方效偉

（忻州市綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山西 忻州 034000）

雖然承壓特種設(shè)備已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，但在溫度和壓力等因素的影響下，設(shè)備的穩(wěn)定性很難得到保證，如果不及時(shí)解決，還會(huì)導(dǎo)致多種有毒有害氣體的生成。為此，在特種設(shè)備運(yùn)行期間，工作人員應(yīng)采取有效的措施，對(duì)安全事故進(jìn)行預(yù)防和控制。與此同時(shí)，還要加強(qiáng)對(duì)這些設(shè)備的檢測(cè)力度，目前，常用的檢測(cè)技術(shù)以無損檢測(cè)技術(shù)為主，究其原因，主要是此類技術(shù)的優(yōu)勢(shì)顯著，不僅檢測(cè)精度高，并且不會(huì)對(duì)設(shè)備造成破壞。但在選擇無損檢測(cè)技術(shù)時(shí)，需要將設(shè)備種類作為依據(jù)，以保證檢測(cè)精度，并在此基礎(chǔ)上，完成解決方案的制定。

1 無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用依據(jù)

不同行業(yè)在對(duì)特種設(shè)備進(jìn)行使用的過程中，都應(yīng)將《特種設(shè)備安全監(jiān)察暫行條例》作為依據(jù)，遵循其中的條款，科學(xué)合理地檢查設(shè)備，該文件對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)提出了明確的技術(shù)要求，具體要求是檢測(cè)人員在檢查特種設(shè)備的過程中，需要嚴(yán)格落實(shí)其中的各項(xiàng)法律法規(guī)。

現(xiàn)階段，常用的無損檢測(cè)技術(shù)主要包括四種：第一種是超聲檢測(cè)，第二種是射線檢測(cè)，第三種是磁粉檢測(cè)，第四種是滲透檢測(cè)。該條款對(duì)這些技術(shù)均制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其目的在于確保特種設(shè)備無損檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 無損檢測(cè)技術(shù)在承壓特種設(shè)備檢驗(yàn)中的應(yīng)用要點(diǎn)

在相關(guān)企業(yè)檢驗(yàn)特種設(shè)備的過程中，需要將設(shè)備材料型號(hào)和使用情況作為依據(jù)，選擇合適的無損檢測(cè)技術(shù)。比如，某生產(chǎn)企業(yè)在制造承壓特種設(shè)備時(shí)，會(huì)對(duì)焊接的方式進(jìn)行使用，但在焊接容易受到多種因素的影響，一旦出現(xiàn)問題，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備缺陷的產(chǎn)生，比如，焊縫缺陷等，該企業(yè)為規(guī)避此類問題，于是，在焊接過程中對(duì)其進(jìn)行了預(yù)防性的檢測(cè)，所采取的檢測(cè)方法主要包括超聲波、滲透、磁粉等，與此同時(shí)，為保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的精確性，還對(duì)渦流檢測(cè)方法進(jìn)行了使用?？紤]到不同檢測(cè)方法在檢測(cè)范圍上存在差距，且對(duì)操作人員技術(shù)水平的要求不同，因此，檢測(cè)人員在檢測(cè)過程中，應(yīng)明確不同檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，并基于自身能力，制定合適的檢測(cè)方案，只有這樣，才能獲得預(yù)期的檢測(cè)效果。

2.1 射線檢測(cè)的應(yīng)用要點(diǎn)

結(jié)合上文可知，射線檢測(cè)技術(shù)在特種設(shè)備檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，這種檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)原理是對(duì)X、Y射線的光量子能力進(jìn)行利用，究其原因，主要是X、Y射線具有非常強(qiáng)的穿透力，在照射物體后，能夠找出物體內(nèi)存在的缺陷，同時(shí)，還能對(duì)缺陷的具體情況進(jìn)行確定。在查閱資料后得知，目前，企業(yè)中所應(yīng)用的承壓特種設(shè)備，其材質(zhì)普遍為碳鋼、鋁合金和不銹鋼，這些材質(zhì)的內(nèi)部缺陷均能被射線檢測(cè)技術(shù)所找出。此外，對(duì)射線檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行使用，還可以檢測(cè)特種設(shè)備材質(zhì)中的氣孔缺陷，但值得強(qiáng)調(diào)的是，該方法在材料厚度不超過200mm的特種設(shè)備中較為適用，可以檢測(cè)出設(shè)備中存在的細(xì)裂紋和融合不充分的問題。但在應(yīng)用這項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)的過程中，檢測(cè)人員務(wù)必要做好個(gè)人防護(hù)，同時(shí)，采取有效的措施，對(duì)有毒有害氣體排放進(jìn)行控制，其目的在于保護(hù)自身安全和減少對(duì)環(huán)境的污染。

