侯漢濤

摘 要 石化企業(yè)擁有大量的壓力容器，一旦發(fā)生故障，很容易危及工作人員的人身安全，為石化企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失，所以必須重視壓力容器的安全問題。本文主要介紹石化企業(yè)壓力容器定期檢驗過程中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用特點。

關(guān)鍵詞 壓力容器檢驗；無損檢測技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號 TH49 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）172-0248-02

石化企業(yè)中擁有大量的壓力容器，容器內(nèi)的介質(zhì)大多為易燃、易爆、有毒或者有嚴(yán)重的腐蝕性，長期工作在高溫高壓環(huán)境之下，具有很強(qiáng)的危險性。近年來，國內(nèi)外石化企業(yè)壓力容器爆炸的事件時有出現(xiàn)，嚴(yán)重危害了國家及人民的生命財產(chǎn)安全，因此，壓力容器的監(jiān)測及定期檢驗至關(guān)重要。本文主要就壓力容器常見的無損檢測技術(shù)的應(yīng)用問題進(jìn)行簡單的探討分析。

1 無損檢測概述

焊縫無損檢測技術(shù)就是在不損傷被檢測對象的內(nèi)部組織、使用性能的情況下，通過一定檢測技術(shù)對待檢測物質(zhì)的表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、性質(zhì)、缺陷等相關(guān)情況進(jìn)行檢查測試。無損檢測是工業(yè)設(shè)備及材料質(zhì)量檢驗過程中常見的技術(shù)手段，目前來說國內(nèi)外常用的石化企業(yè)壓力容器無損檢測技術(shù)有超聲檢測、紅外熱檢測、磁粉探傷、滲透探傷、射線探傷等5種，下文對這5種檢測方法進(jìn)行重點敘述。

2 石化企業(yè)壓力容器常見的無損檢測技術(shù)

2.1 紅外熱檢測

紅外熱檢測顧名思義就是利用紅外線的熱輻射特性檢測設(shè)備。常溫壓力容器的高應(yīng)力集中部位檢測以及高溫壓力容器熱傳導(dǎo)在線檢測中常常會使用這種檢測手段。高溫壓力容器長時間使用后難免會出現(xiàn)內(nèi)部結(jié)焦、堵塞、內(nèi)襯損傷等問題，使用紅外檢測技術(shù)不需要直接接觸壓力容器，能夠快速、實時對壓力容器進(jìn)行大面積遠(yuǎn)距離檢測。近年來該技術(shù)在石化企業(yè)相關(guān)工業(yè)設(shè)備的檢測中應(yīng)用十分廣泛，相關(guān)研究分析發(fā)現(xiàn)，與其他幾種無損檢測方法相比，紅外熱檢測技術(shù)的速度更快，可以對壓力容器進(jìn)行震動分析，能夠有效地預(yù)防設(shè)備故障，在制造裝載核燃料的壓力容器時使用這種方法進(jìn)行檢測，能夠減少容器制造過程中的氣泡及缺陷，目前來說我國已經(jīng)有許多研究部門與石化企業(yè)就壓力容器、壓力管道等設(shè)備材料的斷裂力學(xué)、熱傳導(dǎo)分析等等問題進(jìn)行了研究討論，成功的將紅外熱檢測技術(shù)應(yīng)用于反應(yīng)器、液化石油氣儲罐等等設(shè)備的檢測過程中。就檢測儀器來說，我國已經(jīng)成功研制開發(fā)出多種制冷紅外熱像儀以及非制冷紅外熱像儀，未來很長一段時間內(nèi)，我國紅外熱檢測技術(shù)的研究方向主要在兩個方向，其一，在應(yīng)用物理學(xué)、傳熱學(xué)專業(yè)知識基礎(chǔ)上，使用計算機(jī)設(shè)計一個數(shù)學(xué)模型，建立一個長期監(jiān)控系統(tǒng)，用于實時監(jiān)控在線運(yùn)行的壓力容器；其二，建立完善的紅外檢測國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，縮小與國外的差距。

2.2 超聲檢測

物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，聲學(xué)特征也會不同，它們會影響到超聲波的傳播，超聲檢測就是利用這一原理檢測待測材料的缺陷及物理特征。超聲檢測是目前國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)中應(yīng)用范圍最廣、使用做多的無損檢測技術(shù)，超聲檢測能夠檢測出壓力容器焊縫內(nèi)表面的裂紋、接焊縫內(nèi)部埋藏缺陷、焊縫外表面裂紋、焊縫內(nèi)缺陷的高度等等缺陷，超聲檢測的效率較高、速度較快、檢測的深度較大、對于檢測人員不會造成傷害、現(xiàn)場檢測比較方便，但實際的檢測過程中容易受到材料表面粗糙度、檢測人員技術(shù)經(jīng)驗、焊縫表面成型狀況等等因素的影響，粗晶材料的精確度難以保證，且這種檢測方法下缺陷表達(dá)也不夠直觀。下文主要對超聲檢測中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡單的討論。

