楊鍵冰 高芊 張曉軍 黃志輝

摘要：壓力容器在生產(chǎn)和生活中的使用越來越廣泛，其安全性也受到人們越來越多的關(guān)注。壓力容器處于高溫、高壓的工作條件下，一旦出現(xiàn)損傷將會引起嚴重的后果。定期實行壓力容器無損檢驗是在保證容器正常使用的前提下，提高生產(chǎn)和使用安全水平的必要措施。

關(guān)鍵詞：壓力容器；無損檢測；原理及應用；優(yōu)缺點

在用壓力容器的無損檢測是在被檢測容器不受損傷的前提下，應用一定的技術(shù)和原理，通過科學、先進的檢測設備，完成容器性能、結(jié)構(gòu)以及使用狀況的檢驗。目前無損檢測技術(shù)較為成熟，常用的檢測技術(shù)包括：磁粉檢測、射線檢測、超聲波檢測、滲透檢測、渦流檢測和磁記憶檢測。

1.磁粉檢測

1.1.技術(shù)原理和應用

磁粉檢測是將鐵磁性材料的壓力容器進行磁化，如果容器內(nèi)部存在缺陷，將會導致容器表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，在合適的光照下形成目視可見的磁痕，從而顯示出缺陷的位置、大小、形狀和嚴重程度。磁粉檢測主要應用于檢測鐵磁性材料做成的容器表面或近表面，可以準確直觀地發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜等缺陷。

1.2.優(yōu)缺點分析

磁粉檢測對表面和近表面的缺陷檢測靈敏度較高，檢測成本較低，操作簡便。如果在用壓力容器可能存在表面缺陷可以首選磁粉檢測。它的缺點體現(xiàn)在局限于檢測鐵磁性材料。檢測的范圍較小、效率較低。另外，磁粉檢測對容器表面的形狀要求較高，不適合檢測不規(guī)則的壓力容器。

2.射線檢測

2.1.技術(shù)原理和應用

射線檢測技術(shù)是應用放射性元素產(chǎn)生的射線投射入被檢測容器上，可以發(fā)現(xiàn)壓力容器鑄件材料中氣孔、夾雜物以及焊接中漏焊、未熔合等缺陷。通過射線檢測可以將容器材料中缺陷的尺寸準確地反饋到設備的顯示屏上，形成生動直觀的圖像并且能夠保存和記錄。該技術(shù)適用于檢測不能直接用人工測量的容器或外包保護層較厚的容器，射線可以準確地檢測到這類壓力容器是否缺陷以及缺陷的長寬尺寸。

2.2.優(yōu)缺點分析

射線檢測技術(shù)的優(yōu)點體現(xiàn)在可以檢測到人體不能進入的容器，實現(xiàn)了無損傷檢測，并且獲得的缺陷尺寸比較精確。但是該技術(shù)也有相應的缺點：射線檢測時容易忽略容器上像裂紋這一類的缺陷，射線的照射角度影響這類缺陷的顯像程度；比較厚的容器對射線造成的衰減程度較大，過厚的容器會導致檢測失效；射線檢測使用的放射性元素對人體的危害性較大，必須嚴格的遵守操作規(guī)則并做好防護準備；此外，射線檢測的成本較高，不適合出于經(jīng)濟目的的檢測。

3.超聲波檢測

3.1.技術(shù)原理和應用

超聲波檢測是通過制造產(chǎn)生超聲波使其在容器介質(zhì)中進行傳播，聲波逐漸衰減并且會發(fā)生反射，收集反饋回來聲波信息經(jīng)過處理后得出容器中存在缺陷情況。這種檢測技術(shù)穿透力較強，可用于檢測容器材料內(nèi)部的焊接缺陷，還可用于檢測壓力容器失效前期內(nèi)部產(chǎn)生的裂紋狀況。

3.2.優(yōu)缺點分析

超聲波檢測技術(shù)應用比較廣泛，其檢測靈敏度較好，檢測所需時間短，并且超聲檢測的成本費用較低，既經(jīng)濟又有效。它的優(yōu)點還體現(xiàn)在其檢測設備輕巧便攜、操作簡單、沒有任何危害。但是超聲波檢測由于聲波在平行的方向上不能放生反射，所以無法檢測與容器表面平行的裂紋。對于材料不均勻的壓力容器，檢測能力較低。并且超聲波檢測對容器中發(fā)現(xiàn)的缺陷作定性、定量表征不是十分精確。