2.2 磁粉檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

在對(duì)特種設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以使用磁粉檢測(cè)技術(shù)，其原理為在設(shè)備材質(zhì)內(nèi)注入磁粉，并在此基礎(chǔ)上確定材質(zhì)內(nèi)是否存在缺陷。相較其他無損檢測(cè)技術(shù)，這種檢測(cè)技術(shù)的操作難度較低，且成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他檢測(cè)技術(shù)，但卻存在檢測(cè)方面的局限性，如果待檢測(cè)設(shè)備，其材質(zhì)內(nèi)并未含有鐵磁物質(zhì)，則不能使用該技術(shù)。在查閱資料后得知，該檢測(cè)技術(shù)適用的材質(zhì)為鎳、碳素鋼以及合金鋼。此外，這種方法主要檢測(cè)范圍是設(shè)備表面和近表面，故檢測(cè)尺寸不大，可以檢測(cè)出設(shè)備表面缺陷，比如，裂紋，未焊透。在采用這種技術(shù)檢測(cè)特種設(shè)備時(shí)，如果環(huán)境溫度不超過300℃，此時(shí)，可以對(duì)干磁粉進(jìn)行使用，所得到的檢測(cè)數(shù)據(jù)，會(huì)被視為常溫下結(jié)果。但干磁粉方法的應(yīng)用，對(duì)檢測(cè)人員技術(shù)水平提出了非常高的要求，只有這樣，才能保證檢測(cè)效率和質(zhì)量。

2.3 滲透檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

滲透檢測(cè)技術(shù)在應(yīng)用過程中，需要對(duì)熒光染料進(jìn)行使用，如果沒有此類材料，使用具備附著能力的染料也可。具體操作方式為將這些染料注入工件中，然后，借助顯像劑進(jìn)行檢測(cè)即可，具體分析對(duì)象是液體毛細(xì)。在查閱資料后發(fā)現(xiàn)，在有色金屬和陶瓷等非金屬材質(zhì)中，這種方法的應(yīng)用可以取得良好的效果，具體表現(xiàn)為能夠保證燃料在此類材質(zhì)的表面和內(nèi)部附著。如果焊接奧氏體不銹鋼材料的溫度不超過250℃，可以借助滲透技術(shù)檢測(cè)焊接部位。在使用這種檢測(cè)技術(shù)的過程中，應(yīng)該將裂紋、氣孔和氧化斑等缺陷作為重點(diǎn)對(duì)象。此類檢測(cè)技術(shù)在諸多方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，如下所述：在不具備水、電的環(huán)境下，便可以完成檢測(cè)工作。但這種技術(shù)也存在一定的缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在其難以檢測(cè)出設(shè)備內(nèi)部的缺陷，尤其是閉合型缺陷。比如，某企業(yè)在對(duì)石油焦電站鍋爐開展檢測(cè)工作前，對(duì)其基本情況進(jìn)行了分析，分析后得知，該鍋爐每小時(shí)的額定蒸發(fā)量為220t，具有9.8MPa的額定出口壓力和540℃的額定出口溫度。該鍋爐于2020年出現(xiàn)了停運(yùn)情況，因此對(duì)其進(jìn)行停爐檢查。企業(yè)所采用的檢測(cè)方法如下：（1）檢查設(shè)備的外觀，不僅需要重點(diǎn)檢查汽包與受熱面，還需要將主蒸汽管道當(dāng)作設(shè)備檢查的重點(diǎn)；（2）采取打磨拋光的方法對(duì)設(shè)備的重點(diǎn)部位進(jìn)行著重處理；（3）對(duì)于鍋爐這種設(shè)備，其比較適用的無損檢測(cè)方法有兩種：一種為滲透檢測(cè)，另一種為磁粉檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明，該設(shè)備存在缺陷。技術(shù)人員通過滲透檢測(cè)方法的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的汽包管座角焊縫處存在裂紋，在分析后發(fā)現(xiàn)，這種裂紋屬于疲勞裂紋。除此之外，汽包省煤器上同樣存在多處疲勞裂紋。磁粉檢測(cè)結(jié)果表明：該鍋爐主蒸汽管道和左側(cè)冷壁箱封頭存在焊接裂紋。在明確裂紋類型和成因后，該企業(yè)組織技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行了修復(fù)，如圖1所示，在維修后鍋爐運(yùn)行恢復(fù)正常。

圖1 主蒸汽管道裂紋

2.4 超聲波檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

在檢測(cè)特種設(shè)備時(shí)，超聲波檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用頻率較高，該技術(shù)通過對(duì)聲學(xué)原理的應(yīng)用，檢測(cè)材料內(nèi)的缺陷，具體原理是分析聲波反射對(duì)穿過的時(shí)間和能量變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)材質(zhì)內(nèi)缺陷位置和大小的精確判斷。這項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)在厚度為8～300mm的材質(zhì)內(nèi)較為適用，檢測(cè)缺陷種類較為齊全，主要包括焊縫裂紋、融合不到位等。這種檢測(cè)方法相較其他檢測(cè)方法，其優(yōu)勢(shì)較多，具體為操作簡(jiǎn)單且不會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生威脅等。此外，還能在高溫條件下檢測(cè)設(shè)備缺陷，且檢測(cè)精度不會(huì)受到設(shè)備結(jié)構(gòu)的影響。

