林秋來

摘 要介紹了壓力容器目前無損檢測的主要技術(shù),并分析了壓力容器無損檢測技術(shù)的應(yīng)用的策略。

關(guān)鍵詞壓力容器;無損檢測;超聲;射線

中圖分類號TG115.28 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-(2009)112-0037-01

0前言

壓力容器是在石油、化工、鋼鐵和醫(yī)藥等行業(yè)廣泛使用的設(shè)備,與人們的日常生活息息相關(guān),據(jù)2003年的統(tǒng)計,我國現(xiàn)有固定式壓力容器133萬多臺,罐車近16萬輛,各類氣瓶9800多萬只。壓力容器由于其盛、裝著易燃、易爆、劇毒或腐蝕介質(zhì),長期承受高溫和壓力,是危險性較高的特種設(shè)備,在生產(chǎn)和使用中的失效形式比較復(fù)雜,易發(fā)生事故。為了確保壓力容器安全運(yùn)行,國內(nèi)外對壓力容器的設(shè)計、制造和使用都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和要求。無損檢測技術(shù)因其自身的優(yōu)越性,在壓力容器的制造和使用中得到廣泛應(yīng)用,在壓力容器中具有不可替代的作用。筆者結(jié)合工作實(shí)踐,探討了幾種壓力容器無損檢測技術(shù)及應(yīng)用。

1壓力容器常用的無損檢測技術(shù)

1.1射線檢測

射線檢測方法適用于容器殼體或接管對接焊縫內(nèi)部缺陷的檢測,使用的射線探傷設(shè)備包括x射線探傷機(jī)、γ射線源和電子直線加速器。

1.2超聲檢測

超聲檢測的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域非常廣泛,幾乎涵蓋了工業(yè)檢測的各個領(lǐng)域,這種方法檢測深度大,缺陷定位準(zhǔn)確,檢測靈敏度高,成本低,使用方便,速度快,對人體無害、便于現(xiàn)場使用。此種檢測方法主要用于檢測對接焊縫內(nèi)部埋藏缺陷和壓力容器焊縫內(nèi)表面裂紋,也用于壓力容器鍛件和高壓螺栓可能出現(xiàn)裂紋的檢測。

1.3渦流檢測

渦流檢測是通過測量導(dǎo)電物體在交變磁場中的感應(yīng)渦流的變化,來對物件進(jìn)行探傷或物理特性判定的一種無損檢測方法。按測試容器的形狀和檢測目的的不同,可以采用不同形式的線圈。渦流檢測時線圈不需與被測物體直接接觸,可以進(jìn)行高速檢測,易于實(shí)現(xiàn)自動化,但不適合形狀復(fù)雜的試件。渦流檢測主要用于換熱器換熱管的腐蝕狀態(tài)檢測和焊縫表面裂紋檢測。

1.4聲發(fā)射檢測

聲發(fā)射技術(shù),在很多方面都不同于其它常規(guī)無損檢測方法,它是一種動態(tài)檢測方法,探測到的能力來自被測物體本身,對線性缺陷較為敏感;一次試驗過程中,能夠整體探測和評價整個結(jié)構(gòu)中缺陷的狀態(tài);可以縮短檢驗的停產(chǎn)時間或無需停產(chǎn);可以預(yù)防由未知缺陷引起的災(zāi)難性失效和限定壓力容器的最高工作壓力。

主要用于檢測壓力容器可能存在的活動性缺陷,也可用于對已知缺陷進(jìn)行活性評價。

1.5磁記憶檢測

磁記憶檢測是基于鐵磁構(gòu)建的磁效應(yīng),可以有效發(fā)現(xiàn)構(gòu)件的應(yīng)力集中區(qū)域,是一種對金屬材料進(jìn)行早期診斷的無損檢測方法。磁記憶檢測方法用于發(fā)現(xiàn)壓力容器存在的高應(yīng)力集中部位。

1.6漏磁檢測

漏磁檢測是用磁傳感器檢測缺陷,由傳感器獲取信號,然后由軟件判斷有無缺陷,此種方法易于實(shí)現(xiàn)自動化,具有較高的檢測可靠性,可實(shí)現(xiàn)缺陷初步定量,高效無污染,但不適合形狀復(fù)雜的試件。漏磁檢測主要用于檢測壓力容器殼體可能出現(xiàn)的點(diǎn)腐蝕狀態(tài),適用于于壓力容器運(yùn)行狀態(tài)下的在線檢測。

