王學(xué)斌

中國石化集團(tuán)江蘇石油勘探局特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)所 （江蘇 揚(yáng)州 225009）

對(duì)在用壓力容器檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)滲透檢測(cè)的幾點(diǎn)思考

王學(xué)斌

中國石化集團(tuán)江蘇石油勘探局特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)所 （江蘇 揚(yáng)州 225009）

TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，在用壓力容器定期檢驗(yàn)中應(yīng)進(jìn)行一定比例的表面缺陷檢測(cè)，鐵磁性材料制壓力容器的表面檢測(cè)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用磁粉檢測(cè)，但有時(shí)因現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件限制，只能運(yùn)用滲透檢測(cè)來滿足設(shè)備定期檢驗(yàn)的要求。對(duì)在用壓力容器焊縫進(jìn)行溶劑去除型著色滲透檢測(cè)法檢測(cè)時(shí)，熟練掌握滲透檢測(cè)的技術(shù)特點(diǎn)，做好檢測(cè)表面預(yù)處理，制定完善的檢測(cè)工藝，控制環(huán)境因素的影響，實(shí)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，執(zhí)行到位的安全措施，是保證檢測(cè)工作質(zhì)量的關(guān)鍵。

壓力容器；滲透檢測(cè)；表面缺陷檢測(cè)；細(xì)小裂紋

TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（俗稱“大容規(guī)”）8.3.1條規(guī)定：“金屬壓力容器定期檢驗(yàn)項(xiàng)目，以……、表面缺陷檢測(cè)、……為主，”也就是說在壓力容器定期檢驗(yàn)中應(yīng)進(jìn)行一定比例的表面缺陷檢測(cè)?！按笕菀?guī)”8.3.6條明確要求：“表面缺陷檢測(cè)，應(yīng)當(dāng)采用NB/T 47013.4—2015中的磁粉檢測(cè)和NB/T 47013.5—2015中的滲透檢測(cè)方法。鐵磁性材料制壓力容器的表面檢測(cè)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用磁粉檢測(cè)”[1]。但有時(shí)因現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件限制，在磁粉檢測(cè)無法實(shí)施的情況下，如現(xiàn)場(chǎng)沒有電源、水源，檢測(cè)部位外形復(fù)雜、檢測(cè)空間窄小，以及對(duì)非鐵磁性材料如奧氏體不銹鋼以及有色金屬制造的壓力容器進(jìn)行表面檢測(cè)時(shí)，只能采用滲透檢測(cè)來滿足設(shè)備定期檢驗(yàn)的要求。于是滲透檢測(cè)便成了此類設(shè)備定期檢驗(yàn)過程中的關(guān)鍵一環(huán)，在此條件下保證滲透檢測(cè)結(jié)果質(zhì)量就顯得尤為重要。

1 掌握滲透檢測(cè)的特點(diǎn)

滲透檢測(cè)方法可以檢測(cè)金屬和非金屬表面開口缺陷，不受工件化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)以及缺陷形狀、尺寸和方向的限制[2]，對(duì)表面細(xì)小裂紋的檢測(cè)靈敏度比其他檢測(cè)方法高，還可用于磁粉檢測(cè)無法實(shí)施的部位。對(duì)在用壓力容器焊縫進(jìn)行滲透檢測(cè)時(shí)，由于檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)一般在野外，沒有電源和水源，因此通常采用溶劑去除型著色滲透檢測(cè)法（即ⅡC-d法）。ⅡC-d法因其操作簡(jiǎn)單、不用水、電、氣，缺陷顯示直觀，檢測(cè)成本低，靈敏度高，可檢測(cè)的材料和缺陷范圍廣，對(duì)于形狀復(fù)雜的工件檢測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛。但該檢測(cè)方法也存在不能檢測(cè)開口被堵塞的缺陷，無法檢測(cè)多孔性材料，滲透檢測(cè)劑易揮發(fā)、易燃易爆且有一定毒性，可能造成工件腐蝕和環(huán)境污染等缺點(diǎn)。

