解鑫

(克拉瑪依市科比技術(shù)有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000)

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基于壓力容器無損檢測(cè)技術(shù)的探討

解鑫

(克拉瑪依市科比技術(shù)有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000)

我國(guó)將無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于壓力容器的檢測(cè)已有幾十年的歷史了。包括制造壓力容器的原材料在其出廠時(shí)以及制造壓力容器的過程中，和設(shè)備生產(chǎn)成型以后，以及在容器在役過程運(yùn)行和檢修過程當(dāng)中控制其質(zhì)量，等等幾乎壓力容器的全壽命周期都可以看到壓力容器的影子，當(dāng)然，無損檢測(cè)的應(yīng)用還遠(yuǎn)不僅如此，而是在工業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)行中廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在比較常見的用于壓力容器的原材料生產(chǎn)和其制造的無損檢測(cè)的方法主要有：放射源透視法、超聲波法、滲透法、磁粉法和滲透法以及管材的渦流檢測(cè)方法等，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)和使用范圍的局限，需根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合綜合考慮，從而有效保證產(chǎn)品的質(zhì)量和提高安全生產(chǎn)和使用的效果。

壓力容器；無損檢測(cè)；應(yīng)用

1　前言

壓力容器顧名思義是一種帶有一定工作壓力的容器，其在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，尤其是石油化工、能源動(dòng)力工程、材料冶金、發(fā)動(dòng)機(jī)等需要應(yīng)用熱力學(xué)的領(lǐng)域。在役壓力容器是指目前還在生產(chǎn)生活中使用的壓力容器。壓力容器由于其工作環(huán)境比較惡劣，長(zhǎng)期承受高壓甚至還有高溫考驗(yàn)，物理化學(xué)的變化相對(duì)比較活躍，發(fā)生氧化、蠕變、氣蝕等損傷的可能性比常溫常壓下工作的容器大得多，所以需要定期對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，一則及時(shí)找出不宜繼續(xù)使用的設(shè)備，另則及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)等補(bǔ)救措施，從而有效提高其使用的安全性，相對(duì)于破壞性試驗(yàn)來說，無損檢測(cè)無疑是首選。

本文將對(duì)現(xiàn)在常用的無損檢測(cè)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單而系統(tǒng)的梳理，包括其工作原理、使用條件、應(yīng)用范圍以及注意事項(xiàng)等。目前還沒有誰能發(fā)明一種辦法能夠適用于所有的檢測(cè)場(chǎng)合，因此針對(duì)具體容器，需要對(duì)癥下藥，根據(jù)其具體情況選擇其適用的檢測(cè)方法，才能安全有效且經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)容器的安全運(yùn)行。

2　壓力容器無損檢測(cè)的常規(guī)方法

2.1超聲檢測(cè)技術(shù)

超聲檢測(cè)的原理是在均勻材料中，缺陷造成材料不連續(xù)，從而使得聲阻抗的不一致，超聲波傳播遇到不同界面時(shí)反射回來的能量的大小與交界面兩邊介質(zhì)聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關(guān)。如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超聲波波長(zhǎng)時(shí)，則超聲波在缺陷上反射回來，探傷儀可將反射波和入射波的及其疊加及衰減特性顯示出來；如缺陷的尺寸甚至小于波長(zhǎng)時(shí)，聲波將繞過缺陷而不能反射。焊道表面一定要光滑。這種超聲檢測(cè)方法的適用范圍是對(duì)于厚度較大的壓力容器的殼體，以及直徑較大的支管與殼體之間的焊縫的檢測(cè)效果較好，多使用超聲脈沖發(fā)生器來具體實(shí)現(xiàn)。超聲探測(cè)器對(duì)于材料中有縫隙的地方的檢測(cè)尤其敏感，比如焊縫沒有完全熔合，受力桿件中的裂紋等十分有效。又由于超聲波測(cè)試儀小巧輕便，便于攜帶而且操作簡(jiǎn)單，副作用小，不需要將現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行封閉即可進(jìn)行試驗(yàn)。因此這種探測(cè)方法得到了廣泛的應(yīng)用。不足之處在于超聲波探測(cè)有一定的盲區(qū)，對(duì)于內(nèi)部缺陷的取向不規(guī)則時(shí)難以發(fā)現(xiàn)，另外對(duì)于表面缺陷也難以發(fā)現(xiàn)。另外該方法很難定量確定缺陷的大小和嚴(yán)重程度。只能作為基本的檢測(cè)手段。

2.2滲透檢測(cè)技術(shù)

