馬中強(qiáng)，王恒，陶俊興，吳彥峰，黃小宇，姜斌

（天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，天津300192）

移動(dòng)式壓力容器定期檢驗(yàn)中無(wú)損檢測(cè)方法分析

馬中強(qiáng)，王恒，陶俊興，吳彥峰，黃小宇，姜斌

（天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，天津300192）

為預(yù)防重大安全責(zé)任事故的發(fā)生，檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)定期對(duì)移動(dòng)式壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)容器的狀態(tài)，及時(shí)查明容器存在的缺陷并加以消除，而無(wú)損檢測(cè)方法是檢測(cè)缺陷的有效手段。結(jié)合移動(dòng)式壓力容器定期檢驗(yàn)工作，對(duì)常用的無(wú)損檢測(cè)方法的特點(diǎn)及應(yīng)用情況進(jìn)行了分析。

移動(dòng)式；壓力容器；無(wú)損檢測(cè)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，居民生活條件的改善以及工業(yè)的迅猛發(fā)展，液化石油氣、丁二烯、丙烯、LNG（液化天然氣）等氣體資源的需求不斷提升，使得移動(dòng)式壓力容器規(guī)模逐年增多，由于其裝載的介質(zhì)大多為危化品，其安全與否直接關(guān)系到社會(huì)安定，因此，必須確保其運(yùn)行安全可靠。

移動(dòng)式壓力容器在充裝、運(yùn)輸、卸載各環(huán)節(jié)之中會(huì)遇到各種問(wèn)題，而且很多問(wèn)題無(wú)法通過(guò)肉眼進(jìn)行識(shí)別，需要檢驗(yàn)人員對(duì)容器進(jìn)行定期檢驗(yàn)，才能依靠實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。有關(guān)資料顯示，在用壓力容器的表面缺陷或由表面缺陷導(dǎo)致的缺陷，90%以上是在投入使用后的運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的[1]。因此《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》附件A明確規(guī)定：鐵路罐車(chē)、汽車(chē)罐車(chē)和罐式集裝箱定期檢驗(yàn)專(zhuān)項(xiàng)要求規(guī)定，在進(jìn)行全面檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)開(kāi)展表面缺陷和埋藏缺陷檢測(cè)；《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》第二十六條指出：表面缺陷檢測(cè)，應(yīng)當(dāng)采用JB/T 4730中的磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)等方法；第二十七條指出：埋藏缺陷檢測(cè)，應(yīng)當(dāng)采用JB/T 4730中的射線(xiàn)檢測(cè)或超聲檢測(cè)等方法。本文結(jié)合移動(dòng)式壓力容器定期檢驗(yàn)過(guò)程中四種常用的無(wú)損檢測(cè)方法，進(jìn)行深入分析，為檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)開(kāi)展無(wú)損檢驗(yàn)工作提供參考。

1 無(wú)損檢測(cè)方法

無(wú)損檢測(cè)方法可以在不對(duì)容器進(jìn)行破壞的情況下，在較短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地檢測(cè)出容器表面、近表面或者內(nèi)部存在的缺陷。因此在移動(dòng)式壓力容器定期檢驗(yàn)工作中合理運(yùn)用無(wú)損檢測(cè)方法，即能夠準(zhǔn)確評(píng)估容器的狀態(tài)，又可以縮短檢驗(yàn)周期，下面對(duì)移動(dòng)式壓力容器定期檢驗(yàn)中常用的無(wú)損檢測(cè)方法進(jìn)行闡述。

1.1 滲透檢測(cè)

滲透檢測(cè)是一種利用毛細(xì)管現(xiàn)象檢查表面開(kāi)口缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法。在應(yīng)用時(shí)主要分為四個(gè)步驟，即：預(yù)處理、滲透、清洗、顯像、觀察記錄及評(píng)定和后處理；在檢測(cè)前必須將可能影響滲透檢測(cè)的污染物清除干凈，涂層需用化學(xué)方法進(jìn)行去除，防止其對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成影響；施加滲透劑時(shí)，對(duì)于有應(yīng)力腐蝕傾向的容器，應(yīng)該適當(dāng)延長(zhǎng)滲透時(shí)間；清洗和顯像過(guò)程應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵照操作規(guī)范，要認(rèn)真觀察并記錄檢測(cè)結(jié)果，保證結(jié)果真實(shí)有效。滲透檢測(cè)方法的檢測(cè)結(jié)果易于觀察、靈敏性高，并且操作方法簡(jiǎn)單、成本較低，對(duì)大型壓力容器和形狀復(fù)雜的設(shè)備也比較適用[2]，同時(shí)該方法對(duì)大多數(shù)材料（多孔性材料除外）都適用，其缺點(diǎn)是會(huì)對(duì)容器和環(huán)境造成污染。移動(dòng)式壓力容器定期檢驗(yàn)過(guò)程中可以使用這種方法檢測(cè)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(kāi)口缺陷以及由工件中存在的貫穿壁厚的針孔、裂紋所引起的泄露。

