無損檢測技術在承壓類特種設備檢驗中的應用

王濱

東營市特種設備檢驗所 山東東營 257091

盡管在生產的各個領域中都會使用承壓特種設備，但是由于特種設備在運行時溫度、壓力等因素，會造成設備的不穩定，而且還會產生大量的有毒、有害等氣體，特種設備運行時，需要工作人員按照流程科學操作，避免在運行時出現安全事故。目前，在對特種設備行業中的鍋爐、承壓類特種設備、壓力管道等承壓設備進行檢測時，一般會采用無損檢測技術，該技術具有檢測精度高、破壞性小等優勢。但是在應用無損檢測技術時，需要根據設備的實際情況，采用針對性的方法，才能提升檢測的精度，保證在檢測時準確查找設備存在的問題，以此制定解決方案。

1 無損檢測技術概述

無損檢測技術就是在不影響被檢測設備性能和結構的情況下，利用被測對象內部結構的異常和缺陷所產生的光、電、熱、聲等現象，運用現代化設備、技術，對被測物內部、表面、大小等性質進行檢查、測試和定性。目前，無損檢測技術已經成為反映國家工業技術水平的重要標志，因此，無損檢測技術的重要性不言而喻。現今，在承壓類特種設備中常用的技術手段有射線檢驗、液體滲透檢驗、聲波檢驗、超聲波衍射檢驗以及磁粉檢驗等，各檢測方法應用環境和檢測對象等存在一定的差異，在選擇檢測方法時，要根據實際情況進行選擇，不能盲目選擇。隨著科學技術的不斷提升，無損檢測技術由無損探傷技術發展為無損檢測，到現在發展成為無損評價。其中，無損探傷就是通過無損技術探測和發現缺陷，而無損檢測不僅是對待測物的缺陷進行檢測，還會對待測物的結構、性質以及狀態進行分析和識別。現今，無損評價就是在無損檢測的基礎上，檢測準確性和精度有所提升，并且能夠獲取待測物更加全面的數據信息，通過圖像技術、自動化技術以及數據分析技術將待測設備的狀態和性能信息更加全面形象地給出檢測評價和分析，并且檢測人員能夠直觀地查看待測件的實際狀態，有助于定位缺陷點和不良點，加快定位問題點，提升檢測速度。

2 無損檢測技術在承壓類特種設備檢驗中的應用

2.1 利用磁粉技術進行無損檢測

這種檢測技術主要用于磁性材料的檢測，因為這種檢測方式對于磁性鍋爐有這較高的準確性，而這種方法一般被人稱為“磁粉探傷法”。這種方法的原理是利用磁粉在物體表面呈現的狀態進行判斷鍋爐表面是否存在裂紋，因為縫隙之間存在孔洞，所以磁粉在表面運作時會受到孔洞的阻礙，無法進行平整的傳播，而磁阻力便會增加，使縫隙表面呈現漏磁場。因為漏磁場的大小決定因素有很多，所以充分利用磁粉進行操作便是最佳的方法。但是這種方法只是最早的無損檢測方法，由于成本高等問題，幾乎無損檢測中它出現的次數逐漸變少。通常情況下，磁粉會用純鐵進行研磨最后使用，有些磁粉會添加熒光劑等其它化學藥劑進行熒光化處理，這種制作方法的好處便是可以提升檢測精準度。但是磁粉檢測法需要員工有著熟練的操作手法，因為不熟練的操作方法可能會遺漏檢測位置，從而帶來安全隱患。因此，磁粉探傷法需要檢測人員明白鍋爐承壓類特種設備材料與使用情況，同時要對檢測位置保持干凈、干燥的環境。并且對于操作手法也要準確無誤，要做到容器表面與磁極之間留有縫隙，這樣才能更好的使容器產生漏磁，同時可以防止縫隙之間漏磁過大。由于這種無損檢測方法比較麻煩同時磁粉價格比較貴，所以這種方式目前使用頻率較低。

2.2 射線檢測方法

該檢測方法在實際應用期間的原理就是利用射線穿透工件，射線在穿透過程中會因工件本身吸收和散射使強度減弱。如果承壓類特種設備局部存在缺陷，構成缺陷的物質的衰減系數和容器本身材料的衰減系數存在差異，這樣就會導致射線強度存在差異，這也就是判斷承壓類特種設備是否存在缺陷的依據。出現這種明顯差異，工件后方的X光感光膠片感光程度將會發生顯著改變，通過處理后，缺陷部分和正常部分的影像也會存在明顯差異，主要表現為黑度上存在差異。對比度不同形成的影像能夠幫助檢測人員判斷工件缺陷信息。這一檢測方法的應用范圍十分廣泛，主要應用在承壓類特種設備制造時的焊接接頭檢測，以及定期檢驗過程中用超聲波無法對缺陷進行定性的情況下，用射線輔助進行檢測驗證。射線檢測的主要優點就是檢測效果直觀，而且方便記錄，可以更好地完成對壓力容器中夾渣、氣孔等各種不同類型缺陷的檢測。其缺點就是對面積類型的缺陷的檢測效果差，如果在檢測時，照相角度不合理，容易出現漏檢問題，以及檢測厚度受到射線穿透力的限制，而且檢測的速度較慢，對檢測人員及檢測周邊的環境有傷害，需要采取相應的防護措施。

