于曉紅 于宏偉

（中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司，北京 100028）

（中國(guó)石油技術(shù)開(kāi)發(fā)公司，北京 100028）

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

于曉紅 于宏偉

（中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司，北京 100028）

（中國(guó)石油技術(shù)開(kāi)發(fā)公司，北京 100028）

壓力容器是一種能夠引起爆炸或中毒等巨大危害事故的特種設(shè)備，如果一旦爆炸或泄漏，會(huì)引起火災(zāi)、中毒、環(huán)境污染等重大災(zāi)難性事故。因此，壓力容器具有比一般機(jī)械設(shè)備更高的安全性要求。無(wú)損檢測(cè)的控制是保證壓力容器質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，能有效防止失效、破裂事故的發(fā)生。本文介紹了幾種常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，分析了其各自的優(yōu)點(diǎn)和局限性，并以實(shí)際項(xiàng)目中的液化石油氣儲(chǔ)罐為例，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，綜合運(yùn)用幾種檢測(cè)技術(shù)，具體說(shuō)明了其無(wú)損檢測(cè)要求，以保證設(shè)備的安全。

液化石油氣儲(chǔ)罐；無(wú)損檢測(cè)；技術(shù)分析

壓力容器廣泛地應(yīng)用于化工、煉油、機(jī)械、等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，在運(yùn)行過(guò)程中，受介質(zhì)、壓力和溫度等影響而產(chǎn)生的腐蝕、開(kāi)裂、及材料劣化等缺陷，一旦發(fā)生爆炸或泄漏，會(huì)引起火災(zāi)、中毒、環(huán)境污染等重大災(zāi)難性事故，給社會(huì)生產(chǎn)生活帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人身安全。因此，對(duì)于壓力容器的安全性要求很高，檢驗(yàn)是保證壓力容器安全管理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，除宏觀檢查外，還需采用多種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，能有效防止失效、破裂事故的發(fā)生，以確保其安全運(yùn)行。

1 壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)分類(lèi)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是在不破壞或損壞被檢測(cè)對(duì)象的前提下，利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)異?；蛉毕荽嬖谒鸬膶?duì)熱、聲、光、電以及磁等反應(yīng)的變化，來(lái)探測(cè)各種工程材料、零部件和結(jié)構(gòu)件等內(nèi)部和表面缺陷，并對(duì)缺陷做出判斷和評(píng)價(jià)。

目前，在壓力容器行業(yè)使用TSG R0004《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、GB150《壓力容器》以及NB/T47013《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?！冻袎涸O(shè)備無(wú)損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)是包括射線、超聲、磁粉、滲透和渦流五大常規(guī)檢測(cè)方法的綜合性檢測(cè)。各種檢測(cè)方法根據(jù)設(shè)備的工況、材質(zhì)與制造工藝等特點(diǎn)，各有自己的優(yōu)點(diǎn)和局限性。

（1）射線檢測(cè)

射線檢測(cè)是利用強(qiáng)度均勻的射線照射工件，使照相膠片感光，從而檢查出缺陷的種類(lèi)、大小和分布狀況等，并確定工件的質(zhì)量等級(jí)。優(yōu)點(diǎn):對(duì)體積缺陷檢測(cè)靈敏度比較高；定性定量準(zhǔn)確；對(duì)被檢工件的厚度下限沒(méi)有限制。局限性:對(duì)人體有傷害；不適于鍛件、管材、板材等。

（2）超聲檢測(cè)

超聲檢測(cè)分為脈沖反射法、穿透法和共振法。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)面狀缺陷檢出率較高；適于金屬板材、管材、焊縫等的檢測(cè)。局限性：對(duì)體積狀缺陷的檢出率較低；不適用或很難適用粗晶材料、形狀復(fù)雜或表面粗糙的工件。

（3）磁粉檢測(cè)

磁粉檢測(cè)是指將鋼鐵等強(qiáng)磁性材料磁化后，利用位于磁力線上的缺陷部位能吸附磁粉的原理來(lái)檢測(cè)表面和近表面缺陷。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)鋼鐵等強(qiáng)磁性材料的表面和近表面缺陷的檢出率較高；局限性：難以檢測(cè)內(nèi)部缺陷；不適于奧氏體不銹鋼等非磁性材料。

（4）滲透檢測(cè)

滲透檢測(cè)是利用黃綠色的熒光滲透液或紅色的著色滲透液對(duì)窄縫隙良好的滲透性，經(jīng)滲透、清洗、顯像來(lái)顯示放大的缺陷圖像跡痕，觀察工件表面開(kāi)口缺陷的性質(zhì)和尺寸并做出評(píng)價(jià)。優(yōu)點(diǎn)：適于檢測(cè)鋼鐵、有色金屬等材料表面開(kāi)口缺陷；能確定缺陷的位置和表面指示長(zhǎng)度。局限性：檢測(cè)效果受工件表面光潔度的影響較大；無(wú)法確定缺陷的深度。

