朱政果，楊海堂

（廣西壯族自治區(qū)特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)院，廣西 南寧 530219）

無損檢測(cè)技術(shù)具有不破壞試件，檢測(cè)靈敏度高等特點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于壓力容器的制造檢驗(yàn)和在用檢驗(yàn)[1]。對(duì)于壓力容器檢驗(yàn)工作，需要針對(duì)不同對(duì)象正確地選擇無損檢測(cè)方法，對(duì)無損檢測(cè)工作質(zhì)量?jī)?yōu)劣做出評(píng)價(jià)，并將無損檢測(cè)結(jié)果正確地應(yīng)用于安全狀況的評(píng)定。因此在制定檢驗(yàn)方案時(shí)側(cè)重考慮不同無損檢測(cè)方法的適用范圍、技術(shù)特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和局限性，以及正確實(shí)施無損檢測(cè)時(shí)機(jī)，合理地控制檢測(cè)比例。在這里我們主要討論在用壓力容器的無損檢測(cè)。

1 在用壓力容器檢驗(yàn)中選擇無損檢測(cè)方法的類別

根據(jù)TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和TSGR7001-2004《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》選擇無損檢測(cè)方法的類別，規(guī)定了以下幾種[2～3]：

（1）表面無損檢測(cè)

（2）超聲檢測(cè)

（3）射線檢測(cè)

（4）渦流檢測(cè)

（5）聲發(fā)射檢測(cè)

2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

根據(jù)TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第7.4條，規(guī)定了檢驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)壓力容器的使用情況，失效模式制定檢驗(yàn)方案。定期檢驗(yàn)的選擇無損檢測(cè)的方法以宏觀檢查、壁厚測(cè)定、表面無損檢測(cè)為主，必要時(shí)可以采用超聲檢測(cè)、射線檢測(cè)、硬度測(cè)定、金相檢驗(yàn)、材質(zhì)分析、渦流檢測(cè)、硬度校核或者應(yīng)力測(cè)定、耐壓試驗(yàn)、聲發(fā)射檢測(cè)、氣密性試驗(yàn)等。TSGR7001-2004《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》和各相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)無損檢測(cè)方法、時(shí)機(jī)、比例做出了規(guī)定。

3 無損檢測(cè)方法的選擇

3.1 表面檢測(cè)

表面檢測(cè)方法在用壓力容器全面檢驗(yàn)中應(yīng)用最為廣泛。表面檢測(cè)的部位為壓力容器的對(duì)接焊縫、角焊縫、焊疤部位和高強(qiáng)螺栓等。鐵磁性材料一般采用磁粉法檢測(cè)，內(nèi)部由于光線不好，采用熒光磁粉檢測(cè)，外部采用濕式黑磁粉檢測(cè)，角焊縫用磁粉檢測(cè)無法進(jìn)行時(shí)也可采用滲透檢測(cè)。非鐵磁性材料采用滲透法檢測(cè)，內(nèi)部通常采用熒光滲透法檢測(cè)，外部采用著色滲透法檢測(cè)。由于磁粉檢測(cè)相對(duì)于滲透檢測(cè)成本低，速度快等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工作中進(jìn)行大型壓力容器檢驗(yàn)是得到普遍應(yīng)用。為便于發(fā)現(xiàn)缺陷，檢測(cè)部位噴涂增強(qiáng)反差劑效果更好。滲透檢測(cè)所用的探傷劑，幾乎都是油類可燃性物質(zhì)，在檢測(cè)壓力容器為易燃介質(zhì)時(shí)，需特別注意防火要求。

3.2 射線檢測(cè)

