胡祥金 張建平 江西省檢驗檢測認證總院特種設備檢驗檢測研究院鷹潭檢測分院

在工業(yè)時代背景下，特種設備的生產(chǎn)數(shù)量增加，并逐漸應用到各行各業(yè)中。因此類設備使用不當很容易引發(fā)安全事故，因此設備質(zhì)量與安全受到人們高度重視，特別是鍋爐壓力容器。為確保該設備的安全使用，應有效監(jiān)督設備生產(chǎn)以及各個環(huán)節(jié)，并將聲發(fā)射技術(shù)引入設備檢測工作中，為鍋爐安全穩(wěn)定運行提供切實保障。

一、鍋爐壓力容器檢驗存在的問題

（一）質(zhì)檢技術(shù)不專業(yè)

國家對特種設備生產(chǎn)提出嚴格要求，要求壓力容器生產(chǎn)應具備專業(yè)資質(zhì)，只有在國家相關(guān)部門審批許可的情況下才具備生產(chǎn)資格。但個別擁有資質(zhì)的廠家所生產(chǎn)的設備良莠不齊，導致個別質(zhì)量較差的特種設備進入市場，為生產(chǎn)制造帶來不良影響。為確保壓力容器生產(chǎn)質(zhì)量，可由第三方出具質(zhì)檢報告。但國內(nèi)質(zhì)檢工作主要由人工完成，個別員工質(zhì)檢技術(shù)不專業(yè)，存在較大誤差，控制難度較大，使容器生產(chǎn)效率受到不良影響。

（二）工藝改進缺乏科學指導

工藝技術(shù)改進需要借助大量實踐積累，才可在確保壓力容器質(zhì)量的同時，促進技術(shù)更新?lián)Q代。工藝改進對人員具有較大依賴，需要技術(shù)高超、經(jīng)驗豐富的工程師來完成，且是個長期系統(tǒng)性工作，一旦缺乏科學指導將很難保障改進效果，有時不但難以達成預期效果，還會對容器生產(chǎn)帶來更大的負面效應。對此，為推動特種設備制造業(yè)發(fā)展，要求企業(yè)積極與質(zhì)檢部門進行技術(shù)交流，使質(zhì)量監(jiān)管與檢測手段不斷更新和完善。

二、鍋爐壓力容器檢驗問題的解決措施

（一）實驗平臺構(gòu)建

選擇某地13家制造業(yè)的16臺特種設備鍋爐，采用聲發(fā)射技術(shù)對壓力容器質(zhì)量進行檢驗。容器類別為Ⅰ類壓力容器，在2009年正式投入使用，具體參數(shù)為：設備容積為0.79m3，內(nèi)徑為760mm，設計壓力為1.4/0.4MPa，設計溫度為55/50℃，工作壓力為1.00/0.40MPa，工作溫度為50/38℃。采用型號為SAEU2S-24型聲發(fā)射儀，采用Aewin源定位檢測分析軟件。在探頭布設方面，利用聲發(fā)射儀檢測期間，針對壓力容器主要采取平面定位方式，對幾何形狀規(guī)則多采用三角形定位法，即由三個定位傳感器構(gòu)成一個定位組。在本次檢驗中，根據(jù)鍋爐尺寸共布設6個探頭[1]。

（二）實驗數(shù)據(jù)分析

1.加壓程序

本測試在一次升壓期間，由0.41MPa逐漸提高到1.0MPa，確保壓力保持30min不變，再逐漸降低到0.41MPa，加壓程序如圖1所示。在加壓程序明確后，開展儀器調(diào)試，對各項工作參數(shù)、通道靈敏度、背景噪聲等進行確定和校準后，正式開展加壓試驗。

