無損檢測技術(shù)在特種設(shè)備制造中的應(yīng)用與發(fā)展

陳多虎

（張掖市特種設(shè)備檢驗所，張掖 734000）

特種設(shè)備的應(yīng)用較為廣泛，是危險性較大的設(shè)備。一旦特種設(shè)備的制造質(zhì)量不符合要求，將會給相關(guān)使用單位造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，嚴(yán)重時甚至?xí)苯佑绊懭藛T的生命安全。因此，特種設(shè)備制造中廣泛應(yīng)用無損檢測技術(shù)進行檢測，是保證特種設(shè)備制造質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 無損檢測技術(shù)在特種設(shè)備制造中應(yīng)用的重要性

無損檢測技術(shù)是在不損傷被檢測物使用性能和形態(tài)的前提下，通過測量因物質(zhì)內(nèi)部缺陷或組織結(jié)構(gòu)差異引起的物理量變化，了解和評價被檢測材料、產(chǎn)品和設(shè)備構(gòu)件的性質(zhì)、狀態(tài)、質(zhì)量以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等的一種特殊檢測技術(shù)。它在檢測過程中不但能檢測出設(shè)備在制造過程中存在的缺陷，還能保證不影響到特種設(shè)備的質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，人們對特種設(shè)備的要求越來越高。因此，特種生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)不斷提升質(zhì)量，在特種設(shè)備制造中充分發(fā)揮無損檢測技術(shù)的無損傷、高靈敏等優(yōu)勢。此外，在高應(yīng)力、高溫以及高循環(huán)載荷等復(fù)雜惡劣條件下和惡劣環(huán)境中工作的零部件或構(gòu)件等，僅利用一般的外觀檢查、尺寸檢查和破壞性抽檢等方式已經(jīng)不能滿足要求，需要充分應(yīng)用無損檢測技術(shù)全面檢查材料的內(nèi)外部。目前，特種設(shè)備制造的檢測方法有很多，不同檢測方法的用途也不同，應(yīng)根據(jù)實際情況具體選擇，以保證特種設(shè)備制造質(zhì)量。

2 無損檢測技術(shù)在特種設(shè)備制造中的具體應(yīng)用

2.1 射線檢測技術(shù)

射線檢測技術(shù)主要有X 射線和中子射線等，其中X 射線的應(yīng)用范圍最廣。該技術(shù)利用零部件或構(gòu)件吸收射線的原理，了解零部件或構(gòu)件內(nèi)部存在的問題。此外，射線檢測技術(shù)可以形成圖像，明確問題所在的具體位置和尺寸等。在檢測過程中，若零部件或構(gòu)件已經(jīng)存在較大問題，那么直接利用射線檢測技術(shù)可以很好地檢測其情況。例如，零部件或構(gòu)件存在氣孔，可以利用X 射線檢測技術(shù)直接顯示出氣孔的位置[1]。但是，對于裂縫類問題，因為射線容易穿過裂縫，所以射線檢測技術(shù)不能保證檢測的準(zhǔn)確度。此外，由于受到射線自身因素的影響，射線檢測技術(shù)不能檢測到鋼板分層的問題。

2.2 渦流檢測技術(shù)

目前，渦流檢測技術(shù)發(fā)展的速度較快，在特種設(shè)備制造中已被有效利用。該技術(shù)可以有效檢測特種設(shè)備中的腐蝕、磨損以及表面裂縫等問題，主要用于檢測換熱設(shè)備（如常見的換熱管）內(nèi)部存在的問題。

2.3 超聲波檢測技術(shù)

超聲波檢測技術(shù)具有穿透力強、靈敏度高以及檢測時間短等特點，如圖1 所示。該技術(shù)用到的設(shè)備體積較小，操作方便，且不會對人體造成危害，因此應(yīng)用范圍廣。超聲波檢測技術(shù)可以檢測設(shè)備的裂縫、材料厚度、材料硬度以及內(nèi)部存在的問題，但檢測表面粗糙的設(shè)備往往效果不理想[2]。

圖1 超聲波檢測技術(shù)

2.4 磁粉檢測技術(shù)

