付朗

（湖北特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院荊州分院，湖北 荊州 434000）

為進(jìn)一步查明承壓類(lèi)特種設(shè)備的損傷部位和損傷的情況，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，必須采用相關(guān)的無(wú)損探傷技術(shù)。承壓類(lèi)特種設(shè)備因其特殊的用途和復(fù)雜程度，在實(shí)際操作中經(jīng)常會(huì)遇到一些技術(shù)上的問(wèn)題。因此，承壓類(lèi)特種設(shè)備的無(wú)損探傷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)損探傷技術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)是“無(wú)損”，即有關(guān)技術(shù)人員能夠運(yùn)用無(wú)損探傷技術(shù)對(duì)承壓類(lèi)特種設(shè)備進(jìn)行無(wú)損害檢測(cè)。這就要求有關(guān)技術(shù)人員在承壓類(lèi)特種設(shè)備的日常維修中運(yùn)用無(wú)損探傷技術(shù)。所以對(duì)承壓類(lèi)特種設(shè)備的檢測(cè)技術(shù)的具體運(yùn)用和使用結(jié)果進(jìn)行了認(rèn)真的分析和探討。

1 無(wú)損探傷技術(shù)的簡(jiǎn)述

無(wú)損探傷技術(shù)就是指在檢查機(jī)械材料內(nèi)部不損害或不影響被檢測(cè)對(duì)象使用性能，不傷害被檢測(cè)對(duì)象內(nèi)部組織的前提下，利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)異?；蛉毕荽嬖谝鸬臒?、聲、光、電、磁等反應(yīng)的變化，以物理或化學(xué)方法為手段，借助現(xiàn)代化的技術(shù)和設(shè)備器材，對(duì)試件內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)及缺陷的類(lèi)型、數(shù)量、形狀、性質(zhì)、位置、尺寸、分布及其變化進(jìn)行檢查和測(cè)試的方法。無(wú)損探傷技術(shù)是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平，無(wú)損探傷技術(shù)的重要性已得到公認(rèn)。

2 無(wú)損探傷技術(shù)的應(yīng)用原則

無(wú)損探傷技術(shù)是指通過(guò)物體的聲、光、磁、電等特征來(lái)探測(cè)物體中的瑕疵和非均勻性，并提供其尺寸、部位、質(zhì)量和數(shù)目等信息，而不會(huì)破壞或不會(huì)對(duì)受檢物體的工作性能造成任何影響。

2.1 科學(xué)把控?zé)o損檢測(cè)的時(shí)間

不同類(lèi)型的壓力容器損壞發(fā)生的時(shí)機(jī)不同，有些是在加熱后立即發(fā)生，有些是延遲發(fā)生，有些是24 個(gè)小時(shí)之后才會(huì)發(fā)生。所以在進(jìn)行 NDR 檢測(cè)的時(shí)候，要把握好時(shí)機(jī)，以便于發(fā)現(xiàn)被檢對(duì)象的缺陷情況并及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理以確保設(shè)備的安全狀況。

2.2 綜合應(yīng)用多種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

由于壓力裝置的探傷構(gòu)造比較復(fù)雜，存在很多的問(wèn)題，所以僅靠一種方法是無(wú)法完全滿足壓力裝置的全面檢查的，所以必須將各種非破壞性測(cè)試技術(shù)相結(jié)合，對(duì)各種故障進(jìn)行分析和測(cè)試，最終形成完整的測(cè)試。

2.3 與破壞試驗(yàn)相互結(jié)合

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)被測(cè)試對(duì)象的材料和組織沒(méi)有損傷，是一項(xiàng)很好的測(cè)試技術(shù)。但在實(shí)踐中，當(dāng)非破壞性檢驗(yàn)無(wú)法達(dá)到預(yù)期的檢驗(yàn)?zāi)康臅r(shí)，往往要先破壞被測(cè)物體的晶體，然后再進(jìn)行細(xì)致的檢查，這時(shí)就需要將非破壞性試驗(yàn)與破壞性試驗(yàn)相配合，共同完成整個(gè)檢驗(yàn)。

3 承壓類(lèi)特種設(shè)備無(wú)損探傷技術(shù)及運(yùn)用

3.1 運(yùn)用射線探傷技術(shù)