我院在對(duì)低溫液體汽車(chē)罐車(chē)進(jìn)行定期檢驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)多起管路系統(tǒng)泄露的情況，泄露部位大多為彎頭焊縫位置附近（如圖1所示），我院對(duì)使用單位下達(dá)了檢驗(yàn)意見(jiàn)通知書(shū)，與之溝通后，原制造單位進(jìn)行了維修，按照《移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》相關(guān)規(guī)定，管路焊接完畢后應(yīng)當(dāng)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，原制造單位采用滲透檢測(cè)方法對(duì)管路進(jìn)行了無(wú)損檢測(cè)，經(jīng)我院復(fù)驗(yàn)合格后重新投入使用。

圖1 管路泄露位置示意圖

1.2 磁粉檢測(cè)

磁粉檢測(cè)是一種利用鐵磁性材料的磁化性能，借助缺陷處漏磁場(chǎng)來(lái)檢測(cè)材料表面和近表面缺陷的方法。磁粉檢測(cè)技術(shù)能夠檢測(cè)出鐵磁性材料表面及近表面裂紋、夾層等缺陷，工件的大小和形狀都不會(huì)對(duì)檢測(cè)過(guò)程帶來(lái)影響，但只適用于鐵磁性材料，檢測(cè)結(jié)果能夠清晰地將缺陷位置、形狀、大小等信息顯現(xiàn)出來(lái)，該方法檢測(cè)成本低、檢測(cè)效率高[3]。

裝有液化石油氣等介質(zhì)的液化氣體汽車(chē)罐車(chē)、罐式集裝箱，如果其介質(zhì)中硫化氫含量超標(biāo)，容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，在容器焊縫的內(nèi)表面及熱影響區(qū)形成裂紋。因此，《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》A3.4條規(guī)定，罐體角焊縫和內(nèi)表面對(duì)接焊縫應(yīng)當(dāng)做100%表面無(wú)損檢測(cè)。目前液化氣體汽車(chē)罐車(chē)罐體材料主要使用的是Q345R等低合金鋼，該材料具有低矯頑力和低剩磁的特點(diǎn)，根據(jù)NB/T47013.4-2015《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》規(guī)定，應(yīng)當(dāng)選用連續(xù)法[4]。另外，NB/T47013.4 -2015規(guī)定，對(duì)在用承壓設(shè)備進(jìn)行磁粉檢測(cè)時(shí)，其內(nèi)壁宜采用熒光磁粉檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。

1.3 超聲檢測(cè)

超聲波在不同的材料內(nèi)、不同結(jié)構(gòu)間傳播時(shí)，其聲學(xué)特征會(huì)發(fā)生變化，超聲檢測(cè)就是利用這一現(xiàn)象檢測(cè)材料的缺陷和物理特征。目前在超聲檢測(cè)技術(shù)中多采用1.2 MHz～3.5 MHz的超聲波，不僅檢測(cè)速度較快，而且具有較強(qiáng)的穿透力，能夠檢測(cè)出壓力容器焊縫內(nèi)表面的裂紋、材料的腐蝕減薄、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，該方法的靈敏度高、檢測(cè)效率高，而且成本低，超聲設(shè)備大都為便攜式，能適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，檢測(cè)過(guò)程中不會(huì)對(duì)檢測(cè)人員造成傷害，因此該方法大規(guī)模運(yùn)用于壓力容器的檢驗(yàn)工作中，但該方法檢測(cè)過(guò)程中容易受到材料表面粗糙度、檢測(cè)人員技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、焊縫表面成型狀況等因素的影響，粗晶材料的精確度難以保證。

《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》附件A中第A3.4條指出，罐體角焊縫和內(nèi)表面對(duì)接焊縫應(yīng)當(dāng)做100%表面無(wú)損檢測(cè)，對(duì)存在下列情況之一的部位，檢驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)焊縫進(jìn)行射線(xiàn)或超聲抽查：

