【摘 要】由于無損檢測技術(shù)具有不破壞試件,檢測靈敏度高等優(yōu)點,廣泛使用于原材料的出廠、壓力容器制造、檢修。壓力容器無損檢測包括:超聲波檢測;射線檢測;滲透檢測;磁粉檢測等技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】壓力容器;無損檢測;作用
1、無損檢測技術(shù)概述
無損檢測是在現(xiàn)代科學基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展的檢測技術(shù),它借助先進的技術(shù)和儀器設(shè)備,在不損壞、不改變被檢測對象理化狀態(tài)的情況下,對被檢測對象的內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)進行高靈敏度和高可靠性的檢查和測試,借以評判它們的連續(xù)性、完整性、安全性以及其他性能指標。作為一種有效的檢測手段,無損檢測在我國已廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域,例如壓力容器的制造檢測和在用檢驗,以及機械、冶金、石油天然氣、化工、航空航天、等行業(yè)。尤其在保證承壓類特種設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量和使用安全方面,無損檢測技術(shù)顯得特別重要。
2、無損檢測的應(yīng)用特點
2.1無損檢測要與破壞性檢測相配合
無損檢測的最大特點是能在不損傷材料、工件和結(jié)構(gòu)的前提下來進行檢測。但是,并不是所有需要測試的項目和指標都能進行無損檢測,無損檢測技術(shù)自身還有局限性,某些試驗只能采用破壞性檢測。例如,壓力容器的焊接工藝評定和產(chǎn)品焊接試板,要切取試樣做金相和斷口檢驗。
2.2 正確選用實施無損檢測的時機
根據(jù)無損檢測的目的來正確選擇無損檢測時機是非常重要的。應(yīng)根據(jù)檢測目的,結(jié)合被檢件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、制造工藝以及環(huán)境,正確選用實施無損檢測的時機。例如,對有延遲裂紋傾向的材料,至少應(yīng)在焊接完成24h后進行無損檢測。拼接封頭應(yīng)當在成形后進行無損檢測。有再熱裂紋傾向的材料應(yīng)當在熱處理后增加一次無損檢測。
2.3 選用最適當?shù)臒o損檢測方法
為了提高檢測結(jié)果的可靠性和正確性,必須在檢測前正確選定最適當?shù)臒o損檢測方法。例如,鋼板的分層缺陷因其延伸方向與板平行,就不適合射線檢測而應(yīng)選擇超聲波檢測。檢查工件表面細小的裂紋,就不應(yīng)先選射線和超聲波檢測,而應(yīng)選擇磁粉或滲透檢測。
2.4 綜合應(yīng)用各種無損檢測方法
每種無損檢測方法都有優(yōu)缺點。因此,在無損檢測的應(yīng)用中,盡可能同時采用幾種方法,以便保證各種檢測方法取長補短,從而取得更多的信息。另外,應(yīng)利用有關(guān)材料、焊接、加工工藝的知識及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的知識,綜合起來進行判斷。例如,超聲波對裂紋缺陷探測靈敏度高,但定性不準,而射線的優(yōu)點是對缺陷定性比較準確。兩者配合使用,就能保證檢測結(jié)果既可靠又準確。
3、壓力容器無損檢測的幾種方法
3.1超聲波檢測
超聲波檢測法指的是利用超聲波在介質(zhì)中傳播中產(chǎn)生衰減,當遇到界面產(chǎn)生反射時,用其反射性質(zhì)來檢測缺陷的無損檢測方法。超聲波檢測方法使用的地方非常多,在檢測中可以用于檢測焊縫和鋼板內(nèi)部埋藏缺陷,還可以檢測焊縫內(nèi)表面裂紋。超聲波檢測使用的探傷儀體積小,重量輕,對于人體也沒有傷害,所以在壓力容器的檢驗當中得到廣泛的使用。
優(yōu)點:超聲波穿透能力強,適合檢驗厚度較大的工件;面積型缺陷的檢出率較高;檢測成本低、速度快,儀器體積小,重量輕,現(xiàn)場作業(yè)較方便;對缺陷在工件厚度方向上的定位較準確。
缺點:超聲波無法適用于近表面延伸方向的平行性檢測,不適合檢驗較薄的工件;體積型缺陷的檢測率較低;無法利于直觀圖像,定性困難,定量精度不高;不易檢查形狀復(fù)雜的工件;要求被檢工件的表面有足夠的光潔度。
3.2射線檢測
射線檢測原理應(yīng)用射線可穿透物質(zhì),透過物對射線的衰減效應(yīng)及射線對膠片的光化特性實施的,是射線透過物質(zhì)后的強度分布在底片上的再現(xiàn)。X射線檢測方法主要在現(xiàn)場用于板厚較小的壓力容器對接焊縫內(nèi)部埋藏缺陷的檢測,使用的射線探傷設(shè)備包括X 射線探傷機、γ 射線源和電子直線加速器。420kV 的X射線探傷機適于檢測的鋼厚度為80mm, 60Co γ源檢測厚度為150mm。更大厚度的試件則需要使用特殊的設(shè)備―加速器,其最大穿透厚度可達到400mm以上。