（5）渦流檢測(cè)

渦流檢測(cè)是利用電磁感應(yīng)原理，使導(dǎo)電的容器元件內(nèi)產(chǎn)生渦流，當(dāng)渦流碰到裂紋或缺陷時(shí)會(huì)迂回通過(guò)，從而造成渦流分布紊亂，通過(guò)測(cè)量渦流的變化量進(jìn)行檢測(cè)。優(yōu)點(diǎn)：適于鋼鐵、有色金屬導(dǎo)電體工件；采用非接觸檢測(cè)，速度最快。局限性：價(jià)格昂貴；無(wú)法判定缺陷的種類(lèi)。

2 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在液化石油氣儲(chǔ)罐上應(yīng)用

某項(xiàng)目50m3液化石油氣儲(chǔ)罐的直徑為2.8m，直段長(zhǎng)為7m，最高工作壓力為1.61MPa，工作溫度為-15～50℃，壁厚20mm。該罐配備有完備的安全閥、壓力表、液位計(jì)、溫度檢測(cè)口、液位變送器接口等安全附件，配備有介質(zhì)進(jìn)出口、氣體平衡口、氣體連通口、人孔、排污口等操作接口以及高低液位報(bào)警口等，該設(shè)備屬于A2級(jí)/III類(lèi)。

根據(jù)TSG R0004《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，設(shè)計(jì)壓力≥1.6MPa的III類(lèi)容器A、B類(lèi)對(duì)接接頭，必須進(jìn)行全部無(wú)損檢測(cè)。同時(shí)，其接頭還應(yīng)進(jìn)行與原無(wú)損檢測(cè)方法不同的檢測(cè)方法進(jìn)行局部檢測(cè)。

因此，本儲(chǔ)罐A、B類(lèi)焊接接頭采用100%射線檢測(cè)，同時(shí)進(jìn)行20%的超聲波檢測(cè)，并且該局部檢測(cè)包含所有的焊縫交叉部位。探傷質(zhì)量應(yīng)分別達(dá)到：射線檢測(cè)技術(shù)等級(jí)不低于AB級(jí)，并符合NB/T47013.2中的Ⅱ級(jí)合格；超聲波檢測(cè)技術(shù)等級(jí)不低于B級(jí)，并符合NB/T47013.3中的Ⅱ級(jí)合格。此外，對(duì)于公稱(chēng)直徑小于250mm的接管與長(zhǎng)頸法蘭、接管與接管對(duì)接連接的B類(lèi)焊接接頭可以進(jìn)行100%的磁粉或滲透檢測(cè)，合格級(jí)別為Ⅰ級(jí)。本設(shè)備的C、D類(lèi)焊縫和其它角焊縫采用表面100%的磁粉探傷，并符合NB/T47013.4，合格級(jí)別為Ⅰ級(jí)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的不斷進(jìn)步及對(duì)安全的日益重視，對(duì)于特種設(shè)備的安全檢測(cè)手段也不斷完善。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)經(jīng)歷了從無(wú)損探傷、無(wú)損檢測(cè)到無(wú)損評(píng)價(jià)的發(fā)展。任何一種無(wú)損檢測(cè)方法都無(wú)法解決所有問(wèn)題，按照檢測(cè)目的，結(jié)合設(shè)備的工況、材質(zhì)與制造工藝等特點(diǎn)，盡可能多采用多種檢測(cè)方法，取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而取得更多缺陷信息，能夠確保檢測(cè)結(jié)果的可靠與準(zhǔn)確。本文以對(duì)液化石油氣儲(chǔ)罐的無(wú)損檢測(cè)要求為例，綜合運(yùn)用了射線、超聲、磁粉、滲透等幾種方法，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)于不同類(lèi)焊縫采用了不同的檢測(cè)技術(shù)，從而保證設(shè)備的安全。

[1]TSG R0004-2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程.

[2]GB150.1～4-2011鋼制壓力容器.

[3]NB/T47013.1～13-2015承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè).

[4]李世玉，壓力容器設(shè)計(jì)工程師培訓(xùn)教程，北京：新華出版社，2005.

[5]康新剛，淺談壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，科技資訊，2010，（14）.

于曉紅，(1980-)，漢，女，遼寧人，學(xué)歷：博士，現(xiàn)職稱(chēng)：工程師，研究方向：海洋石油機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)。