压力容器无损检测技术的现状与发展研究

李养治

【摘 要】为了防止压力容器发生失效一般采用压力容器进行检验，以保证压力容器的正常使用。我国的现代化工业发展越来越快，对产品的质量、安全和使用可靠性的要求也越来越高。本文就现在常用的压力容器无损检测技术的使用特点以及以后的发展进行研究分析。

【关键词】压力容器；无损检测技术；使用现状；发展研究

0.前言

随着我国的工业化的发展，压力容器无损检测技术的应用也越来越广泛。目前主要的应用范围是：化工、冶金、石油和国防等多个领域，并且会随着社会科技的发展，其应用范围也会更广。压力容器无损检测技术的实质性意义就是对运行失效进行预测和预防。

1.压力容器的使用现状

在我国，压力容器主要应用于航空、航天、石油、交通和化工等多个领域。2003年对我国压力容器的使用情况进行调查显示：2003年我国的压力容器总共有122.2万台，并以25万台每年的速度增长。近十年的数据显示：我国的压力容器总数每年增长2.6万台，增长率为2.4%，其中大部分是用于旧机器的更换和代替。虽然近些年我国对压力容器的管理不断完善，对其的生产、制造、安装、使用和改造等提出新的要求，但是我国压力容器的安全事故仍然很高，远远高出了发达国家的事故率，因此我国需要在压力容器的使用管理、生产管理等方面下更大的努力，以追上发达国家的脚步。

2.常规无损检测技术

2.1射线检测（RT）

射线检测技术在工业上有着非常广泛的应用，是利用 X射线或γ射线在穿透被检物各部分时强度衰减的不同，检测被检物中缺陷的一种无损检测方法。使用电磁波对金属工件进行检测，射线穿过材料到达底片，会使底片均匀感光；如果遇到裂缝、洞孔以及气泡和夹渣等缺陷，将会在底片上显示出暗影区来。这种方法能检测出缺陷的大小和形状，还能测定材料的厚度。射线对人体是有害的。探伤作业时，应遵守有关安全操作规程，应采取必要的防护措施。

2.2超声波检测（UT）

超声波检测是通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件；超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变；改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。

2.3磁粉检测（MT）

磁粉检测的原理是铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大小。适于检查表面和近表面缺陷。

2.4渗透检测（PT）

渗透检测的基本原理是零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透剂后，在毛细管作用下，经过一段时间，渗透液可以渗透进表面开口缺陷中；经去除零件表面多余的渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样，在毛细管的作用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显像剂中，在一定的光源下（紫外线光或白光），缺陷处的渗透液痕迹被显示，（黄绿色荧光或鲜艳红色），从而探测出缺陷的形貌及分布状态。适用于表面缺陷检测。

3.无损检测技术应用

3.1要与破坏性检测相配合

并不是所有的项目和指标都可以使用无损检测技术进行无损检测，无损检测技术也有其本身的局限性，而不能使用无损检测技术的实验一般采用破坏性检测代替。准确来说，对一个试件或材料等进行检测，必须是无损检测技术的检测结果和破坏性检测结果进行相对比分析，才可以对试件或材料的性能进行准确的评定。

3.2选用恰当的时机

在进行无损检测前，应当分清这次检测的最终目的，以便在适当的时间进行无损检测的技术应用，以达到最佳的检测效果。比如进行高强钢焊接缝有无延迟裂纹的检查时，应当在焊接24小时以后进行无损检测；如果进行热处理工艺的检查时，无损检测的时机就应当选在热处理完成之后进行。因此进行无损检测技术应用时就更应该进行科学的选用，不得盲目使用，否则不会达到最佳的检测效果，对以后的生产活动造成安全隐患。并且科学的选用无损检测技术能够正确的进行检测评定，对生产有着重要的意义。

3.3选用适当的无损检测方法

因为无损检测技术有着本身的局限性，所以为了提高检测结果的可靠性，就必须根据检测对象的特点进行检测方法的选用。为了提高检测结果的准确性和可靠性，在进行试件检测之前，应该对试件的性质、建构、材质和尺寸等进行判断，然后根据容易产生缺陷的种类和位置，然后对缺陷产生的方向进行研究分析，这样才能选择正确恰当的检测技术。所以，在进行无损检测前，一定要对检测对象的性能特点进行详细的分析，根据分析结果选用正确恰当的检测方法，以保证检测结果的准确。

4.无损检测新技术

4.1声发射检测

声发射是指伴随固体材料在变形或断裂时释放储存的能量产生弹性波的现象。利用接收声发射信号研究材料、动态评价结构的完整性称为声发射检测技术。声发射技术应用比较广泛，在压力容器在役监测和焊缝质量监测中发挥了重要作用。

4.2 TOFD检测

衍射时差法超声检测（TOFD），是利用缺陷端点的衍射波信号探测和测定缺陷尺寸的一种自动超声检测方法。TOFD技术采用一发一收两个宽带窄脉冲探头进行检测，探头相对于焊缝中心线对称布置。发射探头产生非聚焦纵波波束以一定角度入射到被检工件中，其中部分波束沿近表面传播被接收探头接收，部分波束经底面反射后被探头接收。接收探头通过接收缺陷尖端的衍射信号及其时差来确定缺陷的位置和自身高度。TOFD技术可靠性好，定量精度高，简单快捷，检测成本低等等优点，在压力容器检测中很受青睐。

此外，激光检测和红外线检测、漏磁检测技术等都渐趋成熟，得到了广泛地应用。

5.总结

检测技术是保证压力容器安全运行的重要手段之一，所以在进性相应的检测时，检测人员应该保证自身检测环境的安全，同时也要减少对检测容器的损坏。在以往的压力容器事故中，大部分的原因是检测技术不科学，最终导致设备维护不到位。要想减少相应事故的发生，就要不断发展无损检测技术，提高我国整体检测技术水平。无损检测技术是社会发展的必然，是时代进步的重要标志，它能够保证我国社会经济的快速发展。

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