孔、疏松等的敏感程度較弱，檢出率較低。而面積狀缺陷的面積和密集度足夠，可通過(guò)超聲檢測(cè)獲得清晰的反射面以及反射回波，所以超聲檢測(cè)對(duì)面狀缺陷，如材料裂縫、未熔合面等的敏感程度相對(duì)較強(qiáng)，檢出率較高。同時(shí)，壓力容器板材的表面缺陷主要表現(xiàn)為裂縫、重皮等，內(nèi)部缺陷主要表現(xiàn)為分層和白點(diǎn)，因此，需要對(duì)板材表面以及軋制不足的板材進(jìn)行超聲檢測(cè)。

圖2 超聲檢測(cè)原理示意圖

3.3 磁粉檢測(cè)和滲透檢測(cè)

磁粉檢測(cè)對(duì)于一些鋼鐵等強(qiáng)磁性材料表面缺陷的敏感度較強(qiáng)，檢出率較高，但是很難對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行檢測(cè)；而滲透檢測(cè)對(duì)液壓容器中的鋼鐵材料、有色金屬等的表面開(kāi)口缺陷敏感度較強(qiáng)，檢出率較高，但磁粉檢測(cè)針對(duì)鐵磁性材料的檢測(cè)敏感度要高于滲透檢測(cè)。因此，在檢測(cè)液壓容器中的一些鐵磁性材料時(shí)主要采用磁粉檢測(cè)，這是因?yàn)榇欧蹤z測(cè)不僅可以檢測(cè)材料表面的開(kāi)口缺陷，還可以檢測(cè)材料表面的閉口缺陷以及凈表面缺陷。其實(shí)每一種檢測(cè)方式都有其獨(dú)特的適用范圍和特點(diǎn)，進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)最重要的是選對(duì)技術(shù)和方法，這樣才能發(fā)揮其最大的作用。

4 實(shí)際案例分析

本次研究的案例是3000立丙烷的球罐，將球罐的壓力設(shè)置為1．75MPa，溫度設(shè)置為零下18℃，且球罐的球殼材料為Q345R，該球罐采用的是應(yīng)力分析，對(duì)球罐無(wú)損檢測(cè)技術(shù)提出了更加嚴(yán)苛的要求。同時(shí)，球殼材料使用的Q345R鋼板應(yīng)該每張都通過(guò)NB/T47013—2015進(jìn)行超聲檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為Ⅱ級(jí)則視為合格；在正式入孔之前還要采用Ⅳ級(jí)鍛件再次進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)球罐的球殼板加工完成后，需要對(duì)坡口、碳弧氣等進(jìn)行清理，清理完后對(duì)坡口、管臺(tái)坡口以及球殼板的氣割坡口表面的氧化層進(jìn)行清理，通過(guò)NB/T47013—2015對(duì)其進(jìn)行磁粉檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為Ⅰ級(jí)則視為合格。同時(shí)在制作球罐的過(guò)程中，它的內(nèi)外表面會(huì)出現(xiàn)對(duì)接接頭、角接接頭以及熱影響區(qū)域，因此，球罐上的支柱赤道板在進(jìn)行焊接后留下的焊跡、修磨缺陷以及涉及到的160mm熱影響區(qū)域，同樣需要通過(guò)NB/T47013—2015進(jìn)行磁粉檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為Ⅰ級(jí)則視為合格。在球罐的球殼板完全制作完成后，還需要對(duì)球殼板的硬度以及厚度進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)的過(guò)程中至少應(yīng)該在球殼板上選取10個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，最重要的是最后檢測(cè)出的實(shí)際厚度和硬度必須高于原先設(shè)計(jì)的數(shù)值。對(duì)于球罐表面產(chǎn)生的不同類型的焊接縫隙檢測(cè)需要采用超聲檢測(cè)代替原來(lái)的射線檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為Ⅱ級(jí)則視為合格。對(duì)球罐進(jìn)行整體的熱處理之前，對(duì)于球罐表面的所有焊接縫需要進(jìn)行磁粉檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為Ⅰ級(jí)則視為合格，然后對(duì)球罐進(jìn)行整體熱處理和水壓處理合格后，分別對(duì)其進(jìn)行磁粉檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為Ⅰ級(jí)則視為合格。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，雖然無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有較強(qiáng)的適用性，但是為提高壓力容器無(wú)損檢測(cè)的質(zhì)量，還是要根據(jù)壓力容器的材料情況以及缺陷情況采用不同的檢測(cè)方式，具體問(wèn)題具體分析，只有這樣，才能使得壓力容器的質(zhì)量得到更進(jìn)一步的提升。同時(shí)，檢測(cè)人員在進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格要求自己，提高無(wú)損檢測(cè)的合格等級(jí)，從而確保檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性和合理性。