摘 要：承壓設(shè)備由壓力管道、壓力容器以及鍋爐三部分組成，承壓設(shè)備能否安全運(yùn)行，對(duì)于保障人民健康生活、國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全發(fā)展來(lái)說(shuō)意義重大。對(duì)承壓設(shè)備安全性來(lái)說(shuō)，做好原材料與焊接質(zhì)量控制與檢測(cè)非常重要，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種效果很好的檢測(cè)思路，能夠掌握承壓設(shè)備是否存在損傷與材料劣化問(wèn)題，參照檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)承壓設(shè)備安全情況與壽命情況。本文將以承壓設(shè)備檢測(cè)重要性為切入點(diǎn)，分析無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的機(jī)制，并以多個(gè)領(lǐng)域探究其適用范圍與發(fā)展趨勢(shì)，希望能夠更好的發(fā)揮承壓設(shè)備應(yīng)有價(jià)值。

關(guān)鍵詞：承壓設(shè)備；無(wú)損檢測(cè)；評(píng)價(jià)技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.038

0 前言

承壓設(shè)備在我國(guó)的規(guī)定中為八類(lèi)特種裝置的三大類(lèi)，在城市公用、制藥、冶金、電力、化工、石油等行業(yè)中都有廣泛的使用。作為化工、石油、火電站成套裝置以及輸送系統(tǒng)、天然氣存儲(chǔ)核心裝備，承壓設(shè)備介質(zhì)有著劇毒、易爆易燃、深冷、高壓、高溫的特征。如果沒(méi)有做好保護(hù)工作，發(fā)生了爆炸與泄露問(wèn)題就會(huì)帶來(lái)無(wú)法想象的災(zāi)難與后果。所以維持好其性能，確保其可以安全運(yùn)行意義重大。

1 承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用重要性

對(duì)承壓設(shè)備質(zhì)量與安全有影響的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)為建造與使用環(huán)節(jié)。承壓設(shè)備建造中需要做好材料元件生產(chǎn)、制造以及安裝三個(gè)環(huán)節(jié)的控制，而無(wú)損檢測(cè)恰好能夠滿足以上環(huán)節(jié)質(zhì)量的有效控制。無(wú)損檢測(cè)能夠提前發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的缺陷，包括生產(chǎn)冶金缺陷與安裝焊接缺陷。使用承壓設(shè)備時(shí)需要周期性停機(jī)，之后進(jìn)行檢驗(yàn)與開(kāi)罐檢查。檢驗(yàn)中無(wú)損檢測(cè)設(shè)備能夠發(fā)現(xiàn)裝置是否出現(xiàn)了高溫蠕變、疲勞損傷、材料劣化、腐蝕與開(kāi)裂等問(wèn)題，完成承壓設(shè)備損傷程度分級(jí)。這些數(shù)據(jù)將成為承壓設(shè)備剩余壽命的評(píng)估依據(jù)。

2 射線檢測(cè)技術(shù)

這種技術(shù)應(yīng)用了檢測(cè)對(duì)象與射線的相互作用關(guān)系，使用傳感器或膠片接收相位、強(qiáng)度射線信號(hào)，之后分析檢測(cè)對(duì)象缺陷與組織結(jié)構(gòu)。自1895年X射線被發(fā)現(xiàn)以后，這項(xiàng)技術(shù)便迅速的被應(yīng)用到了工業(yè)檢測(cè)與醫(yī)學(xué)檢測(cè)，在工業(yè)無(wú)損檢測(cè)中有著無(wú)法取代的地位。當(dāng)然在科技的發(fā)展作用下，這項(xiàng)技術(shù)也衍生出了很多的新型技術(shù)，可以對(duì)構(gòu)件壽命、構(gòu)件尺寸、構(gòu)件損傷、殘余應(yīng)力、材料結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行很精準(zhǔn)的檢測(cè)。

2.1 CR

該技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，利用光激勵(lì)熒光粉成像板記錄X射線影像形成潛影，在激光掃描后激發(fā)潛影能量可見(jiàn)光，轉(zhuǎn)化為信號(hào)并生成可存儲(chǔ)于傳輸?shù)臄?shù)字圖像[1]。相較于傳統(tǒng)方式這種技術(shù)檢測(cè)成本低、檢測(cè)時(shí)間短，檢測(cè)結(jié)果便于傳輸與分析。當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)CR技術(shù)的研究處于起步階段，不論是結(jié)束研究還是設(shè)備研發(fā)都比較稚嫩，當(dāng)然國(guó)內(nèi)近幾年也在投入越來(lái)越多的資源加大研究力度。