2.5 渦流檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

渦流檢測(cè)技術(shù)以電磁為原理，其需要在檢測(cè)材質(zhì)上合理地放置導(dǎo)電材料，并借助導(dǎo)體性質(zhì)，獲取具有高精度特征的數(shù)據(jù)。檢測(cè)效率高，是該技術(shù)最顯著的優(yōu)勢(shì)。但這項(xiàng)技術(shù)在檢測(cè)厚度較大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的材質(zhì)時(shí)，應(yīng)用效果較為有限。通常情況下，僅適用于金屬材料，究其原因，主要是金屬材料普遍具有導(dǎo)電性質(zhì)，契合技術(shù)的檢測(cè)原理。

2.6 盲區(qū)補(bǔ)充檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

如果在檢測(cè)設(shè)備時(shí)需要使用多種檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)人員需要使用檢測(cè)儀器獲得準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)值。但在檢測(cè)結(jié)構(gòu)較為特殊的設(shè)備時(shí)，如果需要使用超聲波檢測(cè)技術(shù)，可能會(huì)在檢測(cè)盲區(qū)的影響下，影響直通波信號(hào)的傳輸效果，具體表現(xiàn)為，該信號(hào)可能無法被檢測(cè)儀器完整接收，技術(shù)人員也很難判斷設(shè)備內(nèi)缺陷所在的位置。通常情況下，如果焊縫的大小不超過50mm，需要檢測(cè)10mm的盲區(qū)，只有這樣，才能保證檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性。此外，在檢測(cè)盲區(qū)的過程中，可以對(duì)寬頻帶寬窄脈沖探頭進(jìn)行使用，更換探頭即可，通過補(bǔ)充檢測(cè)，提高檢測(cè)精度。在獲取檢測(cè)數(shù)據(jù)后，還要使用計(jì)算機(jī)完成TOFD圖像的制作，為缺陷位置和大小判斷創(chuàng)造有利的條件。值得強(qiáng)調(diào)的是，檢測(cè)人員應(yīng)重視TOFD圖像的作用，補(bǔ)充盲區(qū)檢測(cè)數(shù)據(jù)不足的缺陷，與此同時(shí)，還要將掃描信號(hào)作為依據(jù)，對(duì)盲區(qū)缺陷發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，為后續(xù)解決缺陷，創(chuàng)造有利的條件。

以焊縫缺陷檢測(cè)為例，設(shè)計(jì)規(guī)定中要求用10倍放大鏡100%地檢查焊縫以及熱影響區(qū)域的表面，其表面不能出現(xiàn)咬邊，使用100%射線對(duì)A、B類焊縫進(jìn)行無損檢測(cè)，達(dá)到Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)則為合格。當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在超標(biāo)缺陷時(shí)，需要先將缺陷清除，清除完畢后再進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)焊完成后，再使用射線對(duì)其進(jìn)行重新檢測(cè)，反復(fù)操作直至合格。所有焊縫無論是對(duì)接還是角接，其表面都需要在水壓試驗(yàn)前后實(shí)施滲透檢測(cè)，檢測(cè)過程中，發(fā)現(xiàn)缺陷后可以對(duì)其進(jìn)行修磨，必要時(shí)還可以進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)焊后重新檢測(cè)。如圖2所示。壓力容器的設(shè)備在進(jìn)行無損檢測(cè)時(shí)的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)比其他類型的建造標(biāo)準(zhǔn)高，因此，需要對(duì)其多加注意。除此之外，應(yīng)當(dāng)注意空氣氣密性方面的試驗(yàn)要求，監(jiān)檢過程中該項(xiàng)檢測(cè)需要得到重點(diǎn)關(guān)注。

圖2 特種設(shè)備無損檢測(cè)

焊接完成后，還需要注意容器表面的鐵污染殘留，若沒有注意鐵污染的殘留，則很容易在壓力容器投入使用后出現(xiàn)黃銹斑。此類黃銹斑在反應(yīng)器的檢驗(yàn)中可以被清晰地發(fā)現(xiàn)，1m2區(qū)域內(nèi)能夠出現(xiàn)直徑大小統(tǒng)一的數(shù)百個(gè)銹斑，使用鐵指示劑對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)其檢測(cè)結(jié)果為藍(lán)色。進(jìn)行銹斑酸洗工作時(shí)，需要根據(jù)其實(shí)際情況選擇適配的酸洗鈍化液，如果條件允許，還可以適當(dāng)添加緩蝕劑，酸洗時(shí)溫度不能過高，結(jié)束后應(yīng)當(dāng)使用潔凈水沖洗。

3 結(jié)語

綜上所述，在檢驗(yàn)特種設(shè)備時(shí)，可以采用多種無損檢測(cè)技術(shù)，但在選擇時(shí)，需要將設(shè)備的性質(zhì)和各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)作為依據(jù)，在此基礎(chǔ)上選擇合適的檢測(cè)技術(shù)，

從而獲得更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)?？紤]到部分特種設(shè)備結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性的特征，對(duì)檢測(cè)技術(shù)水平提出了非常高的要求，而無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以獲得精確的檢測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)，還不會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行。為此，建議技術(shù)人員基于設(shè)備和檢測(cè)技術(shù)的實(shí)際情況，制定缺陷檢測(cè)、預(yù)防和解決策略，以促進(jìn)檢測(cè)效率提升，并保證設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。