圖1 加壓程序曲線圖

2.數(shù)據(jù)分析

根據(jù)加壓程序，通過對鍋爐內(nèi)工作介質(zhì)壓力進行改變，對壓力容器進行聲發(fā)射檢測。當壓力值由0.41MPa逐漸提高到1.0MPa時，聲發(fā)射信號由原本的分散逐漸達到最大。當壓力提升到0.82MPa時，5——6聲發(fā)射檢測定位源數(shù)量較少，在1——4測試點中聲定位源的數(shù)量較多，且測點3和4之間為集中定位源，剩余信號具有較強分散型，未能形成集中聲發(fā)射源。待壓力提升到0.82MPa后，維持30min不變，在此期間，不同點位定位源的數(shù)量逐漸降低，整個范圍內(nèi)未形成有效的聲源定位[2]。結(jié)合一次加壓循環(huán)聲源活性分級可知，在升壓過程中測點3與4之間成為集中聲發(fā)射源，但在保壓期間，聲發(fā)射源未能集中，且水平能量逐漸降低，在2——130之間，活性等級為中等，綜合等級評價為Ⅱ級，如表1所示。

表1 聲發(fā)射定位源分級

3.磁粉檢測

為了驗證上述試驗效果，針對鍋爐內(nèi)全部焊縫利用100%磁粉進行檢測。測試標準為JB/T4730.4-2005，采用型號為CDX-Ⅱ型的磁粉檢測儀，靈敏度設定為A型標準片上刻槽，選用黑磁膏水懸液。根據(jù)檢測結(jié)果可知，焊縫處未發(fā)現(xiàn)任何磁粉痕跡，與測試標準相符合，特種鍋爐設備安全等級為Ⅰ級，且檢測結(jié)果與聲發(fā)射儀相符。

（三）檢驗結(jié)果對比

針對選取的16臺特種鍋爐壓力容器分別用聲發(fā)射、磁粉檢測的方式驗證。將二者的試驗結(jié)果進行對比，如表2所示。根據(jù)JB/T4730.4-2005要求，聲發(fā)射檢測等級為Ⅰ和Ⅱ的情況，均可判定壓力容器為“無缺陷”，磁粉檢測等級為Ⅰ的情況，判定為“無缺陷”，可見二者的檢測結(jié)果相同。

表2 兩種檢測結(jié)果對比

（四）優(yōu)化措施

一方面，提高鍋爐壓力容器制造工藝。制造工藝對容器質(zhì)量具有決定作用，在容器生產(chǎn)期間，可根據(jù)容器制造既定參數(shù)設計相應的圖紙，在充分理解圖紙意圖、明確各項數(shù)據(jù)的基礎上生產(chǎn)壓力容器；生產(chǎn)廠家根據(jù)容器制造工序，制定科學的管理制度，確保容器制造質(zhì)量；在生產(chǎn)期間，制造單位可靈活調(diào)整生產(chǎn)流程，確保成品滿足設計需求；另一方面，規(guī)范質(zhì)檢工作流程。因特種鍋爐具有特殊性質(zhì)，設備質(zhì)檢流程較多，包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)整理、采購、檢驗工具管理等等。為確保檢測報告真實準確，檢測人員應根據(jù)實際情況認真填寫報告，并上交上級部門審核，通常鍋爐壓力容器還需要二次審核，并提交現(xiàn)場記錄資料[3]。此外，還應培養(yǎng)大量技術(shù)人員，對鍋爐檢測工藝改進提供科學高效的指導，為鍋爐穩(wěn)定高效運行提供更多保障。

三、結(jié)論

綜上所述，鍋爐壓力容器作為特種設備之一，對人們生產(chǎn)生活具有較大影響。為了提高設備使用安全性，應加大鍋爐壓力容器的檢驗力度，使容器應用效率客觀需求得到切實滿足。在檢驗期間，可將先進的聲發(fā)射檢測技術(shù)引入其中，使缺陷之處得到精準定位，并不斷提高鍋爐壓力容器制造工藝，規(guī)范質(zhì)檢流程等，使壓力容器檢測技術(shù)含量進一步提升，確保設備安全穩(wěn)定運行。