利用磁粉檢測技術(shù)可以了解鐵磁性材料設(shè)備的表面情況。檢測時，若設(shè)備表面存在問題，則磁力線會出現(xiàn)畸變，因此可利用該現(xiàn)象及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的表面問題。相比超聲波檢測技術(shù)和射線檢測技術(shù)，磁粉檢測技術(shù)能夠更加直觀地顯示檢測結(jié)果。此外，該技術(shù)在應(yīng)用過程中靈敏性較高，不受設(shè)備外形的影響，但只能檢測鐵磁性材料。

2.5 TOFD 技術(shù)

TOFD 技術(shù)是利用超聲波衍射時間差進行檢測，以了解和分析設(shè)備內(nèi)部所存在的問題。TOFD 技術(shù)利用衍射的方法，而傳統(tǒng)超聲波利用反射的方法。該技術(shù)檢測特種設(shè)備缺陷時先發(fā)出超聲波脈沖，若存在問題，會及時返回衍射波。該技術(shù)優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面。第一，它能夠直觀表達具體數(shù)據(jù)，且檢測到的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)永久儲存，有利于后期具體分析數(shù)據(jù)。第二，在數(shù)據(jù)傳輸和靈敏度等方面效果良好。第三，自身的適應(yīng)能力強，能夠檢測表面溫度超過2000℃以上的設(shè)備。第四，檢測過程中操作流程簡單，不會對相關(guān)檢測人員造成影響，能夠更好地保證安全。目前，該技術(shù)應(yīng)用于各類管道（如天然氣管道）的對接焊縫檢測，能夠取得良好的檢測效果。

2.6 聲發(fā)射技術(shù)

聲發(fā)射技術(shù)是利用聲音進行檢測，即發(fā)出聲音到達被檢測的設(shè)備表面后，設(shè)備表面接收聲波，以了解設(shè)備表面的具體情況。此外，通過探測器將表面的具體情況轉(zhuǎn)化為信號，經(jīng)過處理后就能了解具體的設(shè)備制造質(zhì)量。該技術(shù)在檢測過程中不能明確問題的具體位置，且會受到其他噪聲的影響。因此，該技術(shù)在應(yīng)用中應(yīng)避免外界因素的影響，以取得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。該技術(shù)大多應(yīng)用于大型設(shè)備的檢測（如水壓測試），還可應(yīng)用于管道和鍋爐等的檢測。

3 無損檢測技術(shù)在特種設(shè)備制造中的發(fā)展現(xiàn)狀和建議

3.1 發(fā)展現(xiàn)狀

目前，特種制造單位利用無損檢測技術(shù)能夠有效提高特種設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量，為特種設(shè)備制造帶來更多的經(jīng)濟收益。此外，隨著無損檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對該技術(shù)的研究越來越深入。但是，實際工作中，部分人員只依靠經(jīng)驗進行檢測，部分人員檢測前沒有經(jīng)過培訓(xùn)，導(dǎo)致檢測效果一定程度上受人員自身專業(yè)素質(zhì)的影響[3]。

3.2 建議

首先，為了能夠取得良好的檢測效果，特種設(shè)備制造中應(yīng)根據(jù)實際情況選擇最正確的無損檢測技術(shù)。例如，檢測設(shè)備內(nèi)部時，最好選用超聲波檢測技術(shù)和射線檢測技術(shù)；檢測設(shè)備表面時，應(yīng)選擇磁粉檢測技術(shù)。

其次，檢測時應(yīng)根據(jù)具體情況采用多種技術(shù)的組合。目前，在特種設(shè)備制造過程中，單一的檢測技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足需要。此時，需組合多種檢測技術(shù)，最大程度地保證特種設(shè)備的制造質(zhì)量。例如，利用TOFD 檢測技術(shù)進行檢測時，可以增加射線檢測技術(shù)檢測設(shè)備表面，以保證最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。

最后，檢測時應(yīng)合理安排檢測順序。例如，高強度鋼焊縫應(yīng)在24h后進行檢測，以準(zhǔn)確了解高強度鋼焊縫的質(zhì)量，進而取得理想的檢測效果。

4 結(jié)語

為保證特種設(shè)備的制造質(zhì)量，應(yīng)合理運用無損檢測技術(shù)檢測特種設(shè)備。應(yīng)用過程中，檢測人員應(yīng)根據(jù)特種設(shè)備的焊縫性質(zhì)采取正確的方法，并減少人為因素的影響。此外，應(yīng)加大研究力度，提高無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，推動無損檢測技術(shù)向自動化和高精準(zhǔn)度等方向發(fā)展，從而有效提升我國的特種設(shè)備檢驗水平。