（1）使用過(guò)程中補(bǔ)焊的；

（2）焊縫錯(cuò)標(biāo)量、棱角度超標(biāo)的；

（3）焊接接頭出現(xiàn)滲漏及其兩端延長(zhǎng)的；

（4）因事故造成罐體焊接接頭部位嚴(yán)重?fù)p傷變形的；

（5）上次埋藏缺陷檢測(cè)有懷疑，要求作跟蹤檢測(cè)的；

（6）使用單位要求或檢驗(yàn)人員認(rèn)為有必要的。

我院在對(duì)液化氣體汽車(chē)罐車(chē)定期檢驗(yàn)過(guò)程中，多次運(yùn)用超聲檢測(cè)方法對(duì)筒體補(bǔ)焊部位進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)波形顯示，在此過(guò)程中積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。如在對(duì)某臺(tái)裝運(yùn)液化石油氣的液化氣體汽車(chē)罐車(chē)進(jìn)行首次全面檢驗(yàn)時(shí)，宏觀檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其筒體與防波板支撐連接的角焊縫位置存在凹坑（如圖2所示），傷及母材，凹坑深度約1 mm，與使用單位及原制造單位溝通后，原制造單位對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)焊，經(jīng)我院超聲檢測(cè)復(fù)驗(yàn)合格后投入使用。

圖2 角焊縫位置凹坑示意圖

1.4 射線(xiàn)檢測(cè)

射線(xiàn)在穿透材料時(shí)，受到厚度及內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響，其強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生不同程度的衰減，通過(guò)檢測(cè)衰減程度就能檢查出物體內(nèi)部存在的缺陷。該檢測(cè)方法能夠獲取基體與缺陷部位的影像，可以直接對(duì)缺陷進(jìn)行觀察，對(duì)識(shí)別夾渣、氣孔等體積型缺陷具有很高的靈敏度，并能夠?qū)θ毕葸M(jìn)行定性和定量分析，從而有針對(duì)性地消除缺陷，同時(shí)射線(xiàn)所用膠片能夠長(zhǎng)期保存。但該方法的不足之處是射線(xiàn)會(huì)對(duì)身體造成傷害，在實(shí)施檢測(cè)的過(guò)程中必須做好必要的防護(hù)工作；另外該方法對(duì)檢測(cè)角度有較高的要求，這就需要檢測(cè)人員掌握扎實(shí)的理論知識(shí)和豐富的經(jīng)驗(yàn)，一旦操作不當(dāng)容易發(fā)生漏檢，尤其當(dāng)材料中存在著未熔合及裂紋等面積型缺陷時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致漏檢；而且相對(duì)而言，該方法檢測(cè)成本較高，更適用于壓力容器制造過(guò)程中的焊縫檢測(cè)。

綜上所述，四種無(wú)損檢測(cè)方法各有優(yōu)劣，有各自的適用范圍（見(jiàn)表1），在工作中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的方法。

表1 無(wú)損檢測(cè)方法比較

2 結(jié)束語(yǔ)

為保證移動(dòng)式壓力容器在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)安全運(yùn)行，檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)在開(kāi)展定期檢驗(yàn)工作時(shí)合理運(yùn)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是非常必要的。不同的檢測(cè)方法有各自的適用范圍，對(duì)于鐵磁性材料應(yīng)優(yōu)先選用磁粉檢測(cè)，對(duì)于形狀復(fù)雜的部位應(yīng)采用滲透檢測(cè)，利用射線(xiàn)檢測(cè)或超聲檢測(cè)對(duì)特殊情況下的焊縫進(jìn)行抽檢。通過(guò)綜合運(yùn)用無(wú)損檢測(cè)方法，準(zhǔn)確檢測(cè)容器的狀態(tài)，消除安全隱患，為人民的生命財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航。

[1]崔大海，于丹.幾種典型壓力容器的表面無(wú)損檢測(cè)方法[J].無(wú)損探傷，2012，36（2）：32-33.

[2]張健.淺析壓力容器的滲透檢測(cè)技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2016（2）：5.

[3]高祥明.關(guān)于鍋爐壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（9）：81-82.

[4]黃偉娛.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在鍋爐壓力容器檢驗(yàn)應(yīng)用的探析

[J].質(zhì)量與安全，2016（9）：202.

The Analysis of Nondestructive Testing in the Periodic Inspection of Transportable Pressure Vessels

MA Zhong-qiang，WANG Heng，TAO Jun-xing，WU Yan-feng，HUANG Xiao-yu，JIANG Bin
（Tianjin Special Equipment Inspection Institute，Tianjin 300192，China）

To prevent the occurrence of major safety accidents，periodic inspection of transportable pressure vessels should be done by inspection organizations，so the state of vessels can be confirmed.The defect in the vessels must be found and eliminated timely，and nondestructive testing is the effective means for detecting defect.The characteristics and application of nondestructive testing were described based on the job of the periodic inspection of transportable pressure vessels

transportable；transportable pressure vessels；nondestructive testing

TH49

B < class="emphasis_bold">文章編號(hào)：1

1672-545X（2017）05-0218-03

2017-02-06

馬中強(qiáng)（1989-），男，山東人，碩士研究生，助理工程師，研究方向?yàn)閴毫θ萜鳈z驗(yàn)。