超聲波檢測技術在壓力容器檢測中的應用分析

于大雷

哈爾濱空調股份有限公司 黑龍江 哈爾濱 150078

1 超聲波檢測技術的工作原理

超聲波檢測技術作為無損檢測中的重要部分，在壓力容器的檢測處理中具有較高優勢。超聲波檢測處理中，需依靠超聲波信號進行處理，信號頻率范圍為2-25Mhz，高頻特性使得超聲波信號可快速穿透壓力容器設備內部。超聲波信號一般是以直線進行傳播，在均勻且無限大的介質中，超聲波信號可完成正常傳播。當超聲波信號在傳播過程中，如果遇到非均勻性介質，超聲波信號的聲阻抗會受非均勻介質干擾而發生改變，可能會出現反射等較為特殊的光學現象。對于檢查部人員而言，需結合超聲波信號傳播環節中所發生的光學現象進行內部缺陷情況的判斷[1]。

2 影響超聲波探傷技術缺陷定位的因素

第一、儀器因素的影響，這是影響缺陷定位的重要因素之一。從某方面角度出發，超聲波探傷進行檢測處理的過程中，相關工作人員可不將儀器放于水平線上。實際壓力容器的檢測處理環節中，不可忽略自然曲度的嚴重影響。一般情況下，儀器水平線極易發生和實際情況不符合的問題。這時，便會導致缺陷定位不良狀況的發生。檢測處理環節中，相關人員必須及時進行處理，著重關注超聲波檢測儀器相關的刻度問題，原因在于水平刻度的精度與缺陷定位情況具有較高關聯性。

第二、工件是影響缺陷定位的第二方面因素。這一因素的影響表現在下述幾方面：工件形式、表面粗糙度。當工件表面過于粗糙，存在明顯的凹凸不平問題時，極易對無損檢測效果產生限制作用，處理不當易出現耦合不良的問題。此外，由于聲波途徑路徑的影響，耗費時間方面也可能存在一定差異。對應檢測信號極易出現差異化問題。考慮到工業操作中，檢測信號可能會出現差異化問題，同時考慮到工業加工件一般以曲面為主，極易對探頭產生負面通。同時，操作人員如果處理不當，可能還會認為產生加工誤差，無法保證缺陷定位工作的順利開展。工件材質也可能會產生影響。超聲波的波組與介質存在較大關聯，當材質不同，對應聲阻的影響也會有所差異。換言之，壓力容器的材質存在差異的情況下，超聲傳播也會受到負面影響，極易引發最終檢測結果存在較大誤差。

第三、探頭也會對缺陷定位產生影響，是不可忽略的一大因素。操作過程中，聲束軸線可能會傳播出去，當其距離幾何中心過遠時，檢測精度將會明顯下降。結合調查結果進行分析，部分工業企業的超聲探測儀器在管理維護中，存在保養意識薄弱的問題。對于超聲探測儀器而言，探頭性能可能會隨使用時間的延長而發生改變。即使發現設備缺陷問題，卻也無法明確具體是哪個聲束出現問題，定位缺陷的難度較高。探頭斜楔區域易出現磨損，當前方磨損過于嚴重時，檢測中可能會出現K值、折射角增加的情況，后續如果出現磨損問題，可能出現K值、折射角減小的情況[2]。

3 探傷技術的應用

3.1 焊縫探傷

焊縫連接是當下各大壓力容器中極為常見的連接手段，受焊接工藝作用。焊接操作中，經常出現焊接裂縫缺陷、焊不透的情況。這對設備的運行效果、綜合性能等都會產生不利影響。為此，相關檢測人員必須進行細致化處理，借助水平定位、深度定位、聲程定位等完成處理，合理借助探傷檢測技術完成焊縫缺陷的分析。

3.2 管材探傷

結合管材直徑大小，一般管材探傷需分為小口徑、大口徑探傷兩種形式。前者處理中，常見問題包括夾雜、重皮、裂紋等缺陷；后者處理過程中，易發生重皮、白點、折疊等情況，為此，必須及時進行接觸法、水浸聚焦技術的應用，從而順利完成探測任務，結合管材實際“缺陷”情況等進行后續處理，保證壓力容器的加工質量。

3.3 高溫壓力容器中超聲檢測技術的分析

以某塔式壓力容器為例進行分析，對應塔體的厚度為15mm、端厚度為30mm。由于長期處于高壓高溫的工作環境，塔罐出現了較為嚴重的腐蝕問題，罐體壁厚也會受到外界液體沖刷作用、沖擊作用影響，極易出現磨損、腐蝕等問題。這一情況下，檢測機構可借助超聲波檢測進行在役使用厚度的了解。再生塔表面溫度一般在70～80℃范圍內，普通探頭無法進行檢測。可借助D709探討配合高溫耦合劑完成檢測分析。D709探頭使用中，需考慮檢測工件的厚度問題。2～25mm的厚度中，對于檢測數據形成的結果，需結合超聲波波形進行分析，避免偏差問題等引發的缺陷。當厚度大于25mm時，超聲波波形形成的波形圖會在第二個回波波形位置形成兩個回波。這一情況下，對于超聲波檢測的操作人員提出了較高要求，需避免判斷誤區的負面作用。數據判斷過程中可能無法及時得到正確厚度。為了獲得最佳檢測效果，需充分考慮檢測數據在后續使用管理中的效果，對應檢測人員要結合超聲波檢測儀器進行再生塔厚度的檢測。該檢測環節中，可能會將超聲波波形當作第一個回波，讓其作為后續指示標識，獲得較為精確的塔壁厚度。需引起重視的是，這一操作中檢測的壁厚，必須是再生塔的在役母材厚度[3]。

4 結束語

結合超聲波檢測技術的各項優勢，各大企業必須及時進行相關技術的研發。要明顯對應檢測技術要求，結合具體情況進行分析，考慮壓力容器的檢測特征，并及時將超聲探傷技術應用于壓力容器的檢測中。力求達到節約檢測成本的目的，及時增強檢測效果、提高項目的安全質量，從而為企業獲得更高的經濟反饋。需引起重視的這一技術仍停留于發展過程中，部分技術并未完善，必須及時進行動態調整和優化。