淺析壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用

馬文江 陳旭

摘要：針對(duì)壓力容器的無(wú)損檢測(cè)，提出包含表面檢測(cè)、超聲檢測(cè)、射線檢測(cè)、渦流檢測(cè)、聲發(fā)射檢測(cè)、磁記憶檢測(cè)、漏磁檢測(cè)在內(nèi)的多種檢測(cè)方法，提出不同檢測(cè)方法的原理、特點(diǎn)和適用范圍，旨在為實(shí)際的檢測(cè)工作中選擇合理可行的無(wú)損檢測(cè)方法提供參考借鑒，保證無(wú)損檢測(cè)順利完成，并達(dá)到理想的檢測(cè)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：壓力容器;無(wú)損檢測(cè)

壓力容器屬于特種承壓設(shè)備，如果發(fā)生泄漏與爆炸，將引起災(zāi)難性事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。對(duì)此，必須重視和做好壓力容器的無(wú)損檢測(cè)，采用適宜的檢測(cè)方法。

1表面檢測(cè)

該方法在停產(chǎn)檢驗(yàn)過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用，可采用這一方法進(jìn)行檢測(cè)的位置包括焊縫、焊疤及螺栓。對(duì)于鐵磁性材料，可采用磁粉法進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)內(nèi)部照明條件較差時(shí)，可借助熒光磁粉法進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于外部檢測(cè)，借助濕式黑磁粉法進(jìn)行，若角焊縫不能采用磁粉法進(jìn)行檢測(cè)，則可采用滲透法進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于非鐵磁性材料，可采用滲透法進(jìn)行檢測(cè)，內(nèi)部檢測(cè)借助熒光滲透法進(jìn)行，待檢測(cè)表面黑光強(qiáng)度需要達(dá)到1000μW/cm2，而外部檢測(cè)可借助著色滲透法進(jìn)行。

2超聲檢測(cè)

采用該方法能確定對(duì)接焊縫中是否存在缺陷，還能確定焊縫中存在的表面裂紋。如果容器的外部存在保溫覆蓋層，則可以從內(nèi)部對(duì)外表面進(jìn)行檢測(cè)，確定是否存在裂紋。該方法也能對(duì)鍛件與高壓螺栓進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)是否存在裂紋。因超聲波探傷儀具有體積較小、質(zhì)量輕、容易攜帶與操作等特點(diǎn)，所以在當(dāng)前的無(wú)損檢測(cè)中得到了十分廣泛的應(yīng)用。該方法另外一個(gè)特點(diǎn)為能檢測(cè)出缺陷高度，這對(duì)之后的安全評(píng)定而言是十分重要的。

3射線檢測(cè)

該方法主要對(duì)板厚相對(duì)較小的容器進(jìn)行檢測(cè)，確定埋藏于內(nèi)部的各個(gè)缺陷，厚度較薄的板進(jìn)行射線檢測(cè)是有很大難度的。對(duì)于檢測(cè)人員無(wú)法進(jìn)入的容器和無(wú)法進(jìn)行超聲檢測(cè)的容器中，可利用同位素實(shí)施射線照相。除此之外，該方法還能對(duì)正處使用狀態(tài)的容器進(jìn)行檢驗(yàn)，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的各項(xiàng)缺陷實(shí)施復(fù)驗(yàn)，從而確定缺陷屬于哪一種類型和基本性質(zhì)，為之后的缺陷整改奠定良好基礎(chǔ)，提供可靠的參考依據(jù)。

4渦流檢測(cè)

對(duì)于正處在使用狀態(tài)的容器，采用該方法能對(duì)換熱管實(shí)際腐蝕狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并能檢測(cè)確定焊縫表面是否存在裂紋。探頭主要為內(nèi)穿過(guò)式，當(dāng)換熱管為非鐵磁性時(shí)，采用普通的渦流檢測(cè)方法即可，而當(dāng)換熱管為鐵磁性時(shí)，需進(jìn)行遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)，能確定由于腐蝕產(chǎn)生的厚度減薄、穿孔與蝕坑。穿過(guò)式線圈渦流檢測(cè)如圖1所示。

