時(shí)傳興 陸寧 商紅健

摘要：壓力容器的制造與維修檢測(cè)是為了保證壓力容器的質(zhì)量以及維修管理的有效性，同時(shí)也是保證壓力容器安全的重要環(huán)節(jié)。為了能夠有效防止壓力容器發(fā)生質(zhì)量故障問(wèn)題，通過(guò)對(duì)壓力容器進(jìn)行多種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)檢驗(yàn)從而防止壓力容器出現(xiàn)失效故障。本文主要從當(dāng)前最為常用的四種無(wú)損技術(shù)進(jìn)行研究出發(fā)，針對(duì)具體不同的無(wú)損技術(shù)的運(yùn)用方式，分別進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：壓力容器；無(wú)損檢測(cè)；技術(shù)；制造維修

利用多種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)的目的是為了防止壓力容器發(fā)生失效爆炸事故，因此無(wú)損技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是對(duì)于失效現(xiàn)象的防止和預(yù)防。無(wú)損技術(shù)，顧名思義，就是在不損壞壓力容器的前提下，利用相應(yīng)的物理的方法和高科技手段裝備，對(duì)于具體的容器內(nèi)部構(gòu)造性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試的一種技術(shù)。

1.射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種較為常用的無(wú)損檢測(cè)方法，它適用于壓力容器的外殼相互連接對(duì)口部位的焊接處的內(nèi)部缺陷檢測(cè)。一般我們經(jīng)常使用的是x射線探傷機(jī)、y射線源和電子直線加速器這些檢測(cè)設(shè)備，我們可以利用x射線探傷機(jī)可以對(duì)厚度小于80mm的鋼板進(jìn)行檢測(cè)，而y射線源的檢測(cè)厚度則在20mm～100mm之間，加速器的檢測(cè)厚度則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這兩種設(shè)備，最高可達(dá)400mm。

當(dāng)前我們主要使用的設(shè)備是x射線探傷機(jī)，通過(guò)利用x射線對(duì)鋼板厚度小于80mm的壓力容器焊接裂縫處進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢測(cè)。因?yàn)樯渚€無(wú)損檢測(cè)方法不需要使用到很高的管電壓，所以它的工作操作和施工條件都比較簡(jiǎn)單。在對(duì)球形壓力容器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，我們一般采用標(biāo)記Se同位素的方法利用y射線源進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。很多時(shí)候，射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)還可以作為一種補(bǔ)充檢測(cè)技術(shù)，因?yàn)樵趯?duì)壓力容器進(jìn)行超聲檢測(cè)時(shí)會(huì)有很多細(xì)小的問(wèn)題無(wú)法發(fā)現(xiàn)解決，所以，我們還可以利用射線無(wú)損檢測(cè)對(duì)這些缺陷進(jìn)行返修工作提供依據(jù)。

2.超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種主要依靠物理機(jī)械波工作的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。在這種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中使用的機(jī)械波的頻率范圍一般都是超出人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍的，而且大都具有強(qiáng)勁的穿透力，但是它對(duì)人體傷害較小，而且能夠快速檢測(cè)出缺陷所在。很多時(shí)候在利用這些技術(shù)對(duì)壓力容器進(jìn)行實(shí)際的無(wú)損檢測(cè)時(shí)，通常難以判明壓力容器具體的缺陷。這樣很容易造成生產(chǎn)者對(duì)于產(chǎn)品的一些危險(xiǎn)性缺陷產(chǎn)生忽略，難以將其具體的修復(fù)完善。針對(duì)這一問(wèn)題，我們通過(guò)將超聲數(shù)字化信號(hào)處理和模式識(shí)別技術(shù)相結(jié)合，對(duì)具體的缺陷處進(jìn)行量化分析，這樣就可以準(zhǔn)確對(duì)構(gòu)件缺陷進(jìn)行有效評(píng)估。

超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用于無(wú)縫鋼管的檢測(cè)。一般來(lái)說(shuō)，在檢測(cè)時(shí)，主要針對(duì)的是其橫縱雙向的缺陷檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，我們需要在無(wú)縫鋼管的一側(cè)傾斜注入超聲波束源，讓其在無(wú)縫鋼管內(nèi)呈現(xiàn)鋸齒形態(tài)傳播。一般超聲設(shè)備的探頭頻率是在2.5MHZ-5MHZ左右，檢測(cè)時(shí)的回波高度應(yīng)該是光屏滿刻度的80%。如果檢測(cè)結(jié)果中，缺陷回波幅度等于或大于對(duì)比的人工缺陷回波，則其屬于不合格產(chǎn)品，反之，則是符合的產(chǎn)品。對(duì)于不合格的產(chǎn)品，超聲檢測(cè)出問(wèn)題后進(jìn)行修復(fù)處理，隨后再利用超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)其質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。

目前TOFD技術(shù)是一新的超聲技術(shù)，被廣泛的應(yīng)用于特種設(shè)備、船舶、承壓設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)中，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）缺陷定位精度高、檢出能力強(qiáng)，且通過(guò)計(jì)算機(jī)，以數(shù)字形式永久保存檢測(cè)數(shù)據(jù)，檢測(cè)安全；（2）在線得到檢測(cè)結(jié)果，保存數(shù)據(jù)為以后檢測(cè)的對(duì)比分析提供方便；（3）使用成本低，且相比于射線檢測(cè)后，對(duì)人體無(wú)傷害，并可進(jìn)行交叉作業(yè)，工作效率高；（4）可靠性強(qiáng)，聲束角度不對(duì)衍射信號(hào)波幅產(chǎn)生影響，因此，利用TOFD技術(shù)可有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備各方向的缺陷，具有較高的缺陷檢出率；（5）穿透性高，可檢測(cè)球罐、管道環(huán)焊縫等，檢測(cè)范圍廣、效果好，且作業(yè)強(qiáng)度小，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

