試論無損檢測技術在特種設備檢驗中的應用

方效偉

（忻州市綜合檢驗檢測中心，山西 忻州 034000）

雖然承壓特種設備已經被廣泛應用到各個領域中，但在溫度和壓力等因素的影響下，設備的穩定性很難得到保證，如果不及時解決，還會導致多種有毒有害氣體的生成。為此，在特種設備運行期間，工作人員應采取有效的措施，對安全事故進行預防和控制。與此同時，還要加強對這些設備的檢測力度，目前，常用的檢測技術以無損檢測技術為主，究其原因，主要是此類技術的優勢顯著，不僅檢測精度高，并且不會對設備造成破壞。但在選擇無損檢測技術時，需要將設備種類作為依據，以保證檢測精度，并在此基礎上，完成解決方案的制定。

1 無損檢測技術的應用依據

不同行業在對特種設備進行使用的過程中，都應將《特種設備安全監察暫行條例》作為依據，遵循其中的條款，科學合理地檢查設備，該文件對無損檢測技術提出了明確的技術要求，具體要求是檢測人員在檢查特種設備的過程中，需要嚴格落實其中的各項法律法規。

現階段，常用的無損檢測技術主要包括四種：第一種是超聲檢測，第二種是射線檢測，第三種是磁粉檢測，第四種是滲透檢測。該條款對這些技術均制定了相關標準，其目的在于確保特種設備無損檢測結果的準確性。

2 無損檢測技術在承壓特種設備檢驗中的應用要點

在相關企業檢驗特種設備的過程中，需要將設備材料型號和使用情況作為依據，選擇合適的無損檢測技術。比如，某生產企業在制造承壓特種設備時，會對焊接的方式進行使用，但在焊接容易受到多種因素的影響，一旦出現問題，就會導致設備缺陷的產生，比如，焊縫缺陷等，該企業為規避此類問題，于是，在焊接過程中對其進行了預防性的檢測，所采取的檢測方法主要包括超聲波、滲透、磁粉等，與此同時，為保證檢測數據的精確性，還對渦流檢測方法進行了使用。考慮到不同檢測方法在檢測范圍上存在差距，且對操作人員技術水平的要求不同，因此，檢測人員在檢測過程中，應明確不同檢測技術的優勢和劣勢，并基于自身能力，制定合適的檢測方案，只有這樣，才能獲得預期的檢測效果。

2.1 射線檢測的應用要點

結合上文可知，射線檢測技術在特種設備檢測領域的應用較為廣泛，這種檢測技術的檢測原理是對X、Y射線的光量子能力進行利用，究其原因，主要是X、Y射線具有非常強的穿透力，在照射物體后，能夠找出物體內存在的缺陷，同時，還能對缺陷的具體情況進行確定。在查閱資料后得知，目前，企業中所應用的承壓特種設備，其材質普遍為碳鋼、鋁合金和不銹鋼，這些材質的內部缺陷均能被射線檢測技術所找出。此外，對射線檢測技術進行使用，還可以檢測特種設備材質中的氣孔缺陷，但值得強調的是，該方法在材料厚度不超過200mm的特種設備中較為適用，可以檢測出設備中存在的細裂紋和融合不充分的問題。但在應用這項檢測技術的過程中，檢測人員務必要做好個人防護，同時，采取有效的措施，對有毒有害氣體排放進行控制，其目的在于保護自身安全和減少對環境的污染。

2.2 磁粉檢測技術的應用要點

在對特種設備進行檢測時，可以使用磁粉檢測技術，其原理為在設備材質內注入磁粉，并在此基礎上確定材質內是否存在缺陷。相較其他無損檢測技術，這種檢測技術的操作難度較低，且成本遠遠低于其他檢測技術，但卻存在檢測方面的局限性，如果待檢測設備，其材質內并未含有鐵磁物質，則不能使用該技術。在查閱資料后得知，該檢測技術適用的材質為鎳、碳素鋼以及合金鋼。此外，這種方法主要檢測范圍是設備表面和近表面，故檢測尺寸不大，可以檢測出設備表面缺陷，比如，裂紋，未焊透。在采用這種技術檢測特種設備時，如果環境溫度不超過300℃，此時，可以對干磁粉進行使用，所得到的檢測數據，會被視為常溫下結果。但干磁粉方法的應用，對檢測人員技術水平提出了非常高的要求，只有這樣，才能保證檢測效率和質量。

2.3 滲透檢測技術的應用要點

滲透檢測技術在應用過程中，需要對熒光染料進行使用，如果沒有此類材料，使用具備附著能力的染料也可。具體操作方式為將這些染料注入工件中，然后，借助顯像劑進行檢測即可，具體分析對象是液體毛細。在查閱資料后發現，在有色金屬和陶瓷等非金屬材質中，這種方法的應用可以取得良好的效果，具體表現為能夠保證燃料在此類材質的表面和內部附著。如果焊接奧氏體不銹鋼材料的溫度不超過250℃，可以借助滲透技術檢測焊接部位。在使用這種檢測技術的過程中，應該將裂紋、氣孔和氧化斑等缺陷作為重點對象。此類檢測技術在諸多方面具有非常明顯的優勢，如下所述：在不具備水、電的環境下，便可以完成檢測工作。但這種技術也存在一定的缺點，主要體現在其難以檢測出設備內部的缺陷，尤其是閉合型缺陷。比如，某企業在對石油焦電站鍋爐開展檢測工作前，對其基本情況進行了分析，分析后得知，該鍋爐每小時的額定蒸發量為220t，具有9.8MPa的額定出口壓力和540℃的額定出口溫度。該鍋爐于2020年出現了停運情況，因此對其進行停爐檢查。企業所采用的檢測方法如下：（1）檢查設備的外觀，不僅需要重點檢查汽包與受熱面，還需要將主蒸汽管道當作設備檢查的重點；（2）采取打磨拋光的方法對設備的重點部位進行著重處理；（3）對于鍋爐這種設備，其比較適用的無損檢測方法有兩種：一種為滲透檢測，另一種為磁粉檢測。檢測結果表明，該設備存在缺陷。技術人員通過滲透檢測方法的應用，發現設備的汽包管座角焊縫處存在裂紋，在分析后發現，這種裂紋屬于疲勞裂紋。除此之外，汽包省煤器上同樣存在多處疲勞裂紋。磁粉檢測結果表明：該鍋爐主蒸汽管道和左側冷壁箱封頭存在焊接裂紋。在明確裂紋類型和成因后，該企業組織技術人員對其進行了修復，如圖1所示，在維修后鍋爐運行恢復正常。

