鍋爐壓力容器無損檢測技術應用研究

張波 劉同濤 翟春曉

摘 要：近年來，隨著我國工業生產的迅猛發展，使鍋爐的應用也越來越廣泛，而鍋爐作為一種特種設備，在運行過程中要承受火焰加熱而帶來的高壓和高溫，因而也就存在著爆炸和泄漏的危險。一旦鍋爐在設計、安裝、運行及檢驗過程中沒有進行嚴格控制，就會可能會對人們的生命產生威脅的同時還會對國家的財產安全帶來嚴重影響。因此，我國非常重視鍋爐壓力容器檢測技術的發展，并通過無損檢測技術來提高鍋爐壓力容器運行的安全性。而本文則主要對鍋爐壓力容器無損檢測技術的應用進行詳細介紹和探討。

關鍵詞：鍋爐;壓力容器;無損檢測技術;應用研究

無損檢測技術指的是采用磁場、聲波及電磁等方式對容器壁和內表面進行無損傷檢測的一種技術，這種檢測方法不僅能對產品質量及安全問題進行有效監督，而且還能有效降低成本，節約資源，使鍋爐的勞動生產力和成品率得到有效提高。還有因無損檢測技術不會對檢測件產生破壞，且檢測方式也比較靈活。因此，無損檢測技術的應用范圍也越來越廣泛，并且對鍋爐壓力容器的安全生產在一定程度上也產生了影響。

1 鍋爐壓力容器無損檢測的主要技術

1.1 磁粉檢測法

磁粉檢測法指的是對磁性材料的磁化功能進行利用，然后將具有磁性材料的鍋爐壓力容器進行磁化，若材料本身存在裂紋或缺陷，就會導致材料磁性出現不連續性，使材料局部出現畸變而構成漏磁場，在這種情況下，材料表面的磁粉就會被吸附到漏磁場中，通過陽光的照射下可發現存在磁痕，然后對磁痕不連續性的位置、形狀、大小及嚴重程度進行確認，從而檢測出材料的缺陷。還有磁粉檢測法也可對存在缺陷檢測件的嚴重程度和大小情況進行有效檢測[1]。另外，磁粉檢測具有檢測方法簡單、成本低以及檢測效率高等特點，并且在對檢測件進行檢測的過程中，檢測件的形狀和大小也不會對檢測帶來影響，同時對微米級的裂痕寬度也能檢測出來，但這種檢測方法只能檢查出表面缺陷，對深度缺陷無法進行明確判斷。

1.2 超聲檢測法

在鍋爐壓力容器無損檢測技術中，超聲檢測法是目前應用最多的檢測方法之一，具有檢測效率高、速度快等特點。其應用原理是使用頻率在0.5MHz-5MHz之間的超聲波，然后在材料中按照預定的方向和速度進行傳播，一旦遇到不同聲阻抗異質界面，超聲波就會出現反射現象，從而通過反射對材料內部存在的缺陷進行準確判斷[2]。

1.3 射線檢測法

射線檢測法指的是對射線的電離作用和穿透性等特點加以利用，然后射線在穿透檢測件的過程中，受檢測件介質的影響會逐漸減弱，而減弱的程度由射線穿透檢測件的阻力系數和介質厚度決定。當檢測件存在一定缺陷時，其阻力系數和完整檢測件的阻力系數是不同的。射線在傳統檢測件完整部位和缺陷部位時，所呈現出的射線強度差異性一般較大，這時就可對材料的缺陷部位進行明確判斷。

1.4 滲透檢測法

滲透檢測法主要適用于非金屬、金屬及磁性等材料表面存在開口缺陷的一種檢測方法，其檢測技術具有一定的適用性，并且檢測結果也比較準確。其應用原理是采用毛細現象作用，將滲透液涂抹在檢測件表面，如果檢測件存在缺陷，滲透液就會滲進各種開口在表層的細小裂縫、缺口等缺陷中，待檢測件表面滲進的滲透液全部干了以后，再添加顯像劑，就能發現檢測件存在的缺陷[3]。

1.5 渦流檢測法

渦流檢測法指的是通過交變磁場，讓被檢測件在電磁感應中產生密閉式環狀電流，然后再對鍋爐壓力容器進行檢測。其應用原理是通過檢測件的缺陷、性質以及電導率等因素對渦流的影響來激發出磁場變化，從而對檢測件的缺陷及損壞位置進行有效評估[4]。比如，在對檢測件進行檢測的過程中，若檢測壓力位置的電磁渦流為層狀，呈直線流動，同時分布比較均衡的話，渦流就會對垂直在被檢測件的磁場進行感應，如果檢測件該位置存在缺陷的話，渦流的流動就會出現變化，同時垂直磁場也會出現相應改變，從而可將檢測件的缺陷顯現出來。還有在磁場中平行放置磁光感應器，垂直磁場也會變化成像，將缺陷位置詳細的現實出來。