優(yōu)點:可以直接得到缺陷的直觀圖像,且可長期保存;可以獲得缺陷的投影圖像,缺陷定量定性準確;體積型缺陷檢出率很高;適宜檢驗較薄的工件。
缺點:無法完全發(fā)現(xiàn)垂直于射線發(fā)出方向的質(zhì)量缺陷,存在一定的漏檢可能性;面積型缺陷檢出率受多種因素影響;不適宜較厚的工件;不適宜檢測板材、鍛件;對缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸確定比較困難;檢測成本高,速度慢;射線對人體有傷害,需要采取防護措施。
3.3 滲透檢測
滲透劑在毛細管作用下,滲入表面開口缺陷內(nèi);在去除工件表面多余的滲透劑后,通過顯象劑的毛細管作用將缺陷內(nèi)的滲透劑吸附到工件表面形成痕跡而顯示缺陷的存在。
優(yōu)點:可檢測各種材料;不受缺陷形狀、尺寸和方向的限制;設(shè)備簡單,操作簡便,檢查結(jié)果直觀。
缺點:只能檢出表面開口的缺陷;
3.4 磁粉檢測
鐵磁性材料其表面或內(nèi)表面內(nèi)若有缺陷,就存在基體材料的不連續(xù)性被,其被磁化后,表面和近表面的磁力線將發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場,吸附施加在工件表面的磁粉,在合適的光照下,被吸附的磁粉形成目視可風的磁粉痕跡,痕跡的位置、尺寸和開關(guān)顯示出不連續(xù)性亦即缺陷的位置、大小、形狀和嚴重程度。
優(yōu)點:適宜鐵磁性材料的檢測;可以檢出表面和近表面缺陷;檢測靈敏度很高;成本低,速度快;直觀地顯示缺陷的形狀、位置和大小。
缺點:不能用于非鐵磁性材料的檢測;不能用于檢測內(nèi)部缺陷.
4、無損檢測在壓力容器生產(chǎn)中的作用
4.1 提高產(chǎn)品質(zhì)量
無損檢測技術(shù)對工件加工的中間環(huán)節(jié)進行質(zhì)量檢測,可以確
保產(chǎn)品的最終質(zhì)量,比如說,在制造壓力容器的過程中,對采用的鋼板、鍛件等原材料,都需要對這些材料進行超聲檢測,只有材料通過超聲檢測才能夠被允許使用。
4.2 降低生產(chǎn)成本
在產(chǎn)品制造過程中進行無損檢測,往往被認為要增加檢查費用,從而使制造成本增加。例如,在厚板焊接時,如果在焊接全部完成后再無損檢測,發(fā)現(xiàn)超標缺陷需要返修,要花費工時或者難修補。因此在焊至一半時先進行一次無損檢測,確認沒有超標缺陷后再繼續(xù)焊接,這樣無損檢測費用有所增加,但總的制造成本降低了。
4.3 改進制造工藝
在產(chǎn)品生產(chǎn)中,為了了解制造工藝是否適宜,必須事先進行工藝試驗。例如,為了確定焊接工藝規(guī)范,在焊接試驗時對焊接試樣進行射線照相,隨后根據(jù)檢測結(jié)果修正焊接參數(shù),最終得到能夠達到質(zhì)量要求的焊接工藝。
4.4 保障保用安全
即使是設(shè)計和制造質(zhì)量完全符合規(guī)范要求的承壓類特種設(shè)備,在經(jīng)過一段時間使用后,也有可能發(fā)生破壞事故。這是由于苛刻的運行條件使設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化,使設(shè)備的應(yīng)力集中部位產(chǎn)生疲勞;由于腐蝕作用使壁厚減薄或材質(zhì)劣化等。為了保障使用安全,對在用壓力容器,必須定期進行檢驗,及時發(fā)現(xiàn)缺陷,避免事故發(fā)生,而無損檢測就是在用壓力容器定期檢驗的主要內(nèi)容和發(fā)現(xiàn)缺陷最有效的手段。
5 結(jié)語
綜上所述,無損檢測對于控制和改進生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量,保證材料、零件和產(chǎn)品的可靠性及提高生產(chǎn)率起著關(guān)鍵作用。無損檢測在材料加工、零件制造、產(chǎn)品組裝直至產(chǎn)品的使用整個過程中,不僅起到保證質(zhì)量、保障安全的監(jiān)督作用,還在節(jié)約能源、降低成本、提高成品率和勞動生產(chǎn)率方面起到積極的促進作用。本文針對以上幾種壓力容器無損檢測技術(shù)的應(yīng)用原理與應(yīng)用優(yōu)勢做出了詳細分析,如何正確的運用好無損檢測技術(shù),就需要對無損檢測技術(shù)充分的了解。為了使無損檢測得到更高效的使用,必須正確的使用無損檢測技術(shù),這樣才能確保壓力容器在運行的安全。
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