滲透檢測(cè)的原理是利用液體毛細(xì)現(xiàn)象將滲透液滲入表面開口缺陷，再將多余的滲透液清洗掉，使得缺陷中的滲透液保留，再利用顯像劑的毛細(xì)作用吸附出缺陷中的余留滲透劑從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)缺陷。這種方法能夠使用于多種材料的檢測(cè)，除了包括幾乎所有的金屬外還可應(yīng)用于很多非金屬材料。它對(duì)于裸露在表面的缺陷有著十分好的檢測(cè)效果，但對(duì)于深藏于試品內(nèi)部深處的缺陷則檢測(cè)不到。這種技術(shù)應(yīng)用起來操作十分簡(jiǎn)單，對(duì)于受過專業(yè)訓(xùn)練的人來說，要掌握它并不困難，而且它對(duì)于那種整塊表面的缺陷的檢測(cè)十分高效。

2.3磁粉檢測(cè)技術(shù)

磁粉檢測(cè)技術(shù)本質(zhì)上是根據(jù)材料磁性的變化來判斷缺陷的，也就是當(dāng)鐵磁材料被磁化時(shí)，如果材料是連續(xù)而均勻的，則材料中的磁感應(yīng)線將基本被約束在材料內(nèi)部，被檢測(cè)表面不會(huì)形成明顯的泄露磁場(chǎng)。如果材料表面存在不縫隙等不連續(xù)現(xiàn)象，在該部位將出現(xiàn)漏磁場(chǎng)，通過收集施加的磁粉就可以判斷缺陷的位置及形狀。該方法適用于板材或者型材在鍛造過程中的檢測(cè)，當(dāng)然也可以用于在用的壓力容器的檢測(cè)。它不受試品的形狀和尺寸的限制，而且操作方法也十分簡(jiǎn)潔方便，高效低價(jià)。不足之處是僅僅適用于鐵磁材料的檢測(cè)，而且檢測(cè)深度有限一般不超過兩毫米。

3　壓力容器無損檢測(cè)方法的選擇

目前，選用來作為壓力容器無損檢測(cè)的方法的不同意見主要還是在信號(hào)源射線檢測(cè)和超聲波檢測(cè)這兩種方法上。其實(shí)這兩種方法，各有優(yōu)缺點(diǎn)，而且其各自特長(zhǎng)差別較大。射線檢測(cè)從檢測(cè)效果上來看，對(duì)于具有一定體積尺寸的缺陷非常靈敏，也就是對(duì)于孔、洞等檢測(cè)得非常準(zhǔn)備，但是其對(duì)于厚度極小的線甚至是面缺陷的檢測(cè)效果就不盡如人意了，因?yàn)槿毕莸暮穸忍?duì)放射線的影響就難以察覺。與此相反，超聲檢測(cè)對(duì)于有裂縫的面缺陷的檢測(cè)則極其有效,特別是在聲波與缺陷面垂直時(shí)，效果尤為明顯，而這恰恰是射線檢測(cè)法無法做到的。但遇到體缺陷，超聲波有可能發(fā)生擴(kuò)散或者漫反射的現(xiàn)象，檢測(cè)效果就不明顯，從而影響檢出率。

綜合考慮以上兩種方法的特點(diǎn)，壓力容器無損檢測(cè)方法的選擇應(yīng)當(dāng)結(jié)合壓力容器缺陷的實(shí)際情況來進(jìn)行。在方法的選用時(shí)我們還應(yīng)該注意到，射線法與超聲波法并非是同質(zhì)性的互相替代性好的辦法，相反卻是互補(bǔ)盲區(qū)的方法，所以在對(duì)于重要的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)的過程中，需要使用多種方法綜合體檢，減少檢測(cè)盲區(qū)，從而在最大限度上發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理和預(yù)防。

總之，除了以上壓力容器無損檢測(cè)當(dāng)中所探討的一些問題，還應(yīng)該考慮對(duì)無損檢測(cè)容器的影響可靠性的其他方面，如在控制檢測(cè)系統(tǒng)中的所通用的標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)對(duì)象所專用的驗(yàn)收檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等，包括了關(guān)于無損檢測(cè)工作人員的高度責(zé)任感和技術(shù)能力水平以及各種各樣的檢測(cè)缺陷和檢測(cè)方法的有效程度的可靠性和局限性等方面。所以，對(duì)壓力容器的檢測(cè)中，必須要正確的使用無損檢測(cè)法，從而保證壓力容器在運(yùn)作中的安全系數(shù)。

[1]王自明.無損檢測(cè)綜合知識(shí)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2]黃余，何建成.壓力容器超聲檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用[J].石油和化工設(shè)備，2010,(10).

解鑫(1987-),男,漢族,甘肅張掖人,助工,本科,克拉瑪依市科比技術(shù)有限責(zé)任公司,研究方向：無損檢測(cè)。

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