2 鍋爐壓力容器無損檢測技術的應用

2.1 無損檢測在材料介質中的應用

鍋爐壓力容器的組成主要包括金屬板、鍛件以及管材等材料。而想要確保這些材料的質量符合相關要求，就需要對這些材料介質的幾何形狀及制造工藝等進行檢測。其中，想要保證金屬板材料的質量，可通過超聲檢測法來進行檢查，而板材的的制造工藝是否符合相關要求，可通過在高壓、劇毒及腐蝕等工作環境中進行檢測，以此保證板材的制造在工藝要求范圍內，還有板材在制造的過程中，還要對裂紋、孔洞及分層等缺陷進行檢測;對于鍋爐壓力容器中所使用的的管材，可通過超聲檢測法或渦流檢測法來進行檢測，以此對管材是否存在縱向缺陷、表面缺陷或近表面缺陷進行判斷;而對于管板、法蘭及接管等鋼鍛件，也可通過超聲檢測法來進行檢測，以此判斷是否存在危害性冶金缺陷;還有對于鑄件材料，可通過射線檢測法進行檢測，從而對其截面厚度、幾何形狀等是否存在疏松、縮孔及熱烈等缺陷進行判斷。

2.2 無損檢測在制造過程中的應用

鍋爐壓力容器在制作的過程中需要大量的焊接工藝，而想要保證焊接的質量，就需要對焊接標準抗拉強度、接頭內部缺陷以及表面開口缺陷等進行檢測。其中，對于接頭內部缺陷，可通過射線檢測法來進行檢測，而檢測設備可選擇電子直線加速器、X射線探傷機等射線探傷設備，因不同的設備檢測厚度存在不同，如直線加速器的檢測厚度在200-400mm之間，X射線探傷機的檢測厚度在90mm左右，所以在選擇檢測設備時，需根據檢測目標來進行選擇;對于表面開口缺陷，可通過磁粉檢測法來進行檢測，而檢測設備可選擇磁粉探傷設備，但對有色金屬或不銹鋼的焊接質量進行檢測時，超聲檢測法的檢測結果比磁粉檢測法更加準確;還有鍋爐壓力容器在制造完成以后，需要進行耐壓試驗，以此判斷其質量是否符合相關要求。一般情況下，耐壓試驗可通過水、油或空氣等介質來進行檢驗，如果鍋爐壓力容器還增加了特殊要求，就需要在耐壓試驗的基礎上再加上滲透檢測法，以此檢測鍋爐壓力容器在耐壓試驗中是否存在開裂、裂紋萌生及裂紋擴展等問題。

2.3 無損檢測在使用過程中的應用

根據相關規定，鍋爐壓力容器在運行期間，必須要進行定期檢驗，以此保證其安全運行。而定期檢驗有兩種方式，分別為停止運行內外部檢驗和不停止運行外部檢驗，鍋爐壓力不停止運動外部檢驗需一年一次，而停止運行內外部檢驗需6年一次，主要對鍋爐壓力容器在使用過程中是否存在材料劣化、疲勞開裂以及開裂等缺陷進行判斷。其中，通過表面檢測方法對鍋爐壓力容器的角焊縫、螺栓強度、對接焊縫以及焊接部位等進行檢測，在檢測過程中，若材料屬于鐵磁性材料，可采用磁粉檢測法進行檢測，若鍋爐壓力容器內部的可視度較弱時，可采用熒光磁粉法進行檢測，而鍋爐壓力容器外部可采用濕式黑磁粉法進行檢測，若一些角焊縫通過磁粉檢測不到位時，可選擇滲透檢測法，還有在對壓力容器的焊縫表面狀態和腐蝕狀態進行檢測時，可選擇渦流檢測法對其是否存在蝕坑、穿孔等缺陷進行檢測。

3 結束語

總的來說，無損檢測技術具有可靠性高、全面得特點，其對鍋爐壓力容器進行檢測時，不會造成破壞性影響的同時還可對鍋爐壓力容器的材料介質性能、制造質量以及使用損傷等方面進行詳細檢測，將零部件和原材料的缺陷得到準確消除，以此使鍋爐制造問題得到有效控制的同時還能使鍋爐產品質量得到提升。因此，無損檢測技術是一種比較有效的檢測技術。但需要注意的是，無損檢測技術對鍋爐壓力容器進行檢測時，需結合實際情況和檢測要求，來選擇合適的檢測技術，從而使檢測結果更加準確和全面。

參考文獻：

[1]邵利軍.無損檢測技術應用于鍋爐壓力容器檢驗的技術分析[J].中國高新技術企業，2018（31）：52-53.

[2]孫政.無損檢測技術應用于鍋爐壓力容器檢驗的技術研究[J].電子制作，2015（2）：137-139.

[3]侯巍.無損檢測技術應用于鍋爐壓力容器檢驗的技術分析[J].中華民居（下旬刊），2016（05）：188-189.

[4]秦立臣，阮艷靈，于凱霞.淺談鍋爐壓力容器無損檢測技術[J].中國科技縱橫，2017（5）：54-57.

作者簡介：

張波（1981- ），男，山東省淄博市張店人，漢族，大學本科學歷，山東省特種設備檢驗研究院淄博分院，特種設備檢驗檢測方向。