浅谈压力容器的无损检测

崔维刚 靳贵红

（山东省特种设备检验研究院日照分院，山东 日照 276826）

1 无损检测的主要方法

无损检测是在非破坏条件下，对生产制造过程中材料、零部件和最终产品的质量及性能进行检测与评定，以及对所生产的产品在服役期间的使用可靠性及安全性进行评估的技术。常见的无损检测的方法有：超声波检测、射线检测、渗透检测、声发射检测、磁粉检测、管材涡流检测法。其中超声检测系指采用脉冲反射式探伤仪，发射和25或5MHz频率声波检测，并对其进行等级分类的全过程。声发射是利用材料受力作用产生形变，并且以以波形式产生应变能的现象。而这种反射波正好可以反映材料的性质。声发射检测是容器内部结构探测，检验损伤程度的一种新方法。

另外用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，我们称为红外热成像仪。我们人眼能够感受到的可见光波长为：0.38~ 0.78微米。通常我们将比0.78微米长的电磁波，称为红外线。自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。

2 压力容器的无损检测方法

压力容器表面无损检测应注意以下的事项：除按一般压力容器的要求进行外部检查外，还应主要检查各种阀门开闭是否正常；压力表、液位计等安全附件是否按规定进行检验，其使用是否在校验期限内；容器、管道和管阀连接处是否有泄露；贮槽的外表面(特别是外筒的顶部、底部外表面)是否有“冒汗”、“结霜”；支腿的损坏，基础下沉、倾斜、开裂，紧固螺栓的完好情况。

2.1 压力容器制造过程中采用的无损检测技术

在压力容器制造过程中，要求制造厂对每一台压力容器都要编制一套完整的工艺文件。这些工艺文件具有指导生产、保证质量、提高效率的作用。在施工过程中，要严格执行已定的工艺，从下料，到成型，到焊接组装，到压力试验，每道工序的开始前和完成后，都要经过检验员检查确认，方可继续，做到在制品随工艺流程卡一同进入下道工序。压力容器在工厂的制造工艺过程包括球壳钢板的切割及压制成型，人孔、接管和支柱的焊接等；在工厂制造过程中对无损检测的要求为球壳钢板的超声检测，球壳板坡口的磁粉或渗透检测，人孔、接管和支柱焊缝的磁粉或渗透检测；检测标准为JB4730-1994《压力容器无损检测》。对球壳用钢板进行超声检测的主要目的是发现板材在冶炼和轧制过程中产生的白点、裂纹和分层等缺陷。

2.2 压力容器使用过程中无损检测

通过设备的失效分析表明，疲劳裂纹、磨损/腐蚀、变形是机械构件失效的三大原因，其中疲劳裂纹以及腐蚀均可以通过周期性的无损检测来发现，从而合理安排检修时间达到状态维修的目的。压力容器在现场的组装方法主要有散装法和球带组装法等。球罐焊缝的检测采用横波斜探头由罐外向罐内检测的方法，因为焊接接头的影响以及焊缝中存在的危险性缺陷往往与检测面垂直或成一定角度，所以要采用横波斜探头。检测面选择在球罐外表面由外向内检测，则内表面焊缝及热影响区内产生的缺陷都位于半波程扫查的范围以内，因为在半波程范围内声速扩散小、衰减小，定位、定量准确，检测灵敏度高。又由于球罐内表面受介质腐蚀的影响，内表面比较粗糙、凹凸不平。打磨效果亦很难满足检测要求。从内表面检测则耦合效果差，检测灵敏度很难得到保证，检测质量亦难以得到保证。而球罐外表面由于没有介质腐蚀的影响，同时又有防锈漆层的保护，在打磨去除防锈漆层后，外表面很容易露出金属光泽，表面粗糙度小，耦合好，检测灵敏度高。

3 压力容器无损检测中应注意的问题

采用气压或气液组合耐压试验的容器，对其A类和B类焊接接头进行100%射线或超声检测。凡被补强圈、支座、垫板、内件等所覆盖的焊接接头，以及先拼板后成形凸形封头上的所有拼接接头，应进行100%射线或超声检测；对于满足GB150.3-2011中6.1.3不另行补强的接管，自开孔中心、沿容器表面的最短长度等于开孔直径的范围内的焊接接头，应进行100%射线或超声检测；承受外载荷的公称直径DN≥250mm的接管与接管对接接头和接管与高颈法兰的对接接头，应对其A类及B类焊接接头应进行100%射线或超声检测。

检测面处理的是否清洁直接影响缺陷的检出率、影响检测灵敏度。因为工件表面的漆层和粗造表面会影响耦合效果所以对检测面打磨要求是：打磨后被检工件的表面要完全露出金属光泽。在检测过程中要保证耦合剂在工件表面上处于完全润湿状态，在具体操作中应两人配合，一人刷耦合剂，一人检测。耦合剂一次不要刷太长的距离，应紧配合检测人员的速度，一边刷一边检测。在检测过程中检测人员不要着急、要保证探头与工件表面保持良好的接触。同时要控制好扫查速度和扫查间距以防止缺陷漏检。检测时环境温度不宜太高。在夏季太阳光的直射之下，球罐焊缝表面的温度很高，这样就很容易使刷涂的耦合剂很快的蒸发，使耦合剂的浓度变稠、变干，这样既影响探头的移动速度也影响检检测的灵敏度。同时使检测人员也十分燥热，不能静下心来进行检测。

4 压力容器无损检测的发展方向

近年来压力容器产品大型化、高参数化的趋势日益明显，压力容器无损检测技术的不断发展和深入人心。人们开始意识到提高压力容器无损检测技术水平，保证产品的安全可靠性是一个长期而复杂的过程。虽然无损检测技术得到了迅速发展，但其发展和应用水平仍有相当大的距离。其中有技术上的也有管理上的问题，应正视这些问题。同时，还应充分认识到无损检测方法的局限性，要以创新的精神推动该项技术的发展。总之，随着科技的发展和建设工程质量监督力度的加强，无损检测技术在建设工程中的作用将日益明显，正在成为工程质量控制、检测的重要手段之一，在今后的工程建设中得到广泛的应用。

结语

作为一种综合性应用技术，无损检测同时是一种耗费技术资源的工作，影响无损检测的可靠性还有无损检测人员技术水平和工作责任心、控制检测系统的通用标准等等，在设备管理中应用的广度和深度将直接影响整体设备管理效率，相信在不远的将来随着国内整体设备管理水平的提高，各种有效工具的利用，无损检测技术将会得到迅速发展。

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