近幾年，我國(guó)新研發(fā)出一種采用電流擾動(dòng)磁敏探頭的新渦流檢測(cè)方法，用這一方法對(duì)焊縫表面進(jìn)行裂紋檢測(cè)時(shí)，允許焊縫表面相對(duì)粗糙，也可帶有防腐層，也就是說(shuō)無(wú)需過(guò)多的預(yù)處理就能進(jìn)行檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)目標(biāo);另外，該方法還能用于停產(chǎn)檢驗(yàn)，先用這項(xiàng)技術(shù)實(shí)施快速檢測(cè)，再對(duì)可疑的位置采用磁粉檢測(cè)或滲透檢測(cè)來(lái)復(fù)驗(yàn)，從而確定裂紋大小與位置。

5聲發(fā)射檢測(cè)

聲發(fā)射在壓力容器中的應(yīng)用能檢測(cè)出活動(dòng)性缺陷，當(dāng)然也能對(duì)已知的缺陷實(shí)施活性評(píng)價(jià)。該方法的特點(diǎn)為需要在檢測(cè)時(shí)對(duì)待檢容器做適當(dāng)加載，加載方法包括水壓試驗(yàn)、氣壓試驗(yàn)及直接利用工作介質(zhì)來(lái)加載。針對(duì)容器的活性缺陷，加載時(shí)利用若干傳感器對(duì)殼體實(shí)施整體監(jiān)測(cè)，用以確定活性聲發(fā)射源，再利用活性聲發(fā)射源對(duì)表面及內(nèi)部實(shí)施缺陷檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)并及時(shí)排除所有干擾源，找出潛在缺陷。評(píng)價(jià)各已知缺陷的實(shí)際活性，主要是在加載時(shí)對(duì)不同的已知缺陷實(shí)施聲發(fā)射監(jiān)測(cè)，若加載時(shí)缺陷處沒(méi)有聲發(fā)射定位源，說(shuō)明該缺陷為非活性;相反，若有很多聲發(fā)射定位源，則說(shuō)明該缺陷具有活性。

6磁記憶檢測(cè)

采用該方法能確定高應(yīng)力集中處，高應(yīng)力集中處會(huì)由于應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象而開(kāi)裂，或產(chǎn)生疲勞性損傷，但設(shè)備的溫度較高時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生一定程度的蠕變損傷。該檢測(cè)方法在上世紀(jì)九十年代初期被提出，在九十年代后期得到廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展，主要檢測(cè)應(yīng)力集中缺陷與疲勞損傷。該檢測(cè)方法的原理為：由于鐵磁件受載時(shí)應(yīng)力與變形范圍內(nèi)磁狀態(tài)將發(fā)生不可逆的變化，所以在這一區(qū)域中將發(fā)生重新取向，這種變化不僅會(huì)在荷載全部消除后依然保留，而且還和最大作用應(yīng)力有直接關(guān)系。大多借助磁記憶檢測(cè)裝置掃描和排查容器中的焊縫，以此找出應(yīng)力峰值的具體焊縫，再對(duì)這些焊縫采用其它檢測(cè)手段進(jìn)行檢測(cè)與分析，最終找出裂紋等缺陷或損傷。

7漏磁檢測(cè)

該方法主要檢測(cè)容器殼體上可能產(chǎn)生的點(diǎn)腐蝕問(wèn)題，很多壓力容器，工作人員都無(wú)法進(jìn)入到它的內(nèi)部進(jìn)行檢查，而且還有一些壓力容器即便使用內(nèi)窺鏡也無(wú)法進(jìn)行檢查，同時(shí)，采用超聲波進(jìn)行探傷與測(cè)厚不能確定點(diǎn)腐蝕實(shí)際分布情況，而采用超聲法進(jìn)行探傷時(shí)，需要對(duì)表面實(shí)施打磨處理。針對(duì)這種情況，就可以采用漏磁檢測(cè)法進(jìn)行檢測(cè)，在保留油漆層的情況下直接進(jìn)行掃描，在容器的外部就能確定腐蝕坑深度及大小。由于該方法存在以上特點(diǎn)，所以還能對(duì)容器進(jìn)行在線檢測(cè)，確定容器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。

8結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，由于壓力容器結(jié)構(gòu)和使用的特殊性，采用常規(guī)檢測(cè)手段無(wú)法進(jìn)行，為了確定壓力容器的實(shí)際情況，需要進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。目前可用于壓力容器的無(wú)損檢測(cè)方法有很多，不同方法采用不同的檢測(cè)原理，具有不同的特點(diǎn)，在實(shí)際工作中需要根據(jù)容器實(shí)際情況選擇，以此保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。

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