射線探傷是利用某種射線來(lái)檢查焊縫內(nèi)部缺陷的一種方法。常用的射線一般為X 射線、γ 射線、高能射線和中子射線。一些壓力容器存在氣孔、夾渣、疏松等等問(wèn)題，通過(guò)射線探測(cè)技術(shù)可以對(duì)承壓設(shè)備產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行分析。射線探測(cè)技術(shù)在工程實(shí)踐中有著廣闊的應(yīng)用前景，它能用于承壓型特殊裝備的檢查和維護(hù)，同時(shí)，還能對(duì)承壓型特殊裝備的內(nèi)部缺陷進(jìn)行探測(cè)。射線檢測(cè)技術(shù)能清楚地檢測(cè)到承壓型特殊裝置的內(nèi)在故障和相關(guān)問(wèn)題，這是由于被測(cè)物體各部分的厚度或密度因缺陷的存在而有所不同，當(dāng)射線在穿透被檢物時(shí),射線被吸收的程度也將不同，將受到不同程度吸收的射線投射在射線膠片上,經(jīng)顯影后可得到顯示物體厚度變化和內(nèi)部缺陷情況的照片。與滲透技術(shù)相比，射線探測(cè)技術(shù)更實(shí)用，其可以探測(cè)到承壓型特殊裝備的內(nèi)部缺陷，但射線探測(cè)技術(shù)對(duì)平面型缺陷查出率較低。然而，射線檢測(cè)技術(shù)也存在技術(shù)上的缺陷，其涉及了多種不同的射線儀器，其采購(gòu)費(fèi)用和維修費(fèi)用昂貴。放射器材所發(fā)出的射線也會(huì)對(duì)身體造成嚴(yán)重傷害?？偟膩?lái)說(shuō)，射線探傷技術(shù)的定性更準(zhǔn)確，有可供長(zhǎng)期保存的直觀圖像，總體成本相對(duì)較高，而且射線對(duì)人體有害，檢驗(yàn)速度會(huì)較慢。

3.2 運(yùn)用滲透探傷技術(shù)

滲透探傷技術(shù)是通過(guò)使用彩色滲透劑、熒光滲透劑等試劑來(lái)檢查特殊設(shè)備表面及近表面的破損狀況，采用滲濾技術(shù)，可以對(duì)特殊設(shè)備表面缺陷、表面裂紋、內(nèi)部設(shè)備磨損、特殊設(shè)備的一些微小損傷進(jìn)行檢測(cè)。滲透檢測(cè)是一項(xiàng)非破壞性檢測(cè)技術(shù)，其使用的結(jié)果是非常顯著的，其可以對(duì)多種設(shè)備的損傷進(jìn)行檢測(cè)。在使用滲透檢測(cè)技術(shù)的時(shí)候，要將滲濾劑注射到承壓設(shè)備的表層或者是設(shè)備的內(nèi)部，然后放置一段時(shí)間，進(jìn)行清洗，當(dāng)設(shè)備的外表出現(xiàn)了破損，主要是裂縫、凹陷時(shí)，滲透劑就會(huì)停留在破損處，而技術(shù)人員則可以使用照明裝置，適合使用熒光滲濾劑或者手動(dòng)檢測(cè)，針對(duì)彩色滲濾劑，檢測(cè)滲濾劑的殘留部位，從而確定承壓設(shè)備的損傷。其次，有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)關(guān)注的是滲透檢測(cè)技術(shù)，滲透探傷技術(shù)的應(yīng)用范圍包括有色金屬檢測(cè)、陶瓷設(shè)備檢測(cè)和特種塑膠材料檢測(cè)。還要考慮彩色滲濾劑和熒光滲濾劑，所以在使用這種技術(shù)的時(shí)候，一定要對(duì)彩色滲濾劑和熒光滲濾劑進(jìn)行仔細(xì)的檢測(cè)，這樣才能保證彩色滲濾劑和熒光滲濾劑能夠被迅速地排出，而不是完全粘在承壓型裝置上，并且要保證彩色滲濾劑的色澤能夠長(zhǎng)期不變，從而防止變色和褪色。

對(duì)于熒光滲透劑，必須確保在光照，除了在自然光的情形下，能夠使該熒光滲透劑能夠正常地發(fā)出光芒。滲透探傷操作簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜設(shè)備費(fèi)用低廉，缺陷顯示直觀，具有相當(dāng)高的靈敏度，能發(fā)現(xiàn)寬度1 微米以下的缺陷。這種方法由于檢驗(yàn)對(duì)象不受材料組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的限制。然而，滲透探傷技術(shù)也有缺點(diǎn)，比如，無(wú)法用于結(jié)構(gòu)疏松的粉末冶金零件及其他多孔性材料，對(duì)于特殊的壓力容器來(lái)說(shuō)，在破壞較為嚴(yán)重時(shí)也不能使用該技術(shù)，主要原因在于大批量地滲透也會(huì)破壞環(huán)境，不符合我國(guó)綠色發(fā)展的理念。