X射線檢測(cè)方法主要在現(xiàn)場(chǎng)用于板厚較小的壓力容器對(duì)接焊縫內(nèi)部埋藏缺陷的檢測(cè)，因?yàn)楸“宀捎贸暀z測(cè)有一定難度，而采用射線檢測(cè)不需要太高的管電壓。300 KV便攜式X射線機(jī)透照厚度一般小于40 mm，420 KV移動(dòng)式X射線機(jī)和Ir192γ射線機(jī)透照厚度均小于100 mm。對(duì)于人體不能進(jìn)入的壓力容器以及不能采用超聲檢測(cè)的多層包扎壓力容器和球形壓力容器通常采用Ir192或75 Se等同位素進(jìn)行γ射線透照。另外，射線檢測(cè)也常用于在用壓力容器檢驗(yàn)中對(duì)超聲檢測(cè)發(fā)現(xiàn)缺陷的復(fù)檢，以進(jìn)一步確定缺陷的性質(zhì)，為缺陷返修提供依據(jù)。但是，一般對(duì)于板厚較大工件中的裂紋檢出率較低，有時(shí)，通過改變透照角度來發(fā)現(xiàn)缺陷。

3.3 超聲檢測(cè)

由于超聲檢測(cè)儀器體積小，重量輕，便于攜帶和操作，而且對(duì)與人體無傷害，因此在在用壓力容器檢驗(yàn)中得到廣泛使用。超聲檢測(cè)法主要用語檢測(cè)對(duì)接焊縫內(nèi)部埋藏缺陷和壓力容器焊縫內(nèi)表面裂紋，如果壓力容器外部有保溫層時(shí)，也可從壓力容器內(nèi)部檢測(cè)焊縫外表面裂紋。超聲檢測(cè)法也用于壓力容器鍛件和高壓螺栓可能出現(xiàn)裂紋的檢測(cè)。相對(duì)于射線檢測(cè)，超聲檢測(cè)對(duì)于面積型缺陷的檢出率較高，而體積型缺陷的檢出率較低，但在較薄的焊縫中，這一結(jié)論并不一定成立。所以，我們?cè)谥贫z驗(yàn)方案時(shí)通?？紤]缺陷類型、位置、板厚等因素。

3.4 渦流檢測(cè)

對(duì)于在用壓力容器，渦流檢測(cè)主要用于換熱器換熱管的腐蝕狀態(tài)檢測(cè)和焊縫表面裂紋檢測(cè)。檢測(cè)采用內(nèi)穿過式探頭，非鐵磁性換熱管采用常規(guī)渦流檢測(cè)技術(shù)，鐵磁性換熱管采用遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)技術(shù)，以檢測(cè)換熱管內(nèi)外部腐蝕引起的穿孔、蝕坑以及壁厚均勻減薄等缺陷。采用電流擾動(dòng)磁敏探頭的渦流檢測(cè)技術(shù)來檢測(cè)焊縫表面裂紋，允許焊縫表面較為粗糙或帶有一定厚度的防腐層，這樣可以在壓力容器運(yùn)行過程中進(jìn)行焊縫外表面裂紋的快速檢測(cè)；也可在壓力容器停產(chǎn)時(shí)進(jìn)行內(nèi)外部檢測(cè)，先采用該技術(shù)對(duì)焊縫進(jìn)行快速檢測(cè)，然后對(duì)可疑部位進(jìn)行磁粉或滲透復(fù)驗(yàn)，以確定表面裂紋的具體部位和大小。

3.5 聲發(fā)射檢測(cè)

聲發(fā)射技術(shù)用于檢測(cè)壓力容器可能存在的活動(dòng)性缺陷，也可用于對(duì)已知缺陷進(jìn)行活性評(píng)價(jià)。其特點(diǎn)是必須在檢測(cè)過程中對(duì)壓力容器進(jìn)行加載，常用的加載方法為壓力容器停止運(yùn)行后進(jìn)行的水壓或氣壓試驗(yàn)，也可直接用工作介質(zhì)進(jìn)行加載。對(duì)于活動(dòng)性缺陷，在加載過程中用多個(gè)聲發(fā)射傳感器對(duì)壓力容器殼體進(jìn)行整體監(jiān)測(cè)，以發(fā)現(xiàn)活性聲發(fā)射源，然后通過活性聲發(fā)射源進(jìn)行表面和內(nèi)部缺陷檢測(cè)，排除干擾源，發(fā)現(xiàn)壓力容器上存在的缺陷。對(duì)已知缺陷進(jìn)行的活性評(píng)價(jià)是在家在過程中對(duì)已知缺陷進(jìn)行聲發(fā)射監(jiān)測(cè)，如果在整個(gè)加載過程中缺陷部位無聲發(fā)射定位源產(chǎn)生，則認(rèn)為缺陷是非活性的；反之，如有大量聲發(fā)射定位源信號(hào)產(chǎn)生，則認(rèn)為已知缺陷是活性的。有時(shí)，我們?cè)趯?duì)大型壓力容器利用聲發(fā)射技術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)可疑部位后，可利用超聲檢測(cè)技術(shù)和TOFD檢測(cè)進(jìn)行復(fù)檢，以便確定缺陷性質(zhì)及大小。

