蘇萬(wàn)清

摘 要： 鍋爐壓力容器檢測(cè)的目的，在于檢出容器的缺陷，預(yù)防安全事故?；诖?，本文主要以超聲波探傷技術(shù)為要點(diǎn)，對(duì)該技術(shù)在鍋爐壓力容器檢測(cè)中的應(yīng)用方法進(jìn)行了分析。重點(diǎn)從容器缺陷的定位、缺陷檢測(cè)干擾的預(yù)防方面，總結(jié)了技術(shù)的應(yīng)用方法。并以鍋爐壓力容器“焊縫”為例，具體闡述了技術(shù)的應(yīng)用流程，證實(shí)了技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 超聲波探傷技術(shù)；鍋爐壓力容器；焊縫

前言：近些年來(lái)，隨著化工及電力行業(yè)的不斷發(fā)展，鍋爐壓力容器的使用范圍逐漸擴(kuò)大。設(shè)備使用過程中，極容易受壓力以及外界環(huán)境因素的影響，而出現(xiàn)裂縫等缺陷。如未及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，并對(duì)其進(jìn)行處理，容易對(duì)容器的使用安全性造成影響。超聲波探傷技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效提高鍋爐壓力容器檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。因此，有必要對(duì)其應(yīng)用方法進(jìn)行分析。

1 超聲波探傷技術(shù)的原理

超聲波探傷技術(shù)指利用超聲波對(duì)儀器的缺陷進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)，是用于檢測(cè)儀器質(zhì)量的重要技術(shù)。超聲波信號(hào)頻率為2--25kHz，為高頻信號(hào)。如信號(hào)的傳播介質(zhì)均勻，則信號(hào)往往會(huì)呈直線式分布。簡(jiǎn)言之，如傳播的介質(zhì)不均勻，超聲波的傳播路線便會(huì)發(fā)生改變。檢測(cè)完成后，觀察超聲波傳播曲線有無(wú)變化，便可得到最終的探傷結(jié)果。超聲波探傷技術(shù)由“終端”、“超聲系統(tǒng)”、“IPC等部分構(gòu)成”（見圖1）[1]。

圖1中，超聲系統(tǒng)的功能在于與探頭、顯示屏等終端、控制卡等原件連接。在向各元件發(fā)出指令的基礎(chǔ)上，利用系統(tǒng)的功能，接收待檢測(cè)儀器所發(fā)出的信號(hào)。通過對(duì)信號(hào)特征的分析，判斷故障類型以及所處位置。將該系統(tǒng)應(yīng)用到鍋爐壓力容器的檢測(cè)過程中，能夠有效發(fā)現(xiàn)缺陷，提高儀器使用的安全性。

2 超聲波探傷技術(shù)在鍋爐壓力容器檢測(cè)中的應(yīng)用方法

2.1 容器缺陷的定位方法

2.1.1 波束方向的確定

缺陷檢測(cè)過程中，超聲波的波束方向是否正確，是決定缺陷能否檢出的主要因素。檢測(cè)時(shí)，應(yīng)確保波束的方向與探頭方向一致。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)顯示，如被檢測(cè)容器的表面較為粗糙，當(dāng)探頭與物體接觸后，極容易導(dǎo)致波束方向出現(xiàn)誤差，對(duì)缺陷檢測(cè)結(jié)果造成影響[2]。此外，如物體的體積較大，缺陷定位效果同樣會(huì)受到影響。因此，鍋爐壓力容器檢測(cè)前，有關(guān)人員應(yīng)首先確保其表面光滑無(wú)污染。如上述因素?zé)o法在檢測(cè)前排除，則應(yīng)將其納入到檢測(cè)結(jié)果的分析過程中。應(yīng)充分考慮各因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的影響，避免導(dǎo)致缺陷定位錯(cuò)誤。

2.1.2 預(yù)防數(shù)據(jù)讀取偏差

超聲波數(shù)據(jù)的讀取是否存在誤差，一定程度上取決于儀器是否存在缺陷。為解決上述問題，缺陷檢測(cè)人員應(yīng)在檢測(cè)前，及時(shí)對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)試及校準(zhǔn)。如發(fā)現(xiàn)儀器本身存在故障，則應(yīng)對(duì)其進(jìn)行更換。導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差的直接原因，在于儀器水平線存在偏差。檢測(cè)人員需對(duì)該偏差進(jìn)行預(yù)防，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。超聲波探傷時(shí)，探頭的實(shí)際軸線，應(yīng)與其幾何中心軸線相互重疊。如不重疊，容易導(dǎo)致“雙峰”現(xiàn)象出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致工作人員無(wú)法對(duì)故障進(jìn)行明確的定位。因此，缺陷檢測(cè)時(shí)，必須確保探頭無(wú)故障。