2 做好檢測(cè)表面預(yù)處理

NB/T 47013.5—2015《承壓設(shè)備無損檢測(cè) 第5部分：滲透檢測(cè)》6.1.1條對(duì)被檢工件表面提出了具體要求：不得有影響滲透檢測(cè)的鐵銹、氧化皮、焊接飛濺、鐵屑、毛刺以及各種防護(hù)層[3]。對(duì)于在用壓力容器滲透檢測(cè)來說，由于氧化皮、焊接飛濺、鐵屑、毛刺等在制造驗(yàn)收前已被清除，因此，有效去除焊縫等被檢表面的銹蝕和油漆防護(hù)層是非常關(guān)鍵的一步。常用的銹蝕和油漆防護(hù)層去除方法有機(jī)械清理、溶劑清洗、化學(xué)清洗等。在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，用角向磨光機(jī)裝上鋼絲輪打磨清除工件表面的銹蝕和油漆防護(hù)層是常用的機(jī)械清理方法之一，為了驗(yàn)證這種機(jī)械清理方法的可靠性，江漢油田特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)站通過大量室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，得出結(jié)論，對(duì)在用壓力容器焊縫進(jìn)行滲透檢測(cè)時(shí)，采用裝有鋼絲輪的角向磨光機(jī)打磨去除焊縫表面銹蝕和油漆防護(hù)層，不會(huì)影響滲透檢測(cè)靈敏度[4]。

3 制定完善的檢測(cè)工藝

在用壓力容器焊縫滲透檢測(cè)的目的主要是檢查疲勞裂紋和應(yīng)力腐蝕裂紋，這類裂紋細(xì)小、密集，肉眼很難發(fā)現(xiàn)。因此，檢測(cè)前要充分了解容器在使用中的受力狀態(tài)，找出容易產(chǎn)生疲勞和應(yīng)力集中部位，確定檢測(cè)重點(diǎn)，制定完善的滲透檢測(cè)工藝，明確檢測(cè)操作要點(diǎn)。在滲透檢測(cè)過程中，為了提高對(duì)表面細(xì)小裂紋的檢測(cè)效果，可以適當(dāng)延長(zhǎng)滲透時(shí)間。ⅡC-d法具體檢測(cè)工藝如下：

1）預(yù)清洗。對(duì)工件表面用清洗劑進(jìn)行預(yù)清洗，徹底清除被檢表面機(jī)械打磨后的殘留物和其他污垢。

2）滲透。用噴涂法在被檢表面均勻噴涂滲透劑，要確保被檢表面被滲透劑完全覆蓋，并保持潤濕狀態(tài)至少10 min。

3）去除。通常先用滲透檢測(cè)專用的布或紙（要求干燥、潔凈不脫毛）依次擦拭，去除檢測(cè)表面多余的滲透劑，待清除了大部分多余滲透劑后，再用專用的布或紙蘸清洗劑進(jìn)行擦拭，直至多余滲透劑全部清除干凈。操作過程中需要注意的是不能往復(fù)擦拭，禁止用清洗劑對(duì)工件表面直接沖洗，以防過度清洗。

4）干燥顯像。待被檢面自然干燥5～10 min后，先將噴罐中的顯像劑充分搖勻，再將顯像劑均勻地噴涂在被檢面上，然后自然干燥，時(shí)間控制在10～60 min。

5）觀察記錄。在顯像劑干燥后，用目視法對(duì)紅色顯示進(jìn)行觀察，可利用5～10倍放大鏡協(xié)助對(duì)細(xì)小顯示進(jìn)行辨認(rèn)，當(dāng)確定為缺陷顯示時(shí)，應(yīng)在檢測(cè)記錄上用草圖標(biāo)示下來，必要時(shí)可采用照相和錄像以及可剝性塑料薄膜等方法記錄缺陷顯示。檢測(cè)完成后應(yīng)對(duì)被檢表面進(jìn)行清理，去除檢測(cè)殘留物。

4 控制環(huán)境因素的影響

在用壓力容器現(xiàn)場(chǎng)滲透檢測(cè)主要環(huán)境影響因素是壓力、溫度[5]，由于大氣壓是一定值，對(duì)檢測(cè)靈敏度影響可以忽略不計(jì)，但溫度對(duì)檢測(cè)靈敏度的影響就比較大，必須加以控制。隨著現(xiàn)場(chǎng)溫度的升高，滲透劑的黏度會(huì)因溫度升高而降低，便于流動(dòng)，有利于提高檢測(cè)靈敏度，但如果溫度過高，滲透液中有機(jī)溶劑會(huì)迅速揮發(fā)，導(dǎo)致滲透劑干在被檢工件表面，不僅影響滲透液的滲透性能，而且會(huì)給隨后的清洗去除等工序造成很大困難，還有可能形成偽缺陷，影響對(duì)真實(shí)缺陷顯示的識(shí)別；如果溫度太低，滲透劑會(huì)變黏變稠，流動(dòng)性變差，直接影響滲透檢測(cè)效果。因此，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在整個(gè)滲透檢測(cè)過程中，滲透檢測(cè)劑和工件表面溫度應(yīng)控制在5～50℃之間，當(dāng)溫度條件不能滿足時(shí)，應(yīng)用A型鋁合金試塊按NB/T 47013.5—2015附錄B規(guī)定的方法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，以確定在實(shí)際溫度條件下進(jìn)行滲透檢測(cè)的有效性，并對(duì)檢測(cè)工藝參數(shù)和操作方法進(jìn)行修正。