4.滲透檢測

4.1.技術(shù)原理和應用

滲透檢測利用了毛細作用和固體染料的發(fā)光現(xiàn)象，該技術(shù)的檢測方法為；將含有染料的滲透劑涂抹在被檢測的容器表面，它會滲透進入容器表面的缺陷中，去除表面多余滲透劑，等待干燥后使用顯像劑利用毛細作用吸回缺陷中的滲透劑，然后通過特定的光源照射，可以讓缺陷上殘留的染料發(fā)光變色從而顯示出缺陷的特征。該技術(shù)主要用于檢測壓力容器表面的裂紋、松散和夾雜等開口缺陷。

4.2.優(yōu)缺點分析

滲透檢測操作簡便，檢測所需的材料、設備少，成本費用較低。并且該技術(shù)可以檢測形狀復雜的壓力容器，單次操作可以發(fā)現(xiàn)容器表面多種開口缺陷，檢測效率較高。但是檢測多孔材料的壓力容器時，滲透劑顯像不準確，檢測能力較低。滲透檢測也不適合檢測由外部因素造成開口缺陷。

5.渦流檢測

5.1.技術(shù)原理和應用

渦流檢測充分利用了電磁原理，將交流線圈放置在被檢測壓力容器外，使其產(chǎn)生旋渦狀感應交變電流，通過探測線圈可以得到被測容器工件內(nèi)部渦流的大小和相位變化，進而推知容器表面和近表面的缺陷。這項技術(shù)可以廣泛用于檢測管狀、線狀、板材類壓力容器件，能夠很好地發(fā)現(xiàn)裂紋、凹洞等缺陷。例如檢測熱交換器的受腐蝕程度和焊縫表面產(chǎn)生的裂紋等等。

5.2.優(yōu)缺點分析

渦流檢測無需接觸容器表面，對表面和近表面的缺陷檢測靈敏度和分辨率較高。但是該技術(shù)的缺點為只限于檢測可導電材料的壓力容器，檢測區(qū)域較小，不適用于大范圍、大批量壓力容器的檢測。如果被檢測容器的材料中存在雜質(zhì)，會影響到磁場所產(chǎn)生的交變電流，進而導致檢測結(jié)果不準確。

6.磁記憶檢測

6.1.技術(shù)原理和應用

在工業(yè)領域，以上的射線檢測、磁粉檢測等檢驗技術(shù)，有的使用設備較為復雜，有的會影響在用壓力容器的工作運行，所以都不適合工業(yè)現(xiàn)場檢測。磁記憶檢測是利用磁記憶效應，通過檢測被磁化的容器的漏磁狀態(tài)，從而推斷出容器受應力較為集中的區(qū)域。在高溫、高壓的作用下，壓力容器的應力集中區(qū)域容易產(chǎn)生裂紋和損傷。磁粉檢測中利用相關(guān)設備儀器檢測壓力容器應力處于峰值狀態(tài)的部位，在此基礎上再利用射線檢測、磁粉檢測、聲波檢測技術(shù)加以詳細地檢測，充分地滿足了工業(yè)領域大型壓力容器的檢測需要，提高了檢測效率。

6.2.優(yōu)缺點分析

磁記憶檢測無需特殊的檢驗準備，并且靈敏度較高。但是磁記憶檢測不能獨立準確地表達出容器缺陷的詳細數(shù)據(jù)，需要結(jié)合其他檢測技術(shù)協(xié)同完成對壓力容器的檢驗。

結(jié)語：

目前，每種壓力容器無損檢測技術(shù)都用其相應的優(yōu)缺點。不過隨著科學技術(shù)的進步，新能源、新材料的出現(xiàn)，相信現(xiàn)存的各項檢測技術(shù)都會得到完善并且將會有更準確、更高效的無損檢測技術(shù)誕生。

參考文獻：

[1]李幸雷. 淺談壓力容器的無損檢測[J]. 華章. 2009（16）

[2]梁偉. 壓力容器無損檢測技術(shù)的原理及應用[J]. 黑龍江科技信息. 2009（34）

[3]周運武，駱慶裕. 金屬磁記憶方法在壓力容器檢驗中的應用[J]. 無損檢測. 2005（05）

作者簡介：楊鍵冰（1985年2月--），男，漢族，籍貫廣東潮洲，本科，助理工程師，無損檢測 單位：海洋石油工程股份有限公司