王九方 唐旭東 劉國棟 薛留軍

海洋石油工程股份有限公司 天津 300041

所謂的無損檢測技術指的是在不破壞壓力容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎上，無損檢測技術在檢測過程中偏重的側(cè)重點也隨之不同，為此，如何根據(jù)壓力容器的不同部位選擇不用的無損檢測技術具有極高的研究價值。

1 壓力容器與無損檢測技術概述

壓力容器作為一種特種設備中的承壓設備，種類較多，應用廣泛，尤其是在工業(yè)領域中的石油化工、機械加工等生產(chǎn)行業(yè)，其主要特點一是結(jié)構(gòu)的復雜性，這一特點是為了適應不同行業(yè)的生產(chǎn)需要；二是設計的專業(yè)性，由于壓力容器長期在高壓、高溫、高腐蝕性等極為惡劣的環(huán)境下運行，為了在確保在安全與穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)其功能，壓力容器在設計上具有較強的專業(yè)性。三是對其安全性要求較高，壓力容器介質(zhì)的易燃、腐蝕、劇毒等特點決定了壓力容器存在較高的易爆風險，甚至會引發(fā)嚴重的安全事故，因此，在壓力容器的制造規(guī)范和標準上具有較高的安全性要求[1]。

通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，焊接質(zhì)量問題是壓力容器安全事故的重要原因之一，因此，準確對壓力容器焊縫質(zhì)量進行監(jiān)測和檢測是保證壓力容器安全運行的重要措施。無損檢測技術是通過借助先進的儀器設備，在不影響被檢測對象的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的前提下，全面、準確、可靠地探測出壓力容器表里是否存在缺陷一項先進技術。當前的無損檢測技術，簡單概括來說主要有超聲、射線、渦流、滲透、磁記憶、磁粉、超聲相控陣等，這些技術各有特點，適用于不同的的檢測需求。

2 無損檢測方法在壓力容器檢驗中的強大優(yōu)勢

無損檢測方法不是一種呆板的檢測技術，它是由多種檢測技術組成的一個龐雜繁復的科學體系，不論是何種材質(zhì)的壓力容器，還是同種壓力容器不同的存在狀態(tài)，都能夠從無損檢測方法中找到適合自己的檢測方式，將檢測程序?qū)毫θ萜鞯膿p害降至最低。一方面，無損檢測方法不但能夠?qū)毫θ萜鬟M行定期檢驗，及時發(fā)現(xiàn)壓力容器設備潛藏的安全隱患，確保生產(chǎn)實踐中正在投入使用的壓力容器始終處于最優(yōu)的工作狀態(tài)，有效延長壓力容器設備的使用年限，降低企業(yè)生產(chǎn)制造成本；另一方面，還能夠通過檢測過程，及時總結(jié)反思現(xiàn)有技術缺陷，進而作用于未來壓力容器設備的生產(chǎn)，有效提升未來壓力容器設備的生產(chǎn)制造工藝。

3 常用的無損檢測技術及其應用

3.1 射線檢測

射線探傷法的原理是利用X 或者γ 射線，因射線的強度衰減會隨著壓力容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，進而會影響膠片感光度，以此來分析壓力容器是否存在缺陷。在壓力容器檢驗中，該技術主要用于不銹鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金等金屬材料制受壓原件對接焊接接頭的檢測，受投照角度的影響，該技術對內(nèi)部缺陷檢測直觀，但對表面裂紋類的缺陷不具備較強的靈敏性?；谀壳暗膽脤嵺`，更加注重射線探傷機安全性方面，致力于減少其輻射及泄露等的危害[2]。

3.2 外觀檢驗

外觀檢驗是最基礎、最原始的檢驗方法，也是發(fā)現(xiàn)海上壓力容器隱患最高效的方式之一。通過外觀檢驗整體了解壓力容器的外部狀況和涂層狀況，涵蓋外部銹蝕、變形、保溫破損情況、支撐和附屬結(jié)構(gòu)等，并檢查泄露、過熱部位、振動、膨脹余量以及容器在其支撐件上的常規(guī)位置。絕大部分的外部腐蝕，尤其是大氣腐蝕在外觀檢驗中能夠有效的識別。

3.3 磁粉檢測法

與滲透檢測法的檢測方法類似，磁粉檢測法主要應用的是磁粉性材料的方式對壓力容器進行檢測，磁粉檢測法的使用原理主要依據(jù)是壓力容器基體材料的不連續(xù)性，如果壓力容器內(nèi)部存在缺陷，那么，磁粉性材料將會在壓力容器內(nèi)部構(gòu)成漏磁場，在適宜的光照條件下，漏磁場將會呈現(xiàn)出目光可見的狀況，此時，檢測相關工作人員能夠根據(jù)漏磁場來判斷壓力容器的缺陷嚴重程度。磁粉檢測法最大的優(yōu)勢在于檢測相關工作人員能夠直觀地看到壓力容器的缺陷位置以及缺陷大小，具有較高的使用靈敏性，且整體使用成本較低，對于壓力容器的正常使用情況將不會發(fā)生其他方面的干擾。然而，磁粉檢測法的使用原理限制了其自身的使用范圍，磁粉檢測法無法用于檢測壓力容器中非磁性材料的使用情況。

3.4 超聲檢測

顧名思義，超聲探傷技術是利用超聲波的穿透能力，通過其反射、散射、及波形轉(zhuǎn)換等聲波特征對被檢測對象不連續(xù)性、幾何特性、組織結(jié)構(gòu)、力學性能等方面的檢測，來探測焊縫內(nèi)部及表面裂紋缺陷，更加適用于對表面缺陷地檢測。超聲工業(yè)檢測機器人的研制為超聲探傷技術在自動化方面的突破提供的方向，使該項技術檢測內(nèi)部缺陷更具有優(yōu)勢。

3.5 衍射時差法（TOFD）檢測

TOFD 檢測技術是另外一種新型的檢驗檢測技術，基于工作原理的不同，與傳統(tǒng)的脈沖反射法相比，其無論是在缺陷的檢出率還是檢測精度方面，都具有顯著優(yōu)勢。其一，TOFD 檢測技術是以衍射信號為依托，所以在檢測缺陷時，它不受方向性或檢測標的形狀的影響；其二，在缺陷的呈現(xiàn)方面更為直觀，它可以圖像的形式清楚地將壓力容器的缺陷表現(xiàn)出來，且可長久保存，信息量大；其三，可實現(xiàn)全自動或半自動的方式采集數(shù)據(jù)信息，受人為的因素影響降低，檢測的重復性好；其四，檢測范圍大，特別是厚度方面，一般來講，TOFD 檢測方法可實現(xiàn)對大于12mm的工件對接接頭的檢測[3]。

4 結(jié)語

通過無損檢測技術對鍋爐壓力容器特種設備的安全性進行評估是目前企業(yè)中常見的管理方式。應用無損檢測手段對設備制造、應用環(huán)節(jié)加以把控，可以對鍋爐安全與否進行評價，提前獲知設備的實際使用情況。在承壓類特種設備應用越來越廣泛的今天，使用單位如何確保承壓類特種設備的安全性，檢驗機構(gòu)如何保證檢驗結(jié)論的客觀、公正性，需要使用單位和檢驗機構(gòu)通力合作，共同努力。