5 實(shí)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制

根據(jù)以往的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析得知，表面細(xì)小裂紋在設(shè)備使用過程中的產(chǎn)生和擴(kuò)展，是導(dǎo)致大部分特種設(shè)備發(fā)生事故的直接原因。而滲透檢測(cè)作為檢查表面細(xì)小裂紋的重要手段，檢測(cè)工作的自身質(zhì)量在一定程度上決定了被檢對(duì)象的安全質(zhì)量，是保證被檢工件安全使用的重要條件，因此，必須對(duì)滲透檢測(cè)的全過程實(shí)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。對(duì)在用壓力容器焊縫進(jìn)行檢測(cè)的ⅡC—d法來說，質(zhì)量控制可以從以下幾個(gè)方面入手。

1）檢測(cè)人員技術(shù)水平和能力是保證檢測(cè)質(zhì)量的重要因素。承壓設(shè)備的滲透檢測(cè)屬于特種作業(yè)，因此，從事滲透檢測(cè)的人員，必須按照國家特種設(shè)備行業(yè)的相關(guān)規(guī)定，通過嚴(yán)格的知識(shí)培訓(xùn)和技能考核，取得不同級(jí)別（分初、中、高3個(gè)級(jí)別）的滲透檢測(cè)資格證書，且只能從事與證書規(guī)定的方法和級(jí)別相應(yīng)的檢測(cè)工作。

2）滲透檢測(cè)用材料的質(zhì)量關(guān)系到滲透檢測(cè)工作的成敗，因此，必須加強(qiáng)對(duì)滲透檢測(cè)劑的質(zhì)量控制，確保其性能穩(wěn)定可靠。滲透檢測(cè)所用的清洗劑、滲透劑和顯像劑必須是同一廠家生產(chǎn)的同族組的檢測(cè)劑，不同族組的檢測(cè)劑禁止混用，檢測(cè)單位鑒定、驗(yàn)收或批準(zhǔn)之前的檢測(cè)劑不得使用。檢測(cè)過程中必須定期對(duì)滲透檢測(cè)劑的性能進(jìn)行校驗(yàn)，包括對(duì)滲透劑的靈敏度、可去除性、腐蝕性能校驗(yàn)，對(duì)顯像劑的沉定性、靈敏度、再懸浮等特性的校驗(yàn)等。

3）滲透檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)試塊分A、B、C型3種，必須是經(jīng)業(yè)務(wù)主管部門認(rèn)可并鑒定合格的廠家的產(chǎn)品。使用前，應(yīng)根據(jù)用途不同選用合適的試塊，不同場(chǎng)合使用不同試塊。使用后，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行清洗，徹底清除滲透檢測(cè)劑殘留，最后放入裝有丙酮的密閉容器中保存，靈敏度下降或有堵塞的試塊必須及時(shí)修復(fù)或更換。

4）滲透檢測(cè)工藝操作主要包括表面準(zhǔn)備和預(yù)清洗、滲透、去除、干燥、顯像、觀察及評(píng)定、后清洗等步驟，每個(gè)步驟必須嚴(yán)格執(zhí)行滲透檢測(cè)工藝規(guī)程，每班開始前以及工藝條件發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)用B型標(biāo)準(zhǔn)試塊對(duì)工藝操作系統(tǒng)的靈敏度進(jìn)行校驗(yàn)，確認(rèn)合格后方可開展檢測(cè)工作。

5）對(duì)在用壓力容器焊縫進(jìn)行滲透檢測(cè)時(shí)，應(yīng)保證檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)有足夠的活動(dòng)空間、通風(fēng)順暢，如需進(jìn)入容器內(nèi)檢測(cè)時(shí)應(yīng)設(shè)置抽排風(fēng)裝置，檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)溫度應(yīng)控制在5～50℃范圍內(nèi)，不能滿足時(shí)應(yīng)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。滲透檢測(cè)工作應(yīng)在自然光或燈光下進(jìn)行，被檢面可見光照度應(yīng)大于等于1 000 lx，如遇特殊情況，必須保證不低于500 lx，且不得有其他反射光。

6 執(zhí)行到位的安全措施

在用壓力容器現(xiàn)場(chǎng)滲透檢測(cè)必須執(zhí)行使用單位的安全生產(chǎn)管理規(guī)定，特別是在石化行業(yè)檢測(cè)時(shí)，要嚴(yán)格遵守“中國石化安全生產(chǎn)禁令”和企業(yè)自身的安全管理制度，確保檢測(cè)作業(yè)安全。