3.3 運(yùn)用超聲波探傷技術(shù)

超聲波探傷技術(shù)和 X 射線技術(shù)在某種程度上具有相似性，而超聲技術(shù)則以超聲為核心。與傳統(tǒng)的X 射線檢測(cè)技術(shù)相比，超聲檢測(cè)技術(shù)更安全，一般不會(huì)對(duì)人的生命和身體造成傷害。超聲波檢測(cè)技術(shù)是利用超聲波的衰減性質(zhì)、反射性質(zhì)和波動(dòng)性質(zhì)，在經(jīng)過(guò)相關(guān)的媒介時(shí)，會(huì)產(chǎn)生能量衰減、反射、聲波的波動(dòng)，因此，專(zhuān)業(yè)人士可以根據(jù)超聲波的特點(diǎn)，對(duì)特定的壓力設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。超聲技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)的射線探測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō)，應(yīng)用的領(lǐng)域更廣，但超聲波探傷技術(shù)并不適合所有的壓力測(cè)試，有些材料特別的特殊設(shè)備，不能通過(guò)超聲技術(shù)進(jìn)行測(cè)試。超聲波的穿透性很好，能夠輕易地洞穿厚的鋼板和堅(jiān)硬的木板，而且超聲波在接觸到各種介質(zhì)后，會(huì)產(chǎn)生不同的聲波，所以專(zhuān)業(yè)人士可以通過(guò)超聲波來(lái)探測(cè)特殊的壓力。超聲技術(shù)對(duì)特殊設(shè)備的內(nèi)部縫隙、裂紋、焊接點(diǎn)、設(shè)備磨損和零件焊接不能夠完全進(jìn)行較好的測(cè)試。采用超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，必須采用超聲設(shè)備，而相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備體積小，重量輕，操作簡(jiǎn)單，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)。在實(shí)際應(yīng)用中，有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)掌握好超聲的釋放點(diǎn)，從而更好地對(duì)壓力型特殊設(shè)備的各類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行探測(cè)。

3.4 運(yùn)用磁粉探傷技術(shù)

磁粉檢測(cè)技術(shù)是利用漏電磁場(chǎng)和磁粉之間的相互影響來(lái)檢測(cè)金屬表面及近壁的缺陷。漏磁強(qiáng)度愈高，對(duì)磁粉的吸附量愈高，“磁痕”愈深，愈能偵測(cè)出零件內(nèi)部的瑕疵，并依其堆積位置、形狀及大小來(lái)判定其品質(zhì)及大小。在以鐵磁材料為主體的壓力設(shè)備原材料驗(yàn)收、制造安裝過(guò)程和產(chǎn)品的驗(yàn)收、使用中的例行檢查和檢修等多個(gè)環(huán)節(jié)中，磁力測(cè)試技術(shù)已被廣泛用于對(duì)表面裂紋、折疊、夾層和夾渣的探測(cè)。用于其他儀器的檢驗(yàn)，主要用于焊縫、鑄件和鍛件的檢查，而對(duì)鋁合金和奧氏體的不銹鋼的檢測(cè)則是無(wú)效的。磁性探傷具有成本低、速度快、檢測(cè)靈敏度高等特點(diǎn)。但是，磁粉檢測(cè)方法無(wú)法檢測(cè)出奧氏體和不銹鋼的焊條，也無(wú)法檢測(cè)到非磁性物質(zhì)如銅、鋁、鎂、鈦等。不易察覺(jué)淺部劃傷、埋藏較深的空穴及與工件表面角度不超過(guò)20°的層狀及褶皺。其不足之處是僅適合鐵磁材質(zhì)，且其形狀及大小對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響較大。

3.5 運(yùn)用聲發(fā)射探傷技術(shù)