2.2 缺陷檢測(cè)干擾的預(yù)防

2.2.1 衰減的預(yù)防

超聲波探傷技術(shù)應(yīng)用過程中，工作人員需利用耦合劑，對(duì)容器進(jìn)行涂抹。在此過程中，耦合劑的涂抹厚度，是決定其超聲波阻抗能力的主要因素。如待檢測(cè)的容器，具有表面粗糙的特征。即使涂抹耦合劑，檢測(cè)效果同樣會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。此外，檢測(cè)儀器的耦合狀態(tài)，以及物體的耦合狀態(tài)，同樣會(huì)對(duì)缺陷定位的準(zhǔn)確度造成影響。必須保證兩者一致，或保證差異在允許的范圍內(nèi)，方可使缺陷的定位精度得以提升。

2.2.2 性能干擾的預(yù)防

超聲波探傷儀器，具有精度高、復(fù)雜度強(qiáng)的特征。如儀器本身性能出現(xiàn)異常，缺陷檢測(cè)結(jié)果必然出現(xiàn)異常。以折射角為例：容器缺陷檢測(cè)時(shí)，超聲波探頭需與容器直接接觸。長(zhǎng)期使用的過程中，探頭較容易出現(xiàn)斜楔，致使磨損問題發(fā)生。根據(jù)磨損位置的不同，探頭所探測(cè)到的折射角同樣不同。通常情況下，探頭的磨損情況，與擴(kuò)散角之間呈顯著正相關(guān)。擴(kuò)散角越小，探頭指向性越強(qiáng)，探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度越高?？梢姡A(yù)防探頭磨損較為重要。

2.3 超聲波探傷技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

本部分以鍋爐壓力容器鋼板“焊縫”為例，闡述了技術(shù)的應(yīng)用方法：

2.3.1 曲線的繪制

鍋爐壓力容器鋼板“焊縫”檢驗(yàn)所參考的曲線，以“距離-波幅”曲線為主?？刹捎脤?duì)比法，得到測(cè)量結(jié)果。根據(jù)缺陷類型的不同，焊縫的級(jí)別同樣不同。通常情況下，如裂縫以縱向?yàn)橹?，板厚處?--50mm之間。當(dāng)為縱向缺陷時(shí)，波幅應(yīng)為6dB。如為橫向，則缺陷的波幅等級(jí)，應(yīng)為10dB。檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)人員應(yīng)首先涂抹耦合劑，并將探頭置于待檢測(cè)容器之上。由此得到“距離-波幅”曲線，以及信號(hào)的傳播曲線。通過對(duì)曲線的觀察，便可達(dá)到評(píng)定缺陷的目的。

2.3.2 缺陷的評(píng)定

缺陷評(píng)定的要點(diǎn)，在于對(duì)其長(zhǎng)度進(jìn)行判定。判定時(shí)，如最大反射波幅處于“定量線”與“判廢線”之間的區(qū)域。則<10mm的缺陷，均應(yīng)記為5mm。如某容器存在兩處缺陷，兩者間距處于8mm之內(nèi)。則需將兩個(gè)缺陷的長(zhǎng)度相加，以總和為最終的缺陷長(zhǎng)度。如兩者的間距>8mm，則應(yīng)分別給予記錄。采用上述方法判定缺陷，能夠有效提高判定結(jié)果的準(zhǔn)確性。且能夠有效預(yù)防評(píng)級(jí)錯(cuò)誤，提高鍋爐壓力容器缺陷的檢出率，使缺陷得到及時(shí)的彌補(bǔ)。

2.3.3 結(jié)果的判別

當(dāng)?shù)玫饺毕莸拈L(zhǎng)度指標(biāo)后，需對(duì)其危險(xiǎn)性進(jìn)行判別。危險(xiǎn)性較大者（如：裂紋），應(yīng)重點(diǎn)給予處理。如危險(xiǎn)性較小，則應(yīng)繼續(xù)對(duì)其波幅進(jìn)行觀察。根據(jù)觀察結(jié)果，判斷是否對(duì)裂縫予以返修。鍋爐壓力容器的缺陷等級(jí)，共包括三級(jí)。容器板材的厚度，則分為4--50mm、4--100mm以及4--300mm三大等級(jí)。有關(guān)領(lǐng)域需根據(jù)板材的厚度、缺陷的等級(jí)，分別擬定缺陷的修復(fù)方案。確保檢測(cè)出的缺陷，能夠被及時(shí)彌補(bǔ)，避免對(duì)化工等行業(yè)的運(yùn)行安全性造成影響。

結(jié)論：綜上所述，在確定波束方向的基礎(chǔ)上，預(yù)防數(shù)據(jù)讀取誤差，能夠有效提高超聲波探傷數(shù)據(jù)定位的準(zhǔn)確性。檢測(cè)過程中，積極預(yù)防衰減與性能干擾，則能夠有效減小結(jié)果的誤差。可見，超聲波探傷技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)鍋爐壓力容器缺陷檢出率的提高，具有重要意義?；ぜ半娏︻I(lǐng)域可考慮大力引進(jìn)該技術(shù)，對(duì)容器的缺陷進(jìn)行檢測(cè)。提高容器使用的安全性，達(dá)到減少故障的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]季承璽，陶蘭蘭.試論鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)的運(yùn)用[J].化工管理，2018，25（22）：134-135.

[2]呂安明.模具鋼4Cr5MoSiV1超聲探傷缺陷的分析和工藝改進(jìn)[J].特殊鋼，2018，39（04）：66-69.