1）信號處理技術(shù)。超聲信號是識別待檢測對象中的缺陷及其位置的重要工具，但超聲波檢測信號可能會受到其他噪音的影響，導(dǎo)致超聲波信號的傳輸及接收出現(xiàn)問題，因此許多研究人員就超聲波信號的處理問題進(jìn)行了深入的探討分析，比如使用小波包對超聲波檢測信號進(jìn)行降噪處理，可以有效地提高信噪比；比如在缺陷深度的智能識別中引入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、小波分析等等相關(guān)技術(shù)，使得超生的定量識別更加便捷。超聲波處理問題是超聲檢測的關(guān)鍵技術(shù)，必須不斷地深入分析，才能夠提高該種無損檢測技術(shù)的效率。

2）超聲換能器。超聲轉(zhuǎn)換器的主要作用是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換為超聲波傳遞出去，是超聲波檢測技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備，常見的超聲波轉(zhuǎn)換器有電磁超聲轉(zhuǎn)換器、壓電超聲轉(zhuǎn)換器等等幾種，電磁超聲轉(zhuǎn)換器在實際應(yīng)用中不需要直接接觸待測物體，能夠應(yīng)用于高溫高速及在線檢測過程中?，F(xiàn)階段，壓電超聲波轉(zhuǎn)換器正朝著高頻、大功率、低壓驅(qū)動、集成化等等方向發(fā)展，西班牙、法國等等國家已經(jīng)取得了一定的研究成果。

2.3 磁粉探傷

鐵磁性材料磁化會產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度，會導(dǎo)致磁力線密度增大，當(dāng)因焊縫缺陷、材質(zhì)等原因造成材料存在不連續(xù)性時，磁力線發(fā)生畸變，溢出檢測材料表面，產(chǎn)生漏磁場，物體缺陷周圍的磁粉會出現(xiàn)堆積，這種檢測方法的靈敏度較高，能夠檢測出鐵磁材料近表面以及表面的缺陷，對于缺陷的位置、大小、形狀等等相關(guān)內(nèi)容都能夠直觀的顯示出來，檢測速度快且成本低，污染小，但這種方法只能用于鐵磁性材料，奧氏體不銹鋼材料、焊縫及一些非鐵磁性材料的缺陷問題不能檢測，材料內(nèi)部的缺陷難以發(fā)現(xiàn)，檢測時工件的磁化方向會影響到檢測靈敏度，部分工件檢測完成后還要進(jìn)行退磁處理。

2.4 射線探傷

射線探傷中使用的射線主要有X射線及γ射線兩種，實際的檢測過程中，由于射線穿透待測物各部分結(jié)構(gòu)時會產(chǎn)生不同強(qiáng)度的衰減，通過檢測衰減的程度就能夠檢查出材料存在的缺陷。射線經(jīng)過待測材料會被吸收，將吸收后的射線投射到膠片上，然后對膠片進(jìn)行顯影處理，可以發(fā)現(xiàn)物體厚度的變化即內(nèi)部缺陷情況，通過這一信息能夠判定焊縫缺陷的危害性及焊接質(zhì)量等級。壓力容器制造過程中常用射線探傷的方法檢測其焊縫。這種檢測方法比較直接明了，能夠?qū)缚p進(jìn)行定性、定量的檢測，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度也較高，檢出的結(jié)果能夠長期保存，對于夾渣、氣孔等等體積型缺陷的檢出率相對較高，但是檢測設(shè)備成本較高不便攜帶，且產(chǎn)生的射線可能會危害現(xiàn)場工作人員的人身健康。

2.5 滲透探傷

滲透探傷的檢測原理主要是毛細(xì)作用，檢測過程中將含有熒光染料或者著色染料的特制滲透液施涂在待檢測工件的表面，一段時間之后，表面開口缺陷中會滲進(jìn)滲透液，將材料表面的多余滲透液清除，將顯像劑涂抹在零件表面，缺陷中殘留的滲透液會再次回滲到顯像劑中，紫外線或白光作用下，缺陷處會清晰的顯示出滲透液的痕跡。壓力容器制造過程中可以使用這種方法檢測熱影響區(qū)及焊縫的冷裂紋、延遲裂紋等表面開口缺陷。壓力容器使用過程中可以使用這種方法檢測基材、熱影響區(qū)等等部位的晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕等等表面開口缺陷。

這種方法適用于各種材料的工件及設(shè)備的無損檢測，尤其是一些大型工件、形狀不規(guī)則工件、設(shè)備的現(xiàn)場檢修檢測之中，檢測方法比較便捷，不需要電源，缺陷顯示十分直接，但是滲透探傷檢測的精度及深度都不夠，檢測完成后還需要做好清潔工作。

3 結(jié)論

本文簡單就超聲檢測、紅外熱檢測、磁粉探傷、滲透探傷、射線探傷幾種檢測技術(shù)在壓力容器無損檢測中的應(yīng)用進(jìn)行了簡單的討論分析，實際工作過程中，還有聲發(fā)射檢測、金屬刺激儀檢測等無損檢測技術(shù)，本文不再詳細(xì)介紹。

參考文獻(xiàn)

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