承壓設備無損檢測評價技術現狀

摘 要：承壓設備由壓力管道、壓力容器以及鍋爐三部分組成，承壓設備能否安全運行，對于保障人民健康生活、國家經濟安全發展來說意義重大。對承壓設備安全性來說，做好原材料與焊接質量控制與檢測非常重要，無損檢測技術是一種效果很好的檢測思路，能夠掌握承壓設備是否存在損傷與材料劣化問題，參照檢測結果評價承壓設備安全情況與壽命情況。本文將以承壓設備檢測重要性為切入點，分析無損檢測技術的機制，并以多個領域探究其適用范圍與發展趨勢，希望能夠更好的發揮承壓設備應有價值。

關鍵詞：承壓設備；無損檢測；評價技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.038

0 前言

承壓設備在我國的規定中為八類特種裝置的三大類，在城市公用、制藥、冶金、電力、化工、石油等行業中都有廣泛的使用。作為化工、石油、火電站成套裝置以及輸送系統、天然氣存儲核心裝備，承壓設備介質有著劇毒、易爆易燃、深冷、高壓、高溫的特征。如果沒有做好保護工作，發生了爆炸與泄露問題就會帶來無法想象的災難與后果。所以維持好其性能，確保其可以安全運行意義重大。

1 承壓設備無損檢測技術應用重要性

對承壓設備質量與安全有影響的兩個重要環節為建造與使用環節。承壓設備建造中需要做好材料元件生產、制造以及安裝三個環節的控制，而無損檢測恰好能夠滿足以上環節質量的有效控制。無損檢測能夠提前發現生產環節中的缺陷，包括生產冶金缺陷與安裝焊接缺陷。使用承壓設備時需要周期性停機，之后進行檢驗與開罐檢查。檢驗中無損檢測設備能夠發現裝置是否出現了高溫蠕變、疲勞損傷、材料劣化、腐蝕與開裂等問題，完成承壓設備損傷程度分級。這些數據將成為承壓設備剩余壽命的評估依據。

2 射線檢測技術

這種技術應用了檢測對象與射線的相互作用關系，使用傳感器或膠片接收相位、強度射線信號，之后分析檢測對象缺陷與組織結構。自1895年X射線被發現以后，這項技術便迅速的被應用到了工業檢測與醫學檢測，在工業無損檢測中有著無法取代的地位。當然在科技的發展作用下，這項技術也衍生出了很多的新型技術，可以對構件壽命、構件尺寸、構件損傷、殘余應力、材料結構等因素進行很精準的檢測。

2.1 CR

該技術以計算機技術為基礎，利用光激勵熒光粉成像板記錄X射線影像形成潛影，在激光掃描后激發潛影能量可見光，轉化為信號并生成可存儲于傳輸的數字圖像[1]。相較于傳統方式這種技術檢測成本低、檢測時間短，檢測結果便于傳輸與分析。當前國內對CR技術的研究處于起步階段，不論是結束研究還是設備研發都比較稚嫩，當然國內近幾年也在投入越來越多的資源加大研究力度。

2.2 DR

該技術應用計算機完成數字X射線攝影檢測。該技術最早于上個世紀九十年代出現，這項技術的出現標志著實時影像時代的到來。該技術早期應用帶有閃爍晶體熒光屏將檢測物體X射線轉化為可見光，使用CCD圖像傳感器與光學系統轉化成圖像信號[2]。目前該技術已經能夠直接贏新型探測器與X射線介質，圖像系統與二極管陣列連接在一起，能夠直接將數據送到計算機中進行存儲于處理。相較于傳統模式這種技術輻射小、效率高、傳輸、存儲、處理便利，故得到了大范圍普及與推廣。國內的清華、重慶大學在DR技術的研究中有著不錯的成績，但以國內整體大環境來看，該技術在國內仍舊屬于商品發展初期，缺少有影響力的品牌。

2.3 CT

這種技術在上個世紀七十年代發展起來，該技術最早在醫學領域發光發熱。該技術有著分辨率高、無影像重疊、非破壞、非接觸的特點。CT技術被公認為20世紀影像人類發展的十大技術之一[3]。該技術能夠把不同方位投影數據轉化為原始圖像。CT系統由精密機械、探測器與射線源組成，需要搭配對應的軟件完成數據的掃描、圖像的重建以及圖像的使用。我國的中國工程物理研究院、清華、中北等機構與高校多年來一直在對CT技術進行研究，其中比較突出的成績便是高能X射線CT設備的開發。

2.4 今后趨勢

在上百年發展的過程中，射線理論與儀器設備的研發取得了良好的成績，眾多新檢測技術的出現為無損檢測提供了更多的思路，拓寬了無損檢測范圍。以大環境來看，射線檢測今后的數字化、自動化、檢測精度都會持續性的提高，其效果便是輻射量的降低。此外射線檢測還有這快速化、通用化、便攜化發展趨勢，能夠滿足不同條件下愛的檢測需求。當然高能化、大型化、專業化也是射線檢測的另一條發展路徑，射線檢測今后將與其他檢測方法實現深度的融合，為智能制造業提供更多的幫助。

3 聲學檢測

在無損檢測系統中聲學檢測也是比較重要的一部分內容，聲學檢測包括主動式超聲檢測與被動式聲發射檢測。超聲檢測通過對材料超聲場作用，完成超聲波的傳送與接收，之后只需要分析超聲波信號就能夠得知材料的力學性能、組織結構、幾何特征、傷損、缺陷形成初步的判斷。當前比較成熟的聲學檢測技術包括TOFD技術、相控陣技術、激光超聲、電磁超聲、導波技術等。超聲檢測被廣泛的應用于壓力容器、鍋爐、管道等設備的母材、焊縫缺陷檢測。

4 結語

為了確保承壓設備能夠安全、穩定的運行，就必須重視無損檢測技術的應用。面對當前新技術不斷出現、不斷完善的局面，可用于承壓設備材料無損檢測的技術與方法得到了新的補充，拓寬了檢測思路，這對提高承壓設備可靠性、安全性來說有著積極的意義。今后無損檢測技術必然會朝向專業化、自動化、智能化方向發展。以大數據、物聯網為基礎的無損檢測技術必然能為承壓設備的安全運行保駕護航。

參考文獻：

[1]崔建平.承壓設備無損檢測的意義及技術發展分析[J].科技風，

2018（34）：148.

[2]邱卓.承壓類特種設備常用無損檢測方法探討[J].南方農機，2018，

49（16）：109.

[3]戴斌.淺析承壓類特種設備無損檢測技術的應用[J].山東工業技術，2018（11）：41.

作者簡介：劉紅征（1967-），男，河南洛陽人，本科，工程師，研究方向：承壓類特種設備檢驗。