6.1 防火防爆

滲透檢測(cè)劑的主要成分中含有大量有機(jī)溶劑，特別是盛裝檢測(cè)劑的壓力噴罐，罐內(nèi)除了要充裝可燃性的滲透檢測(cè)劑外，還要充裝經(jīng)高壓液化的丙烷或氟利昂等氣體。丙烷是易燃?xì)怏w，與空氣混合后，遇到明火和熱源很容易發(fā)生燃燒和爆炸，所以使用噴罐式滲透檢測(cè)劑時(shí)，檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)防火防爆措施必須到位，并有完善的應(yīng)急預(yù)案，如遇突發(fā)事件，迅速按規(guī)定處理，避免造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失。

6.2 防中毒

噴罐式滲透檢測(cè)劑中含有多種易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，這些有機(jī)溶劑，一般具有刺激性氣味，并有一定毒性。當(dāng)檢測(cè)人員在通風(fēng)不良的容器中或室內(nèi)進(jìn)行滲透檢測(cè)時(shí)，這些揮發(fā)性的有毒氣體很容易聚集，并被吸入體內(nèi)，引起人體中毒。因此，在對(duì)在用壓力容器進(jìn)行滲透檢測(cè)時(shí)，衛(wèi)生安全措施必須到位。

1）在保證檢測(cè)靈敏度和工件技術(shù)要求的前提下，優(yōu)先采用低毒配方。

2）在通風(fēng)不良的容器中或室內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)操作時(shí)，應(yīng)設(shè)置通風(fēng)裝置，提高空氣置換速度，降低操作環(huán)境中有毒氣體濃度。

3）配備齊全和正確使用勞動(dòng)保護(hù)用品，嚴(yán)格按照操作規(guī)程作業(yè)，避免皮膚與滲透檢測(cè)劑直接接觸，進(jìn)入受限空間檢測(cè)時(shí)，應(yīng)做到全程監(jiān)控。

4）檢測(cè)場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙，盡量減少有毒氣體呼吸量。

5）提前防范，避免使用對(duì)滲透檢測(cè)劑存在過敏等健康問題的人員，定期對(duì)從事滲透檢測(cè)的工作人員進(jìn)行健康體檢，及時(shí)掌握檢測(cè)人員健康動(dòng)態(tài)，確保檢測(cè)人員健康安全。

滲透檢測(cè)，作為5種常規(guī)無損檢測(cè)方法（射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、渦流檢測(cè)）之一，對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量有著極其重要的作用。隨著滲透檢測(cè)新技術(shù)、新材料的出現(xiàn)和檢測(cè)過程自動(dòng)化的發(fā)展，滲透檢測(cè)必將為我國工業(yè)生產(chǎn)和設(shè)備安全做出更大的貢獻(xiàn)。

[1]國家質(zhì)檢總局特種設(shè)備安全監(jiān)察局.固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程：TSG 21—2016[S]．北京：新華出版社，2016：75-77.

[2]胡學(xué)知.滲透檢測(cè)[M]．2版.北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007.

[3]全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).承壓設(shè)備無損檢測(cè)第 5 部分：滲透檢測(cè)：NB/T 47013.5—2015[S]．北京：新華出版社,2015：236.

[4]李華桃.在用壓力容器滲透探傷表面漆層去除方法探討[J].無損探傷,2004,28（3）：40-41,48.

[5]李平利,黃 磊.影響液體滲透檢測(cè)靈敏度的因素[J].無損探傷,2004,28（6）：38-40.

In TSG 21—2016"Regulations for safety technical supervision of stationary pressure vessels",it is stipulated that in the periodic inspection of in-use pressure vessels,a certain proportion of surface defect inspection shall be carried out,and the surface detect examination of pressure vessels of ferromagnetic materials shall be carried out with magnetic particle testing.But sometimes because of the limited environmental conditions,we can only use penetration testing to meet the requirements of periodic inspection of equipment.In the detection of the weld seam of pressure vessel using IIC-d method,the proficiency of the characteristics of penetration testing technology,the good pretreatment of the detected surface,the formulation of perfect detection process,the control of environmental factors,and the implementation of strict quality control and safety measures are the key to ensure the testing quality.

pressure vessel;penetration testing;surface defect inspection;fine crack

王學(xué)斌（1965-），男，高級(jí)工程師，主要從事特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)及質(zhì)量管理、油田特種設(shè)備腐蝕研究等工作。

王 梅

2017-05-10