圖1 主蒸汽管道裂紋

2.4 超聲波檢測技術的應用要點

在檢測特種設備時，超聲波檢測技術的應用頻率較高，該技術通過對聲學原理的應用，檢測材料內的缺陷，具體原理是分析聲波反射對穿過的時間和能量變化，實現對材質內缺陷位置和大小的精確判斷。這項檢測技術在厚度為8～300mm的材質內較為適用，檢測缺陷種類較為齊全，主要包括焊縫裂紋、融合不到位等。這種檢測方法相較其他檢測方法，其優勢較多，具體為操作簡單且不會對人體健康產生威脅等。此外，還能在高溫條件下檢測設備缺陷，且檢測精度不會受到設備結構的影響。

2.5 渦流檢測技術的應用要點

渦流檢測技術以電磁為原理，其需要在檢測材質上合理地放置導電材料，并借助導體性質，獲取具有高精度特征的數據。檢測效率高，是該技術最顯著的優勢。但這項技術在檢測厚度較大或結構復雜的材質時，應用效果較為有限。通常情況下，僅適用于金屬材料，究其原因，主要是金屬材料普遍具有導電性質，契合技術的檢測原理。

2.6 盲區補充檢測技術的應用要點

如果在檢測設備時需要使用多種檢測技術，檢測人員需要使用檢測儀器獲得準確的檢測數值。但在檢測結構較為特殊的設備時，如果需要使用超聲波檢測技術，可能會在檢測盲區的影響下，影響直通波信號的傳輸效果，具體表現為，該信號可能無法被檢測儀器完整接收，技術人員也很難判斷設備內缺陷所在的位置。通常情況下，如果焊縫的大小不超過50mm，需要檢測10mm的盲區，只有這樣，才能保證檢測結果的精準性。此外，在檢測盲區的過程中，可以對寬頻帶寬窄脈沖探頭進行使用，更換探頭即可，通過補充檢測，提高檢測精度。在獲取檢測數據后，還要使用計算機完成TOFD圖像的制作，為缺陷位置和大小判斷創造有利的條件。值得強調的是，檢測人員應重視TOFD圖像的作用，補充盲區檢測數據不足的缺陷，與此同時，還要將掃描信號作為依據，對盲區缺陷發展趨勢進行分析，為后續解決缺陷，創造有利的條件。

以焊縫缺陷檢測為例，設計規定中要求用10倍放大鏡100%地檢查焊縫以及熱影響區域的表面，其表面不能出現咬邊，使用100%射線對A、B類焊縫進行無損檢測，達到Ⅱ級標準則為合格。當發現存在超標缺陷時，需要先將缺陷清除，清除完畢后再進行補焊，補焊完成后，再使用射線對其進行重新檢測，反復操作直至合格。所有焊縫無論是對接還是角接，其表面都需要在水壓試驗前后實施滲透檢測，檢測過程中，發現缺陷后可以對其進行修磨，必要時還可以進行補焊，補焊后重新檢測。如圖2所示。壓力容器的設備在進行無損檢測時的要求遠遠比其他類型的建造標準高，因此，需要對其多加注意。除此之外，應當注意空氣氣密性方面的試驗要求，監檢過程中該項檢測需要得到重點關注。

圖2 特種設備無損檢測

焊接完成后，還需要注意容器表面的鐵污染殘留，若沒有注意鐵污染的殘留，則很容易在壓力容器投入使用后出現黃銹斑。此類黃銹斑在反應器的檢驗中可以被清晰地發現，1m2區域內能夠出現直徑大小統一的數百個銹斑，使用鐵指示劑對其進行檢測可以發現其檢測結果為藍色。進行銹斑酸洗工作時，需要根據其實際情況選擇適配的酸洗鈍化液，如果條件允許，還可以適當添加緩蝕劑，酸洗時溫度不能過高，結束后應當使用潔凈水沖洗。

3 結語

綜上所述，在檢驗特種設備時，可以采用多種無損檢測技術，但在選擇時，需要將設備的性質和各種技術的優缺點作為依據，在此基礎上選擇合適的檢測技術，

從而獲得更加精準的數據。考慮到部分特種設備結構具有復雜性的特征，對檢測技術水平提出了非常高的要求，而無損檢測技術的應用，不僅可以獲得精確的檢測數據，同時，還不會影響設備的正常運行。為此，建議技術人員基于設備和檢測技術的實際情況，制定缺陷檢測、預防和解決策略，以促進檢測效率提升，并保證設備的運行質量。