劉艷嬌

(中國第一重型機(jī)械集團(tuán)核電石化公司，遼寧 大連 116113)

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壓力容器無損檢測(cè)技術(shù)的合理選擇與應(yīng)用要點(diǎn)

劉艷嬌

(中國第一重型機(jī)械集團(tuán)核電石化公司，遼寧 大連 116113)

壓力容器的制造、使用與維護(hù)安全需要高質(zhì)量無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用為前提，研究概述了無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在壓力容器制造與生產(chǎn)中的基本狀況，提出了壓力容器無損檢測(cè)中合理選擇技術(shù)的原則，提出了不同代際、不同方式無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，為無損檢測(cè)技術(shù)更為準(zhǔn)確、全面、綜合地應(yīng)用提供參考。

壓力容器；無損檢測(cè)技術(shù)；選擇；應(yīng)用

在壓力容器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用、維護(hù)等環(huán)節(jié)中，必須系統(tǒng)、完整、準(zhǔn)確地應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)，通過無損檢測(cè)技術(shù)，保障壓力容器狀態(tài)的安全、系統(tǒng)安全、運(yùn)行安全，進(jìn)一步提升壓力容器的穩(wěn)定性與安全性，提升壓力容器的制造、使用和維護(hù)質(zhì)量。

1 無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用概述

無損檢測(cè)的基本特點(diǎn)是對(duì)壓力容器的非破壞，有些檢測(cè)技術(shù)還可以做到對(duì)壓力容器的非接觸，通過聲學(xué)、電磁學(xué)、造影技術(shù)，對(duì)壓力容器進(jìn)行深入細(xì)致、系統(tǒng)、全面、高效率地檢驗(yàn)。無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用主要以降低壓力容器的結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)和系統(tǒng)隱患為主，有效防控壓力容器在制造、運(yùn)行中的危害，確保壓力容器在高溫、高壓情況下處于連續(xù)而穩(wěn)定的狀態(tài)。從無損檢測(cè)技術(shù)的提出和發(fā)展過程看，技術(shù)主要?dú)v經(jīng)了三代發(fā)展：一是超聲波無損檢測(cè)技術(shù)，主要是利用不同介質(zhì)中聲波傳播特性而形成的檢測(cè)技術(shù)。二是射線無損檢測(cè)技術(shù)，主要是利用射線的高穿透性特點(diǎn)，對(duì)大結(jié)構(gòu)、大厚度的壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)。三是滲透無損檢測(cè)技術(shù)，通過高分子材料、磁性物質(zhì)和特異指示劑的滲透作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力容器的無損傷檢驗(yàn)。在壓力容器生產(chǎn)、工作和維護(hù)中，三代技術(shù)可以綜合使用，也可以根據(jù)需要單獨(dú)使用。

2 合理選擇技術(shù)的原則

2.1 無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的綜合性原則

壓力容器的規(guī)格、結(jié)構(gòu)、尺寸存在很大差異，不同壓力容器的工作技術(shù)設(shè)定和基礎(chǔ)也存在很大的區(qū)別，因此，無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用要針對(duì)壓力容器的特點(diǎn)，進(jìn)行無損檢測(cè)技術(shù)的綜合性應(yīng)用。對(duì)于復(fù)雜的壓力容器結(jié)構(gòu)，可以以滲透無損檢測(cè)技術(shù)、超聲無損檢測(cè)技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用為主。對(duì)于壓力容器內(nèi)部缺陷檢查，可以綜合射線無損檢測(cè)技術(shù)、超聲無損檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高檢測(cè)質(zhì)量和效果。對(duì)于壓力容器復(fù)雜部位，可以以第三代無損檢測(cè)技術(shù)為主，輔助傳統(tǒng)無損檢測(cè)技術(shù)，這樣既可以提高無損檢測(cè)的質(zhì)量，還能確保無損檢測(cè)的效率。

2.2 無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵性原則

無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于壓力容器生產(chǎn)、使用、維護(hù)過程中，要根據(jù)壓力容器的設(shè)計(jì)、制造和維修等工作，設(shè)置無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)。結(jié)合壓力容器的結(jié)構(gòu)和元器件特點(diǎn)，科學(xué)配置無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間、過程和要點(diǎn)，使壓力容器的材料性質(zhì)、制造水平得到全面控制。例如，壓力容器的鍛造件是產(chǎn)生損傷和缺陷的主要部位，無損檢測(cè)技術(shù)要在生產(chǎn)中緊跟鍛造環(huán)節(jié)，在維護(hù)中把握技術(shù)應(yīng)用實(shí)際，在第一時(shí)間節(jié)點(diǎn)上嚴(yán)格使用無損檢測(cè)技術(shù)，做到對(duì)壓力容器鍛造件損傷的有效檢測(cè)和識(shí)別。

3 無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

壓力容器的制造與使用過程中，由于溫度、壓力、材質(zhì)、介質(zhì)和結(jié)構(gòu)等方面因素，會(huì)因結(jié)構(gòu)失衡、溫度過高、壓力過大、金屬疲勞、材料老化、應(yīng)力疊加等問題導(dǎo)致容器出現(xiàn)制造與使用風(fēng)險(xiǎn)。為提升壓力容器的質(zhì)量與安全性，要有針對(duì)性地采用無損檢測(cè)技術(shù)，對(duì)壓力容器內(nèi)部、構(gòu)件、設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)性、全面性檢測(cè)，在有效應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、排除和解決壓力容器存在的隱患、缺陷和風(fēng)險(xiǎn)。

