特种设备无损检测新技术的应用研究

柯洪刚 范树孙

（广西壮族自治区质量技术监督局,广西 南宁 530022）

随着经济社会的发展，特种设备无损检测技术及方法也在不断丰富，技术水平也在逐渐提高。各种技术的基本原理有较大的区别，需要技术人员根据其特点，结合检测项目的情况合理选择，因而对该问题的深入研究也是十分有必要的。

1 声发射检测技术

1.1 声发射检测技术的基本原理及优缺点

声发射检测技术（ Acoustic Emission，简称AE），是一项新型的无损检测方法，材料在受到外力的作用时，其内部会发出一定的应力波，再通过探测判断容器内部结构是否受到损伤，或者评估其受到损伤的情况。声发射检测技术的基本原理是声发射源发射的弹性波经过一定的传播途径，最后到达材料表面，使得声发射传感器探测出现表面位移的现象，探测器则会把材料的机械振动转变为电信号，再实施放大处理，并结合观察到的声发射信号，对其实施深入的分析与推断，判断材料产生声发射的基本流程。该技术存在一定的缺陷，即其无法提供静态缺陷的情况，实施声发射检测之前，需要先调查掌握其过往的受力情况，且声发射过程中会存在一定的噪声，需要对其进行处理或者排除，才能得到较为准确的检测结果。

1.2 技术应用

声发射技术的应用范围较为广阔，对于各种大型构件进行水压检测，评估其缺陷情况，并进行报警等，包括压力容器检测、锅炉检测、管道检测等，较为实用。

2 TOFD 技术

2.1 技术原理

TOFD 技术即Time of Flight Diffraction Technique，其主要是通过缺陷端部衍射波播的时间差来对缺陷进行检测，并判断缺陷程度的检测方法，也可以称为衍射时差法超声检测技术。其技术原理的本质是利用超声波衍射现象，使用纵波斜探头，在被检测设备没有出现缺陷部位，先发射超声脉冲，直通波会比底面反射波更快的到达接收探头。如果设备中有缺陷，两种两波之间，探头就会接收到衍射波或反射波。

2.2 优缺点分析

该技术的优点在于检测数据是以数字形式的形式表现出来，且能够永久保存，随时对其进行选取及分析，且数据通讯及传输十分便利。较难检测的缺陷也能够被检测出来，包括不垂直缺陷、设备表面缺陷、裂纹等；检测的准确性良好，能够准确的检测是缺陷的高度，适应性也极强，能够对温度超过200℃ 的表面实施检测，且检测过程简单方便。该技术操作时无法设置独立的空间，能够在保持生产工艺状态的过程中进行检测，并能够根据工程的评定标准，迅速评定缺陷，并根据标准评定显示的缺陷进行挖补修复。

2.3 适用范围

根据相关标准的规定，该技术的使用范围是全焊透的对接接头，且材质一般属于低碳钢或者合金钢，构件的厚度保持在12mm至400mm之间，均可以使用其进行无损检测。

2.2 技术应用

TOFD 技术主要是应用于各工业现场检测工程中，包括石油采油管道对接焊缝的检测、西气东输天然气管线焊缝的检测等。现代的工程项目逐渐增加，该技术的现场应用实际操作经验不断积累，技术水平在实践中也在不断进步与优化。

3 磁记忆检测技术

3.1 技术原理及优缺点

磁记忆检测技术（ Metal Magnetic Memory，简称为MMM），是漏磁检测方式，其是对设备磁化状态进行测量，从而判断出其的应力集中区。该技术的基本原理是铁制构件在工作受载荷的状态下，处于地磁环境中，构件的内部会出现磁畴组织定向及不可逆的重新取向，在应力与变集中区，漏磁场最为严重的 Hp 的变化会逐步构成。此时法向分量 Hp会改变符号，并存在零值，该条件下，磁场的切向分量 Hp存在最大值，即使荷载解除后，该变化还是会保存再来，设备中应力较为集中的部位，可以采用漏磁场法向分量 Hp的测定，将其准确的计算出来。该技术的优点在于可以直接进行检测，不需要使用串门的磁化装置对金属表面提前实施预处理，十分灵敏，能够确定出现疲劳裂纹的位置，及金属层滑动面的位置，且能够表现出裂纹在构件组织中的发展方向，有效的预测设备未来的状态，进行未来危险的预报。能检测出设备的实际应力及变形状况的信息，便于分析缺陷出现的因素。

3.2 技术应用

其在我国的石油、化工行业中的应用十分广泛，最为典型的应用则是某电厂对接焊口的检测及锅炉改造的检验等，未来还会不断的拓展出新的应用领域。

4 相控阵检测技术

超声相控阵探头是以惠更斯原理进行设计的，其探头是数量不等且互相独立的压电晶片构成的阵列，每个晶片被当做一个单位，利用电子控制系统根据相应的规则及顺序对其进行控制，激发不同的单元，使得其发出的超声波叠加构成一个波面阵。再根据相应的规则及顺序接收反射波时，并将信号进行合成，根据合成结果显示出现。该技术一般应用于较为高精尖的行业，如核工业、航空工业等，也可以应用于检测压力容器、高能管道焊缝、输油管道焊缝等。

结语

现代科学技术的发展，各项特种设备的运用，使得生产活动能够正常进行，而该类特种设备的质量对于后期的应用情况、使用效果及其在生产活动中基本作用的发挥等，均有着直接的作用，需要对其进行相应的无损检测。现代科技的发展，无损检测技术也十分丰富，本文仅仅简单介绍了几项较为常见的技术，实践的活动中，还需要检测人员根据特种设备的性质、特点等，结合无损检测技术的优缺点等，合理选择无损检测技术，提升检测的准确性，保障特种设备的质量，为生产活动的正常进行提供保障。

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