2.3 超聲波探傷技術

超聲波具有在介質傳播過程中會表現出衰減的特性，超聲波探傷技術就是借助超聲波的這一特性來完成設備缺陷的檢測的。另外，超聲波的穿透性極強，能夠穿透很厚的鋼板及焊縫，這是超聲波探傷技術能夠在承壓類特種設備檢驗中廣泛應用的另一個主要原因。而且，超聲波探傷技術具有檢測精度高、技術指向性好、探測速度快以及穿透力強的特點，使得該技術還被廣泛地應用在碳鋼、壓力容器鍛件、大型箱殼體以及管材等方面，能夠識別出內外部缺陷、焊接不良以及裂紋等缺陷。此外，超聲波對人體沒有輻射傷害，同樣促進了超聲波探傷技術在承壓類特種設備檢測領域的發展。

2.4 滲透檢測

滲透檢測技術借助熒光染料，或者使用具有附著能力的染料進入到工件內，利用顯像劑通過液體毛細，對工件存在的缺陷進行檢測。該方法一般應用在有色金屬、陶瓷等非金屬材質，可避免染料附著在材質表面或內部。通常情況下，在環境溫度低于250℃，奧氏體不銹鋼材料進行焊接時，可采用滲透技術對焊接部位進行檢測。與磁粉檢測方法相同，在檢測時需要對焊接位置出現的裂紋、氣孔以及氧化斑等具有開孔特性的缺陷進行檢測。滲透檢測技術具有的優勢為：可以在隔絕水、電等條件下，在戶外完成對設備的檢測。而該方法的缺點主要是無法對設備內部存在的閉合型缺陷進行檢測。以我國某石油焦電站鍋爐為例，該鍋爐額定蒸發量、額定出口壓力與額定出口溫度分別為220t/h、9.8MPa、540℃。首先，可對其外觀進行檢查，主蒸汽管道、汽包以及受熱面為重點觀察對象；其次，需對其重點部位進行打磨拋光處理；最后，針對此特種設備，選擇使用滲透檢測以及磁粉檢測這兩種無損檢測方法，后發現其存在損壞現象。利用滲透檢測，發現汽包管座角焊縫有裂紋存在，為疲勞裂紋；發現汽包省煤器再循環管孔有多處裂紋存在，為疲勞裂紋。利用磁粉檢測，發現主蒸汽管道有裂紋存在；發現左側水冷壁集箱封頭焊縫有密集裂紋存在，為焊接裂紋。

2.5 無損檢測時間的合理確定

承壓類特種設備的無損檢測，可以根據檢測目的、檢測材料和檢測結果，確保檢測時間符合規范要求。一般承壓類特種設備的檢測時間安排在材料熱處理后，例如，某些設備材料表現為裂紋延遲傾向，依據檢測要求，設備需要將檢測要求安排在焊接后的24h內。另外，對于待測件的設備材質和厚度不同時，檢測的時間也會存在較大的差異。目前，業內對于碳鋼的檢測多是選擇磁粉技術進行無損檢測，而對于不銹鋼以及其他厚度較大的構建也多是采用超聲波探傷技術進行檢測。操作人員會根據材質、厚度及環境參數進行確定檢測時間，以確保檢測結果的準確度。

3 結語

隨著科學技術的不斷創新和發展，未來無損探傷檢測技術在承壓類特種設備檢測領域內應用的將會更加廣泛。尤其是，無損檢測技術能夠在不破壞產品和設備的情況下，完成全面、便捷、可靠、經濟的檢測。諸多的技術優勢，將會進一步加快無損檢測技術的發展。對于檢測單位和企業，在進行承壓類特種設備檢測時，需要注意結合被檢測設備的結構、尺寸、材質等特征進行檢測技術選擇。一方面，是對被測試件的結構和材質方面的保護；另一方面，選擇合理的檢測技術，從而確定被測試件的檢測時間、環境因素等。此外，要加強多種檢測技術的綜合應用，通過將多種檢測技術的融合，不僅有助于提升無損檢測技術的精度，還能夠能夠促進新型檢測技術的發展。