1.7紅外檢測

紅外熱成像技術(shù)主要應(yīng)用于高溫壓力容器熱傳導(dǎo)的在線檢測和對常溫壓力容器的高應(yīng)力集中部位檢測。

2無損檢測在壓力容器設(shè)備上應(yīng)用

2.1無損檢測應(yīng)與破壞性檢測相結(jié)合

無損檢測技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn),但本身還有是有一定的局限性,不能代替破壞性檢測。在壓力容器設(shè)備進(jìn)行評價時,應(yīng)將無損檢測結(jié)果與破壞性檢測結(jié)果(如爆破試驗等)進(jìn)行對比和驗證,才能作出準(zhǔn)確的判斷。例如液化石油氣鋼瓶除了無損檢測外還要進(jìn)行爆破試驗。評價焊接接頭質(zhì)量除了要進(jìn)行無損檢測外還要切取試樣進(jìn)行力學(xué)性能分析,有時還要做金相和斷口檢驗。

2.2選擇正確的檢測時間

壓力容器無損檢測時,應(yīng)根據(jù)檢測目的,結(jié)合設(shè)備工況、材質(zhì)和制造工藝的特點(diǎn),正確選用無損檢測實(shí)施時間。

2.3選擇適當(dāng)?shù)臒o損檢測方法

對于壓力容器設(shè)備進(jìn)行無損檢測時,由于各種檢測方法都具有一定的特點(diǎn),不能適用于所有工件和所有缺陷,為提高檢測結(jié)果的可靠性,應(yīng)根據(jù)設(shè)備的材質(zhì)、制造方法、工作介質(zhì)、使用條件和失效模式及預(yù)計可能產(chǎn)生的缺陷種類、形狀、部位和取向,選擇最合適的無損檢測方法。例如,鋼板的分層缺陷因其延展方向與板平行,就不適合射線檢測而應(yīng)選擇超聲波檢測。檢查工件表面細(xì)小的裂紋就不應(yīng)該選擇射線和超聲波檢測,而應(yīng)選擇磁粉和滲透檢測。另外,選用無損檢測方法和應(yīng)用時還應(yīng)充分的認(rèn)識到,檢測的目的不是片面的追求那種過高要求的產(chǎn)品“高質(zhì)量”,而是在保證充分安全性的同時要保證產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。只有這樣,無損檢測方法的選擇和應(yīng)用才會是正確的、合理的。

2.4綜合應(yīng)用各種無損檢測方法

在無損檢測中,必須認(rèn)識到任何一種無損檢測方法都不是萬能的,每種方法都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。因此,在無損檢測中,如果可能,不要只采用一種無損檢測方法,應(yīng)盡可能多采用幾種檢測方法,互相取長補(bǔ)短,取得更多的缺陷信息,從而對實(shí)際情況有更清晰的了解,以保證壓力容器設(shè)備的安全長周期運(yùn)行。

3結(jié)語

作為一種綜合性的應(yīng)用技術(shù),無損檢測技術(shù)隨著科技的發(fā)展也逐步發(fā)展,經(jīng)歷了從無損探傷、無損檢測再到無損評價的發(fā)展。從一般無損評價向自動無損評價和定量無損評價發(fā)展,逐步減少人為因素的影響,改用計算機(jī)進(jìn)行檢測和分析數(shù)據(jù),以提高檢測的可靠性,已成為無損檢測的一個重要發(fā)展方向。

實(shí)際應(yīng)用中,無損檢測技術(shù)是需要無損檢測器材設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。目前絕大部分國產(chǎn)無損檢測器材設(shè)備是為滿足常規(guī)無損檢測技術(shù)應(yīng)用,因此很多更新的無損檢測要求方面尚有較大的開拓空間,特別是適應(yīng)新型無損檢測技術(shù)應(yīng)用的設(shè)備?，F(xiàn)有的國產(chǎn)的無損檢測設(shè)備的功能與性能指標(biāo)相對于國外同類的先進(jìn)儀器尚有較大的提高與擴(kuò)展的空間,可以考慮引進(jìn)開發(fā)一些最新型的檢測儀器或輔助器材。

參考文獻(xiàn)

[1]李景辰.壓力容器基礎(chǔ)知識[M].北京:勞動人事出版社,1984.

[2]周樂,張志文.無損檢測及其新技術(shù)[J].重慶工學(xué)院學(xué)報,2006,20(8).

[3]王小永.碳/環(huán)氧復(fù)合材料纏繞壓力容器的沖擊損傷效果及無損檢測評價技術(shù)[J].無損檢測,2008,30(3).

[4]郭奎建.2003年特種設(shè)備安全監(jiān)察系統(tǒng)分析[J].中國鍋爐壓力容器安全,2004,20(3):41-44.

[5]沈功田,李金海.壓力容器無損檢測—聲發(fā)射檢測技術(shù)[J].無損檢測,2004,9.

[6]沈功田,張萬嶺.壓力容器無損檢測—紅外熱成像檢測技術(shù)[J].無損檢測,2004,10.

[7]李勇.壓力容器無損檢測技術(shù)的應(yīng)用[J].今日科苑,2009,15.