張強(qiáng)文

（阿拉善盟特種設(shè)備檢驗(yàn)所，內(nèi)蒙古 阿拉善盟 750306）

壓力容器無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

張強(qiáng)文

（阿拉善盟特種設(shè)備檢驗(yàn)所，內(nèi)蒙古 阿拉善盟 750306）

壓力容器作為工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，應(yīng)用的范圍愈加廣泛。在化工、冶金、煉化、國(guó)防等領(lǐng)域，壓力容器都擔(dān)任著重要的角色。因此，其安全性能也就直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)的安全與質(zhì)量，對(duì)壓力容器進(jìn)行檢測(cè)就變得越來越重要。但是，檢測(cè)技術(shù)的不當(dāng)使用有時(shí)也會(huì)造成容器的損傷，為此，對(duì)壓力容器進(jìn)行無損檢測(cè)的技術(shù)成為一項(xiàng)重要的課題，經(jīng)過研究被運(yùn)用其中。本文主要是對(duì)壓力容器無損檢測(cè)技術(shù)的種類、原則、應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行闡述。

壓力容器；無損檢測(cè)技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

壓力容器廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。它因?yàn)閷儆诰邆涑袎盒阅艿奶胤N設(shè)備，危險(xiǎn)系數(shù)高于一般的容器設(shè)備。因此，對(duì)壓力容器進(jìn)行檢測(cè)就成為一件非常重要的事情。近些年的檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，檢測(cè)本身會(huì)對(duì)設(shè)備造成一定的損傷，因此，使用一種有效的技術(shù)保證檢測(cè)不對(duì)壓力容器造成損害就非常必要。可以說，無損檢測(cè)技術(shù)既是工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要，也是安全生產(chǎn)的技術(shù)要求。

1 壓力容器無損檢測(cè)技術(shù)原則

壓力容器顧名思義就是一種承受壓力的容器設(shè)備。它在廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域時(shí)，因?yàn)樾枰褂脽o損檢測(cè)技術(shù)來增加其安全性能，因此必須遵循一定的原則。

1.1 無損破壞相結(jié)合

無損技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的，它可以在檢測(cè)的過程中對(duì)設(shè)備減少甚至不發(fā)生損害。但是這樣的技術(shù)因?yàn)槠溥^于前沿，尚屬于試運(yùn)行階段，因此，存在著較大的局限性，在實(shí)際使用時(shí)不能達(dá)到100%的安全性，因此需要和破壞性檢測(cè)技術(shù)結(jié)合起來使用，例如在進(jìn)行液化氣鋼瓶的承壓度檢測(cè)時(shí)，就需要進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)來完成檢驗(yàn)的全面性。

1.2 準(zhǔn)確選擇時(shí)間點(diǎn)

無損檢測(cè)的使用應(yīng)該有著非常明確的目的。因此，在確定之后就需要根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的材料屬性、制造工藝、實(shí)際用途等等進(jìn)行時(shí)間點(diǎn)的確定。像是鍛件的超聲檢測(cè)就需要在鍛造完成后的粗加工階段進(jìn)行使用。時(shí)間點(diǎn)的選擇直接關(guān)系到壓力容器檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

1.3 慎重選擇檢測(cè)技術(shù)

當(dāng)下的無損檢測(cè)技術(shù)主要有射線檢測(cè)技術(shù)、超聲檢測(cè)技術(shù)、滲透檢測(cè)技術(shù)、磁粉檢測(cè)技術(shù)、渦流檢測(cè)技術(shù)等。這些技術(shù)的適用范圍和功能不一樣，在使用的過程中可以達(dá)到的效果也不一樣。所以，在進(jìn)行壓力容器的檢測(cè)時(shí)，必須根據(jù)實(shí)際的情況，合理的分析與選擇檢測(cè)技術(shù)，從設(shè)備本身的屬性和功能出發(fā)，慎重的做出選擇。

1.4 注重綜合技術(shù)的應(yīng)用

要想對(duì)壓力容器做出真正合適的無損檢測(cè)，有的時(shí)候只使用一種方法很難達(dá)到全面深入的效果。最好的辦法是將多種檢測(cè)技術(shù)結(jié)合在一起，通過每項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)去彌補(bǔ)另一項(xiàng)技術(shù)可能存在的技術(shù)缺陷，通過多種檢測(cè)得到一個(gè)客觀公正的結(jié)論。

2 壓力容器無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

壓力容器的無損檢測(cè)技術(shù)大致分為五種，按照發(fā)明的時(shí)間和適用的范圍來看，依次是射線檢測(cè)技術(shù)、超聲檢測(cè)技術(shù)、滲透檢測(cè)技術(shù)、磁粉檢測(cè)技術(shù)和渦流檢測(cè)技術(shù)。