3.6 其他無損檢測(cè)方法

3.6.1 TOFD檢測(cè)技術(shù)

TOFD檢測(cè)技術(shù)是近年來在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛的新技術(shù)，成效顯著，現(xiàn)已經(jīng)納入我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。TOFD檢測(cè)可檢測(cè)厚板焊縫，最大為400 mm,而且檢測(cè)圖譜可記錄，測(cè)量焊縫內(nèi)缺陷的自身高度非常精確，這對(duì)在用壓力容器檢驗(yàn)中的缺陷安全評(píng)定是必不可少的。

3.6.2 磁記憶檢測(cè)技術(shù)

磁記憶檢測(cè)技術(shù)主要用于發(fā)現(xiàn)壓力容器存在的高應(yīng)力集中部位，這些部位容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂和疲勞損傷，在高溫設(shè)備上還容易產(chǎn)生蠕變損傷。

3.6.3 漏磁檢測(cè)技術(shù)

漏磁檢測(cè)技術(shù)主要用于檢測(cè)壓力容器殼體可能出現(xiàn)的點(diǎn)腐蝕狀態(tài)。有些在用壓力容器人體無法進(jìn)入其內(nèi)部檢測(cè)，采用其他檢測(cè)方法也無法進(jìn)行，漏磁檢測(cè)可用于表面帶油漆層情況下的掃描檢測(cè)，而且從外部可測(cè)出內(nèi)部存在的腐蝕坑大小和深度。因此，漏磁檢測(cè)適用與壓力容器運(yùn)行狀態(tài)下的在線檢測(cè)。

4 小結(jié)

對(duì)于在用壓力容器檢驗(yàn)中，選擇無損檢測(cè)方法時(shí)，必須認(rèn)識(shí)到任何一種檢測(cè)方法都不是萬能的，都有自己的優(yōu)點(diǎn)或缺點(diǎn)，如果檢測(cè)條件能夠得到滿足，應(yīng)盡可能同時(shí)采用幾種方法，保證各種檢測(cè)方法相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而取得更多的信息。另外，還應(yīng)利用無損檢測(cè)以外的其他檢測(cè)所得的信息，利用有關(guān)材料、焊接、加工工藝的知識(shí)及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的知識(shí)，綜合起來進(jìn)行判斷，例如，超聲檢測(cè)對(duì)裂紋缺陷檢測(cè)靈敏度較高，但定性不準(zhǔn)是其不足，而射線檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)缺陷定性準(zhǔn)確，兩者配合使用，將可確保檢測(cè)結(jié)果既可靠又準(zhǔn)確，從而進(jìn)一步完善檢驗(yàn)方案。但也要不可盲目選擇無損檢測(cè)方法或增加無損檢測(cè)比例，提高檢測(cè)成本，而應(yīng)該根據(jù)壓力容器的各項(xiàng)特性和參數(shù)、系統(tǒng)中的工藝作用，有針對(duì)性的制定檢驗(yàn)檢測(cè)方案，這也需要平時(shí)在檢驗(yàn)工作中的學(xué)習(xí)和積累。

[1]強(qiáng)天鵬.壓力容器檢驗(yàn)[M].北京:中國(guó)鍋爐壓力容器檢驗(yàn)協(xié)會(huì),2002.

[2]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.TSG R0004-2009,固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.

[3]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.TSG R7001-2004,壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.