2.2 DR

該技術(shù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)完成數(shù)字X射線攝影檢測(cè)。該技術(shù)最早于上個(gè)世紀(jì)九十年代出現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著實(shí)時(shí)影像時(shí)代的到來(lái)。該技術(shù)早期應(yīng)用帶有閃爍晶體熒光屏將檢測(cè)物體X射線轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光，使用CCD圖像傳感器與光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成圖像信號(hào)[2]。目前該技術(shù)已經(jīng)能夠直接贏新型探測(cè)器與X射線介質(zhì)，圖像系統(tǒng)與二極管陣列連接在一起，能夠直接將數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行存儲(chǔ)于處理。相較于傳統(tǒng)模式這種技術(shù)輻射小、效率高、傳輸、存儲(chǔ)、處理便利，故得到了大范圍普及與推廣。國(guó)內(nèi)的清華、重慶大學(xué)在DR技術(shù)的研究中有著不錯(cuò)的成績(jī)，但以國(guó)內(nèi)整體大環(huán)境來(lái)看，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)仍舊屬于商品發(fā)展初期，缺少有影響力的品牌。

2.3 CT

這種技術(shù)在上個(gè)世紀(jì)七十年代發(fā)展起來(lái)，該技術(shù)最早在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱。該技術(shù)有著分辨率高、無(wú)影像重疊、非破壞、非接觸的特點(diǎn)。CT技術(shù)被公認(rèn)為20世紀(jì)影像人類(lèi)發(fā)展的十大技術(shù)之一[3]。該技術(shù)能夠把不同方位投影數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為原始圖像。CT系統(tǒng)由精密機(jī)械、探測(cè)器與射線源組成，需要搭配對(duì)應(yīng)的軟件完成數(shù)據(jù)的掃描、圖像的重建以及圖像的使用。我國(guó)的中國(guó)工程物理研究院、清華、中北等機(jī)構(gòu)與高校多年來(lái)一直在對(duì)CT技術(shù)進(jìn)行研究，其中比較突出的成績(jī)便是高能X射線CT設(shè)備的開(kāi)發(fā)。

2.4 今后趨勢(shì)

在上百年發(fā)展的過(guò)程中，射線理論與儀器設(shè)備的研發(fā)取得了良好的成績(jī)，眾多新檢測(cè)技術(shù)的出現(xiàn)為無(wú)損檢測(cè)提供了更多的思路，拓寬了無(wú)損檢測(cè)范圍。以大環(huán)境來(lái)看，射線檢測(cè)今后的數(shù)字化、自動(dòng)化、檢測(cè)精度都會(huì)持續(xù)性的提高，其效果便是輻射量的降低。此外射線檢測(cè)還有這快速化、通用化、便攜化發(fā)展趨勢(shì)，能夠滿足不同條件下愛(ài)的檢測(cè)需求。當(dāng)然高能化、大型化、專(zhuān)業(yè)化也是射線檢測(cè)的另一條發(fā)展路徑，射線檢測(cè)今后將與其他檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)深度的融合，為智能制造業(yè)提供更多的幫助。

3 聲學(xué)檢測(cè)

在無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)中聲學(xué)檢測(cè)也是比較重要的一部分內(nèi)容，聲學(xué)檢測(cè)包括主動(dòng)式超聲檢測(cè)與被動(dòng)式聲發(fā)射檢測(cè)。超聲檢測(cè)通過(guò)對(duì)材料超聲場(chǎng)作用，完成超聲波的傳送與接收，之后只需要分析超聲波信號(hào)就能夠得知材料的力學(xué)性能、組織結(jié)構(gòu)、幾何特征、傷損、缺陷形成初步的判斷。當(dāng)前比較成熟的聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)包括TOFD技術(shù)、相控陣技術(shù)、激光超聲、電磁超聲、導(dǎo)波技術(shù)等。超聲檢測(cè)被廣泛的應(yīng)用于壓力容器、鍋爐、管道等設(shè)備的母材、焊縫缺陷檢測(cè)。

4 結(jié)語(yǔ)

為了確保承壓設(shè)備能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，就必須重視無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。面對(duì)當(dāng)前新技術(shù)不斷出現(xiàn)、不斷完善的局面，可用于承壓設(shè)備材料無(wú)損檢測(cè)的技術(shù)與方法得到了新的補(bǔ)充，拓寬了檢測(cè)思路，這對(duì)提高承壓設(shè)備可靠性、安全性來(lái)說(shuō)有著積極的意義。今后無(wú)損檢測(cè)技術(shù)必然會(huì)朝向?qū)I(yè)化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)必然能為承壓設(shè)備的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：劉紅征（1967-），男，河南洛陽(yáng)人，本科，工程師，研究方向：承壓類(lèi)特種設(shè)備檢驗(yàn)。