2.1 射線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

射線檢測(cè)技術(shù)是發(fā)明時(shí)間最早的一項(xiàng)技術(shù)，這項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)壓力容器的接管、外殼、封頭等部位的焊接性能中被廣泛的應(yīng)用。射線檢測(cè)技術(shù)如果再進(jìn)行細(xì)分，又包括了X射線探傷機(jī)和r射線源。它們都是利用射線技術(shù)照射在工件上進(jìn)行檢測(cè)的。透射的射線會(huì)在不同的厚度、不同的密度上產(chǎn)生變化，這種變化被記錄下來，在底片上形成不同黑度的顯現(xiàn)，通過這些黑度的對(duì)比，能夠充分地掌握工件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，從而完成安全性能的檢測(cè)。因?yàn)樗陌l(fā)明時(shí)間較早，所以適用的材質(zhì)范圍非常廣泛，像是碳素鋼、低合金鋼、鎳及鎳合金、鋁及鋁合金、銅及銅合金、奧氏體不銹鋼等，這些材質(zhì)的缺陷出檢率非常高，而其成像結(jié)果直觀可見，定性定量檢查均可實(shí)現(xiàn)，能夠很好地檢測(cè)和記錄結(jié)果，為后續(xù)的檢驗(yàn)和使用提供科學(xué)的依據(jù)。

2.2 超聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

超聲檢測(cè)技術(shù)也是比較早的一種檢測(cè)技術(shù)，超聲技術(shù)本來的使用范圍就非常廣泛，它會(huì)在介質(zhì)相同、速度相同、傳播方向相同的前提下，提供可靠的數(shù)據(jù)。而當(dāng)遇到另一種介質(zhì)時(shí)，其產(chǎn)生的反應(yīng)會(huì)更加強(qiáng)烈，比如出現(xiàn)折射、反射、繞射等現(xiàn)象。在壓力容器的無損檢測(cè)中，容器的材質(zhì)可以被看作是介質(zhì)，如果其內(nèi)部存在或出現(xiàn)了缺陷，發(fā)射的波幅會(huì)出現(xiàn)方向、大小的變化，這時(shí)就會(huì)根據(jù)這樣的變化來判斷缺陷的位置和程度。超聲檢測(cè)技術(shù)主要用于復(fù)合型鋼材質(zhì)、鍛件栓件等處，在一些焊接處進(jìn)行超聲檢測(cè)，準(zhǔn)確度高而成本相對(duì)較低，所以使用起來方便且廣泛。

2.3 磁粉檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

磁粉檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用需要進(jìn)一步根據(jù)磁體的方向進(jìn)行劃分。大致分為軸向通電法和磁軛法。它主要是對(duì)磁性材料的表面進(jìn)行檢測(cè)，例如材質(zhì)表面、緊固件、焊接口等處。它是所有方法中靈敏度最大的一種，而且操作的步驟非常簡(jiǎn)單。但是因?yàn)橹荒茉诒砻嫔线M(jìn)行工作，所以得到的結(jié)果是有局限性的。

2.4 滲透檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

這是一項(xiàng)新興的檢測(cè)技術(shù)。主要用于非鐵磁性材料的檢測(cè)，少量的應(yīng)用于磁性材料。它是對(duì)磁粉檢測(cè)技術(shù)的一個(gè)有力的補(bǔ)充。在磁粉技術(shù)無法實(shí)施的檢測(cè)中，滲透檢測(cè)技術(shù)會(huì)幫助我們對(duì)壓力容器內(nèi)部的缺陷或接縫進(jìn)行檢測(cè)。這項(xiàng)技術(shù)操作程序簡(jiǎn)單，原理也并不復(fù)雜，但是只能用于對(duì)容器表面的探測(cè)，無法對(duì)內(nèi)部的檢測(cè)。運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)之前要做一些準(zhǔn)備的措施，比如清洗、添加滲透液、添加顯像液，最終的成像有利于我們做出客觀的評(píng)價(jià)。

2.5 渦流檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

渦流檢測(cè)是一種半人工的檢測(cè)方法，它要先制造出工件內(nèi)部的渦流，然后通過對(duì)渦流變化的觀察進(jìn)行檢測(cè)。在管道和接近于表面的地方進(jìn)行檢測(cè)時(shí)會(huì)使用這種方法。它的檢測(cè)速度快，但是檢測(cè)的結(jié)果卻不是特別精確，可以檢測(cè)出缺陷，但是不能固定位置和形狀，尤其是在絕緣性材料上不能使用，所以這項(xiàng)技術(shù)的限制是比較多的。