3.1 第一代超聲無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

聲波在均一的介質(zhì)中具有傳播方向穩(wěn)定、傳播速度固定的特點(diǎn)，如果出現(xiàn)傳播過程中的漫射、反射與折射，代表著介質(zhì)存在均一性的問題。超聲波檢驗(yàn)正是利用這一特性，通過對(duì)壓力容器材質(zhì)超聲波的散射與反射來檢驗(yàn)內(nèi)部缺陷，根據(jù)反射強(qiáng)弱、散射幅度確定壓力容器缺陷的位置、大小、形狀等具體信息與情況。在壓力容器結(jié)構(gòu)鋼板、鍛造件的檢驗(yàn)中，在壓力容器焊接部位、奧氏體部件、鋼板結(jié)合部位、高壓高溫固定件、螺栓螺母的檢測(cè)中，在容器鋼結(jié)構(gòu)主體部位、壓力部位、不銹鋼、特種鋼等部位的檢測(cè)中，可以有效利用超聲無損檢測(cè)技術(shù)，確保無損檢測(cè)的質(zhì)量、速度。

3.2 第二代射線無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

射線，例如X射線可以有效透過鋼結(jié)構(gòu)、無機(jī)材料和高分子材料，在顯示器上反映出穿透壓力容器的內(nèi)部層次和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。借助熒光劑、膠片等成像材料，可以將壓力容器的物質(zhì)構(gòu)成、結(jié)構(gòu)密度、材料厚度、材質(zhì)種類等相關(guān)因素加以呈現(xiàn)，無損檢測(cè)人員可以利用成像和顯示詳細(xì)了解壓力容器的內(nèi)部系統(tǒng)特點(diǎn)，明確壓力容器的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，進(jìn)而分析研究容器內(nèi)部隱藏的缺陷和問題，在排查壓力容器具體問題的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)壓力容器無損檢測(cè)的目標(biāo)。射線無損檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是對(duì)壓力容器結(jié)構(gòu)具有廣泛適應(yīng)性，對(duì)各類材料具有普遍兼容性，方便無損檢測(cè)工作得出定量的結(jié)果、定性的結(jié)論和直觀的表現(xiàn)，能有效提升無損檢測(cè)工作的效率。但是射線無損檢測(cè)技術(shù)也存在輻射過大、人體防護(hù)復(fù)雜等劣勢(shì)，在應(yīng)用中要做好射線強(qiáng)度、射線方向等方面的控制，強(qiáng)化操作人員的防護(hù)工作，這樣才能確保射線無損檢測(cè)操作的安全、效率等綜合目標(biāo)。射線無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于壓力容器合金結(jié)構(gòu)和特殊鋼材結(jié)構(gòu)的檢測(cè)中，特別是在奧氏體復(fù)合結(jié)構(gòu)、銅合金、鎳合金、鋁合金等材料的檢查中，具有獨(dú)特效果，在高碳鋼、不銹鋼、低碳合金等材料的檢測(cè)中具有較高質(zhì)量。

3.3 第三代滲透無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

滲透方式是利用磁粉、高分子材料的滲透特點(diǎn)，通過對(duì)壓力容器結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的特殊處理，形成對(duì)壓力容器缺陷部位的聚集和標(biāo)識(shí)，這是新型無損檢測(cè)技術(shù)。滲透式無損檢測(cè)技術(shù)具有簡(jiǎn)便、顯示直觀、檢測(cè)范圍廣、檢出速度快、標(biāo)識(shí)靈敏程度高等優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)代化、大型壓力容器生產(chǎn)與維護(hù)中，具有特殊的價(jià)值和功能。在壓力容器的無損檢測(cè)中，磁粉檢測(cè)技術(shù)主要用于鐵磁J性材料制的壓力容器板材、復(fù)合板材、管材、鍛件表面或近表面缺陷的檢測(cè)，以及對(duì)接接頭、T形接頭、角接接頭表面、近表面的缺陷檢測(cè)。但是非全部鐵磁材料都能使用此檢測(cè)技術(shù)，磁粉檢測(cè)檢驗(yàn)深度不夠，若工件表面有油漬或其他雜質(zhì)，則檢驗(yàn)效率會(huì)降低，不適合檢測(cè)不規(guī)則的壓力容器。

4 結(jié)語

無損檢測(cè)技術(shù)屬于非接觸、非損傷的探測(cè)技術(shù)體系，具有綜合性與實(shí)用性的特點(diǎn)，是各類壓力容器生產(chǎn)加工、使用維護(hù)、維修檢驗(yàn)過程的基礎(chǔ)性技術(shù)，特別是在高新科技和新型材料的應(yīng)用背景下，無損檢測(cè)技術(shù)遇到了合理應(yīng)用選擇的問題。要推進(jìn)無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，使無損檢測(cè)技術(shù)適應(yīng)壓力容器設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、工作和維護(hù)的實(shí)際，這樣才能不斷提升無損檢測(cè)技術(shù)的實(shí)際檢出效率和效果，保持壓力容器的安全狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、安全使用、安全維護(hù)等目標(biāo)。

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Reasonable selection and application of nondestructive testing technology for pressure vessel

LIU Yan-jiao

(China First Heavy Machinery Group Nuclear Power Petrochemical Company, Dalian 116113, China)

This paper summarizes the application of non-destructive testing technology in the manufacture and production of pressure vessels, and puts forward the reasonable selection technology of pressure vessel non-destructive testing. The paper puts forward the basic situation of non-destructive testing technology in pressure vessel manufacturing and production. The different inter-generational, different ways of non-destructive testing technology application points for the non-destructive testing technology are proposed, which provides a reference for comprehensive application.

Pressure vessel; Nondestructive testing technology; Selection; Application

2017-03-14

劉艷嬌(1984-)，女，工程師，碩士。

TH49

B

1674-8646(2017)10-0028-02