3.磁粉無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

磁粉無(wú)損檢測(cè)技術(shù)又稱為磁粉檢驗(yàn)或者磁粉探傷技術(shù)，它主要利用的是被磁化后的鐵性材料產(chǎn)生的不連續(xù)的漏磁場(chǎng)物理效應(yīng)。這種漏磁場(chǎng)主要通過(guò)吸附容器表面的磁粉，形成可以用肉眼看見(jiàn)的磁場(chǎng)痕跡。我們通過(guò)這種磁痕的位置分布和它產(chǎn)生的相應(yīng)形狀，最終檢測(cè)出缺陷所在。磁粉無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能夠直接展現(xiàn)出缺陷的問(wèn)題所在，比如其大小、形狀位置以及問(wèn)題的性質(zhì)。這種方法的靈敏度和靈活性都很高，不會(huì)輕易受到具體物件大小的影響，即使是再小的納米級(jí)的裂紋也可以通過(guò)這種方法檢測(cè)出來(lái)。在所有的無(wú)損檢測(cè)的技術(shù)中，磁粉無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的成本是最低廉的，工藝雖然較為簡(jiǎn)單，但是它的速度也是較為快速的。但這種方法只能用于鐵磁性材料，可探測(cè)的深度較低，當(dāng)磁化方向繁多復(fù)雜時(shí)，就不能夠準(zhǔn)確確定缺陷的具體位置和深淺寬度。檢測(cè)完畢后，還需要做退磁和清洗的工作，保證試件表面不可以其他粘附物，總體后續(xù)步驟較為復(fù)雜。

對(duì)壓力容器進(jìn)行磁粉無(wú)損檢測(cè)技術(shù)時(shí)，主要針對(duì)的是壓力容器的焊縫處，但是在這種情況下，因?yàn)闊o(wú)法使用專業(yè)的固定式設(shè)備，所以大多采用分段式探傷，當(dāng)前主要有磁軛法、交叉磁軛法、觸頭法、線圈法四種分段探傷方法運(yùn)用在壓力容器檢測(cè)上。所有方法中，磁軛法是應(yīng)用最為廣泛的，它對(duì)設(shè)備的要求和操作的工序都比較簡(jiǎn)單。利用磁軛對(duì)角焊縫處進(jìn)行檢測(cè)，可以對(duì)同一部位至少做兩次以上的檢測(cè)，對(duì)于不同方向上的缺陷都可以進(jìn)行探傷，但這種方法嚴(yán)密度不夠，很容易造成漏檢現(xiàn)象。在對(duì)壓力容器進(jìn)行定檢中還會(huì)經(jīng)常用另一種方法，它就是交叉磁軛法。交叉磁軛法的旋轉(zhuǎn)速度和它的靈敏檢測(cè)效率上都比磁軛法的成功率高。交叉磁軛法可以一次性檢測(cè)出此磁軛法所不能發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，可以對(duì)較長(zhǎng)的焊縫處進(jìn)行探傷活動(dòng)。觸頭法利用的主要是單向磁化方法，利用磁粉設(shè)備的電極間距調(diào)整，對(duì)壓力容器的詳細(xì)探傷部位進(jìn)行靈敏度檢測(cè)。線圈法主要的檢測(cè)部位是管道圓周及其管道角落的焊縫處，它利用縱向磁化反應(yīng)，最后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題部位的縱向裂紋。在這四種方法中，我們一般最常用的還是是磁軛法和交叉磁軛法。

4.滲透無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

滲透無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要是以毛細(xì)作用原理為基礎(chǔ)的一種表面檢測(cè)缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法，這種技術(shù)的利用的是將一種特制的液體涂抹在缺陷處進(jìn)行滲透作用。這些液體對(duì)我們?nèi)庋劭床灰?jiàn)的裂紋和凹槽進(jìn)行滲透，等滲透液填滿并滲透完畢后，只要等其干透后，我們就可以根據(jù)液體所顯示出的痕跡，找到缺陷的具體所在之處。滲透無(wú)損檢測(cè)方法的主要使用部位是在壓力容器制造過(guò)程中焊縫處和表面開(kāi)口處。在對(duì)壓力容器進(jìn)行在役檢測(cè)時(shí)，應(yīng)該注意壓力容器的具體工作環(huán)境和可能影響檢測(cè)的因素。雖然這種檢測(cè)方法的具體操作十分簡(jiǎn)便，所需要用到的工具設(shè)備也很簡(jiǎn)單，費(fèi)用十分低廉，還可以用于很多大型的不規(guī)則的工件檢驗(yàn)，但是它只能檢測(cè)出暴露在工件表面的缺陷處，對(duì)于深層次的內(nèi)部缺陷無(wú)法檢測(cè)出來(lái)。

5結(jié)束語(yǔ)

總而言之，通過(guò)多種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以保證壓力容器在制造維修中產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。但在壓力容器的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)者必須根據(jù)壓力容器的具體材料和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行性相適應(yīng)的無(wú)損檢測(cè)工作。當(dāng)然，在進(jìn)行無(wú)損技術(shù)檢測(cè)工作時(shí)，應(yīng)該注重檢測(cè)的時(shí)機(jī)把握，保證壓力容器的缺陷的問(wèn)題之處能夠被檢測(cè)出來(lái)，對(duì)于檢測(cè)出的缺陷之處，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)工作，最終確保壓力容器可供安全使用。

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