3 壓力容器無損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展

通過上文對(duì)各項(xiàng)壓力容器的無損檢測(cè)技術(shù)的分析，我們可以看出，壓力容器的無損檢測(cè)技術(shù)始終處于發(fā)展的過程中。從當(dāng)前材質(zhì)的屬性和工藝上來看，壓力容器的無損檢測(cè)技術(shù)在未來的發(fā)展會(huì)呈現(xiàn)出以下的一些趨勢(shì)：檢測(cè)技術(shù)更加高速、場(chǎng)外檢測(cè)技術(shù)得到發(fā)展、非接觸完成無損檢測(cè)、傳感技術(shù)和探測(cè)技術(shù)會(huì)發(fā)生革命性的變化。

3.1 相控陣技術(shù)

在檢測(cè)技術(shù)的革新上，超聲檢測(cè)技術(shù)會(huì)首先進(jìn)行改革。它可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)下的數(shù)據(jù)收集，同時(shí)對(duì)角度的范圍也可以有所控制。這樣一來檢測(cè)中可能產(chǎn)生的盲區(qū)就被最大程度的破除，那些即使內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常精密的容器也不會(huì)在技術(shù)檢測(cè)上受到限制。這項(xiàng)技術(shù)被稱為相控陣技術(shù)，它可以極大地提高檢測(cè)的效率，還會(huì)把檢測(cè)的技術(shù)成本降至最低。相控技術(shù)對(duì)于容器的焊接縫進(jìn)行檢測(cè)就可以實(shí)現(xiàn)以點(diǎn)帶面的覆蓋式檢測(cè)。具體的檢測(cè)步驟是，先使用不同形狀的多陣元換能器，然后利用發(fā)射脈沖的延遲時(shí)間對(duì)聲束變化的方向和點(diǎn)位進(jìn)行檢測(cè)，最后通過電子掃描儀進(jìn)行成像，完成全部的觀測(cè)，從而得到檢測(cè)的精確結(jié)果，可以說這項(xiàng)技術(shù)的使用使檢測(cè)的廣度更廣，精度更精。

3.2 磁記憶技術(shù)

磁記憶檢測(cè)技術(shù)也是未來發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。它可以將壓力容器內(nèi)所存在的高應(yīng)力部位進(jìn)行精準(zhǔn)定位。這種利用科技實(shí)現(xiàn)記憶的能力，可以對(duì)壓力容器的焊縫進(jìn)行快速的掃描，從而發(fā)現(xiàn)焊縫位置存在的應(yīng)力峰值部位的缺陷，最大程度的對(duì)這些位置的表面進(jìn)行磁粉的檢測(cè)和內(nèi)部超聲的檢測(cè)分析等。一旦發(fā)現(xiàn)存在于表面或內(nèi)部的裂紋損傷就可以進(jìn)行反映。在鐵磁性制造的材料的壓力容器運(yùn)行時(shí)，會(huì)受到介質(zhì)本身的壓力作用，這時(shí)，材料的內(nèi)外部磁疇取向會(huì)發(fā)生改變，而這樣的改變一旦是異常的，就形成了漏磁場(chǎng)，這就是磁記憶技術(shù)的使用原理。

4 結(jié)語

壓力容器的無損檢測(cè)技術(shù)作為一種新型的工業(yè)生產(chǎn)檢測(cè)技術(shù)，在生產(chǎn)和使用中發(fā)揮著重要的作用。隨著技術(shù)的發(fā)展，檢測(cè)對(duì)象與檢測(cè)技術(shù)的匹配度會(huì)越來越精確，因而得到的結(jié)果也會(huì)精準(zhǔn)而有效。

[1]李小亭．沈功田．壓力容器無損檢測(cè)——渦流檢測(cè)技術(shù)[J]．無損檢測(cè)，2004,8．

[2]李光海,劉時(shí)風(fēng),沈功田．壓力容器無損檢測(cè)——磁記憶檢測(cè)技術(shù)[J]．無損檢測(cè)，2004,11．

[3]陳鋼,沈功田．壓力容器無損檢測(cè)——球形儲(chǔ)罐的無損檢測(cè)技術(shù)[J]．無損檢測(cè),2005,1．

[4]張萬嶺,沈功田．壓力容器無損檢測(cè)——換熱器的無損檢測(cè)技術(shù)[J]．無損檢測(cè),2005,6．

[5]焦陽,李光海,沈功田．壓力容器無損檢測(cè)——汽車與鐵路罐車的無損檢測(cè)技術(shù)[J]．無損檢測(cè),2005,10．

TH49;TG115.28

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1671-0711（2017）09（上）-0124-02