聲發(fā)射探傷是一種由外部或內(nèi)部的力量引起的材料或構(gòu)件的變形和破裂，并以一種彈性波的方式放出應(yīng)激能。而彈性波能更好地反映物質(zhì)一些性質(zhì)，用于研究材料，動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的完整性。AES 檢測(cè)是一種新的非破壞性檢測(cè)技術(shù)，其可以檢測(cè)到在受到?jīng)_擊時(shí)，材料的內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)激信號(hào)，從而判定其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損害。由于材料疲勞、腐蝕等原因，導(dǎo)致了在高溫和高壓下產(chǎn)生的開(kāi)裂。裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展直至開(kāi)裂期間，都會(huì)發(fā)出具有各種強(qiáng)度的AE 訊號(hào)，從而可以從AE 訊號(hào)的強(qiáng)度來(lái)判定裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展的范圍。與常規(guī)X 射線、超聲波等常規(guī)檢測(cè)技術(shù)不同，聲輻射是一種非破壞性的動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)。AE 是在外界環(huán)境的影響下產(chǎn)生的，它對(duì)裂紋的發(fā)生和擴(kuò)展非常敏感，能夠探測(cè)到微小裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展，具有很高的探測(cè)敏感性。另外，由于絕大部分物質(zhì)都有 AE特性，因此AES 檢測(cè)不局限于材質(zhì)，能對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)監(jiān)測(cè)，并能對(duì)其進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。

3.6 運(yùn)用渦流檢測(cè)技術(shù)

渦流檢測(cè)僅適用于導(dǎo)電材料，其原理是用激磁線圈使導(dǎo)電構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，借助探測(cè)線圈測(cè)定渦電流的變化量，從而獲得構(gòu)件缺陷的有關(guān)信息。該方法具有快速、靈敏、便捷（便捷）的特點(diǎn)，能夠快速準(zhǔn)確地判斷各種缺陷，并能在高濕環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，并將測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理，便于數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和處理，具有很高的適應(yīng)性。但是，目前的渦流探測(cè)技術(shù)還存在一些缺點(diǎn)，即僅能夠探測(cè)到材料表面或靠近表面的裂紋，而對(duì)于深度區(qū)域的缺陷，卻是探測(cè)不到的。同時(shí)，在測(cè)試過(guò)程中也會(huì)受到其他因素的干擾，從而使測(cè)試的可信度下降。所以，在選用這種技術(shù)時(shí)，必須充分重視材料深度探測(cè)的可信度。根據(jù)其外形及探測(cè)用途，可選用各種類(lèi)型的金屬絲，一般有三種：穿透式、探頭式和插頭式。貫流型繞組用于檢測(cè)管材、棒材和金屬絲，其內(nèi)徑比被檢測(cè)對(duì)象稍大，當(dāng)被檢測(cè)對(duì)象以特定的速率在內(nèi)部流動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、凹坑等。探針線圈可以用于檢測(cè)飛機(jī)起落架支撐的內(nèi)管和渦輪引擎的葉片是否存在疲勞裂紋。內(nèi)置線圈又稱(chēng)為內(nèi)徑探測(cè)器，置于管體或部件的內(nèi)腔中，用以探測(cè)不同類(lèi)型的管內(nèi)壁的腐蝕情況。大部分※的探測(cè)器和插件型的線圈都配有鐵心，以改善探測(cè)的敏感度。旋流法是一種快速的金屬管、棒、線的快速測(cè)試方法，也是對(duì)軸承鋼球、氣門(mén)等部件的快速檢查，材料的分類(lèi)和硬度的測(cè)定，還可以用來(lái)測(cè)定涂層和涂層的厚度。

另外，目前我國(guó)的非無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用范圍極為廣泛，要保證其在壓力型特殊裝備中的應(yīng)用，應(yīng)注意在檢驗(yàn)過(guò)程中，工人要有技巧地取樣，檢驗(yàn)出有壓力的特殊裝置，并且符合特定的要求，因此，取樣的方法也比較重要，而且，在檢驗(yàn)過(guò)程中，工人都會(huì)把注意力集中在有缺陷的地方，比如，裂紋和中空，因此取樣的位置也很重要。從而在應(yīng)用非破壞性測(cè)試技術(shù)時(shí)，應(yīng)明確檢查時(shí)間和檢查地點(diǎn)等對(duì)象，提高壓力型特殊裝備檢驗(yàn)的有效性。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，在采用壓力型專(zhuān)用儀器進(jìn)行非破壞性檢測(cè)時(shí)，有關(guān)技術(shù)人員要根據(jù)承壓設(shè)備的損傷狀況，選用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)技術(shù)，并要嚴(yán)格遵守其使用的基本原理。在過(guò)去的幾年里，承壓類(lèi)特種設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展得越來(lái)越好，但這并不代表其發(fā)展方向會(huì)一成不變，因?yàn)槌袎侯?lèi)特種設(shè)備的不斷更新，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的使用方式也會(huì)隨之改變，因此，工作人員必須不斷地提升自己的能力，保證能夠正確使用多種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，最大化地發(fā)揮出這些技術(shù)的價(jià)值，推動(dòng)我國(guó)的工業(yè)發(fā)展。