聶洪軒， 王偉

（哈藥集團制藥總廠，哈爾濱150086）

1 引 言

無損檢測是壓力容器制造后必須進行的關鍵步驟，它關系到壓力容器的使用安全，是制造結束后質量保障的手段?，F(xiàn)階段，使用比較廣泛的是射線檢測和超聲波檢測，超聲波檢測由于設備較為經濟和操作簡便等原因，在無損檢測應用領域比射線檢測更為廣泛。由于這兩種檢測的方法的檢測原理完全不同，對不同缺陷的靈敏性各不相同，對不同種類缺陷的檢出率也各有優(yōu)劣，所以在需要檢測不同方面的缺陷時，用射線或超聲波就要有所選擇。

由于無損檢測的重要性及無損檢測方法的多樣性，作為一名壓力容器設計人員在選擇無損檢測方法前，應在充分了解各種無損檢測方法的優(yōu)缺點后做出合適的選擇。

2 符合使用要求

無損檢測的目的是防止焊縫由于焊接缺陷而引起的壓力容器破裂。壓力容器破裂的安全性取決于應力、缺陷及材料性能。而無損檢測通常只能發(fā)現(xiàn)缺陷。對于一條焊縫，如果知道其材料的性能和應力，就可計算出焊縫的臨界缺陷尺寸。它是指不降低壓力容器安全性的條件下所能允許的最大缺陷尺寸?！胺鲜褂靡蟆本褪侵负缚p缺陷尺寸小于臨界缺陷尺寸，壓力容器就可以說是安全的，這是通常意義上的說法。但從斷裂力學的角度來看，臨界缺陷尺寸主要取決于實際缺陷的高度，而其長度及其它參數(shù)則相對次要。但現(xiàn)在大多數(shù)的無損方法均不是測量缺陷的高度而是測量其長度。而對于焊縫中的主要危害—平面型缺陷，射線檢測往往不能檢測出來，而超聲波檢測雖然有可能探測出來，但超聲波信號的高度和缺陷的實際高度卻無明顯或簡單關系。

3 射線和超聲波檢測的優(yōu)缺點比較

3.1 射線檢測的優(yōu)缺點

（1）射線檢測有底片的直接記錄。（2）可獲得缺陷的投影圖象，比較直觀。（3）體積型缺陷（夾渣、氣孔等）檢出率很高，而面積型缺陷（未熔合、裂紋）的檢出率較低。（4）只適合對薄板的檢測。（5）適合檢測對接焊縫，但對角焊縫的檢測效果較差。（6）檢測成本高，檢測的速度慢。（7）射線的輻射對人體有害。

3.2 超聲波檢測的優(yōu)缺點

（1）超聲波檢測無直接的見證記錄。（2）無法獲得缺陷的直觀圖象，定量困難。（3）對面積型缺陷的檢出率較高，而對體積型缺陷的檢出率較低。（4）適合對厚板進行檢測。（5）應用范圍廣，適合對各類工件、焊縫進行檢測。（6）成本低，檢測速度快，設備體積小，重量輕。（7）材質的晶粒度及工件的不規(guī)則形狀對超聲波有影響。

通過上述射線和超聲波檢測的優(yōu)缺點可以看出，射線和超聲波檢測的優(yōu)缺點都比較明顯，但它們在很多方面都能形成互補，所以要根據(jù)不同的實際情況做出選擇。

4 常規(guī)超聲波和射線檢測的可靠性比較

在超聲波檢測中，有時不能正確判定缺陷的種類、形狀和尺寸。但焊縫的缺陷在沿長度上的位置是容易確定的。而對于超聲波檢測的可靠性而言，由于無法得到直觀的缺陷圖象，所以人的主觀因素就成為其重要因素之一，而對于超聲波檢測中不同部位的檢測數(shù)據(jù)，是否便于檢測人員發(fā)現(xiàn)并判定其缺陷性質是對超聲波檢測可靠性的重要的評定依據(jù)。

對于根部缺陷——在對兩個分別長35mm 和30mm的焊縫根部裂紋的超聲波檢測試驗中，約80%的檢測人員可以發(fā)現(xiàn)這些裂縫，但只有20%的檢測人員可以正確判定其性質，單面焊縫如果沒有事先采取措施，則根部缺陷檢測的準確性不高，它們有時可能被認定為焊縫幾何形狀引起的偽信號。

對于夾渣缺陷——這里主要是指圓形夾渣。大約1/3的檢測人員未能發(fā)現(xiàn)某一夾渣。雖然漏檢的幾率很高，但這種夾渣不危險，問題還不是很大。

對于未熔合缺陷——未熔合屬平面型缺陷，其與裂紋類似。幾乎所有的檢測人員都可檢測出大的未熔合缺陷，但只有75%的人員能檢測出小的未熔合缺陷。

對于氣孔缺陷——密集氣孔能比較容易地檢測出來，約占60%。而對于單個氣孔，檢出率卻只有25%。但氣孔對材料強度的影響不大，故對于現(xiàn)有的檢出率已可滿意。

對于表面缺陷——只有不足50%的檢測人員能檢測出焊瘤、咬邊和過高的加強層等缺陷，因此焊縫的超聲檢測需與磁粉檢測、表面目測等相結合。

在射線檢測中，對于缺陷高度小于材料厚度1%～2%的缺陷是極難發(fā)現(xiàn)的，對于取向不良的平面缺陷尤其如此。射線檢測也不易判定缺陷的埋藏深度。由于射線檢測發(fā)現(xiàn)的缺陷比較直觀，所以對于用同樣攝片工藝獲得的射線照片，一般不會出現(xiàn)很大差異。但對于同一缺陷的不同攝片方法，則所呈現(xiàn)的缺陷細節(jié)就會有所不同。而對于同一張照片上的缺陷，不同的檢測人員卻可能得出不同的結果。

綜上所述，現(xiàn)階段，無損檢測依然是以射線檢測為主，尤其是在薄板（≤38mm）檢測中。

因為射線檢測照片比較直觀，對于人員的經驗依賴較小，所以可靠性較高，并有可儲存的檢測依據(jù)（射線照片），但其缺點也較明顯，對人體有輻射傷害，使用成本較高。而超聲波檢測可彌補射線檢測的缺點，但無法得到缺陷的直觀圖象，對人員的經驗依賴性很強，所以可靠性相對較低，并且無法儲存檢測數(shù)據(jù)。

5 結 語

射線檢測和超聲波檢測是目前使用比較廣泛的兩種無損檢測方法。它們對于不同的焊縫缺陷有著不同的優(yōu)勢，所以在針對不同缺陷時應選擇不同的檢測方法。就其可靠性而言，射線檢測由于檢測照片比較直觀，所以射線檢測比超聲波檢測的可靠性要高，但其缺點也較為明顯。隨著技術的發(fā)展，超聲波檢測由于成本經濟等原因將在無損檢測所占的比重中越來越大，尤其是超聲衍射時差（TOFD）檢測技術的出現(xiàn)，超聲波檢測的可靠性也越來越高，其發(fā)展前景也越來越可觀。