基于压力容器无损检测技术的探讨

解鑫

(克拉玛依市科比技术有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830000)



基于压力容器无损检测技术的探讨

解鑫

(克拉玛依市科比技术有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830000)

我国将无损检测技术应用于压力容器的检测已有几十年的历史了。包括制造压力容器的原材料在其出厂时以及制造压力容器的过程中，和设备生产成型以后，以及在容器在役过程运行和检修过程当中控制其质量，等等几乎压力容器的全寿命周期都可以看到压力容器的影子，当然，无损检测的应用还远不仅如此，而是在工业生产和运行中广泛应用。现在比较常见的用于压力容器的原材料生产和其制造的无损检测的方法主要有：放射源透视法、超声波法、渗透法、磁粉法和渗透法以及管材的涡流检测方法等，它们各有优缺点和使用范围的局限，需根据应用场合综合考虑，从而有效保证产品的质量和提高安全生产和使用的效果。

压力容器；无损检测；应用

1　前言

压力容器顾名思义是一种带有一定工作压力的容器，其在现代工业中的应用已经十分普遍，尤其是石油化工、能源动力工程、材料冶金、发动机等需要应用热力学的领域。在役压力容器是指目前还在生产生活中使用的压力容器。压力容器由于其工作环境比较恶劣，长期承受高压甚至还有高温考验，物理化学的变化相对比较活跃，发生氧化、蠕变、气蚀等损伤的可能性比常温常压下工作的容器大得多，所以需要定期对其进行检验，一则及时找出不宜继续使用的设备，另则及时发现缺陷，及时进行修补等补救措施，从而有效提高其使用的安全性，相对于破坏性试验来说，无损检测无疑是首选。

本文将对现在常用的无损检测方法进行简单而系统的梳理，包括其工作原理、使用条件、应用范围以及注意事项等。目前还没有谁能发明一种办法能够适用于所有的检测场合，因此针对具体容器，需要对症下药，根据其具体情况选择其适用的检测方法，才能安全有效且经济地实现容器的安全运行。

2　压力容器无损检测的常规方法

2.1超声检测技术

超声检测的原理是在均匀材料中，缺陷造成材料不连续，从而使得声阻抗的不一致，超声波传播遇到不同界面时反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波和入射波的及其叠加及衰减特性显示出来；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过缺陷而不能反射。焊道表面一定要光滑。这种超声检测方法的适用范围是对于厚度较大的压力容器的壳体，以及直径较大的支管与壳体之间的焊缝的检测效果较好，多使用超声脉冲发生器来具体实现。超声探测器对于材料中有缝隙的地方的检测尤其敏感，比如焊缝没有完全熔合，受力杆件中的裂纹等十分有效。又由于超声波测试仪小巧轻便，便于携带而且操作简单，副作用小，不需要将现场进行封闭即可进行试验。因此这种探测方法得到了广泛的应用。不足之处在于超声波探测有一定的盲区，对于内部缺陷的取向不规则时难以发现，另外对于表面缺陷也难以发现。另外该方法很难定量确定缺陷的大小和严重程度。只能作为基本的检测手段。

2.2渗透检测技术

渗透检测的原理是利用液体毛细现象将渗透液渗入表面开口缺陷，再将多余的渗透液清洗掉，使得缺陷中的渗透液保留，再利用显像剂的毛细作用吸附出缺陷中的余留渗透剂从而实现检测缺陷。这种方法能够使用于多种材料的检测，除了包括几乎所有的金属外还可应用于很多非金属材料。它对于裸露在表面的缺陷有着十分好的检测效果，但对于深藏于试品内部深处的缺陷则检测不到。这种技术应用起来操作十分简单，对于受过专业训练的人来说，要掌握它并不困难，而且它对于那种整块表面的缺陷的检测十分高效。

2.3磁粉检测技术

磁粉检测技术本质上是根据材料磁性的变化来判断缺陷的，也就是当铁磁材料被磁化时，如果材料是连续而均匀的，则材料中的磁感应线将基本被约束在材料内部，被检测表面不会形成明显的泄露磁场。如果材料表面存在不缝隙等不连续现象，在该部位将出现漏磁场，通过收集施加的磁粉就可以判断缺陷的位置及形状。该方法适用于板材或者型材在锻造过程中的检测，当然也可以用于在用的压力容器的检测。它不受试品的形状和尺寸的限制，而且操作方法也十分简洁方便，高效低价。不足之处是仅仅适用于铁磁材料的检测，而且检测深度有限一般不超过两毫米。

3　压力容器无损检测方法的选择

目前，选用来作为压力容器无损检测的方法的不同意见主要还是在信号源射线检测和超声波检测这两种方法上。其实这两种方法，各有优缺点，而且其各自特长差别较大。射线检测从检测效果上来看，对于具有一定体积尺寸的缺陷非常灵敏，也就是对于孔、洞等检测得非常准备，但是其对于厚度极小的线甚至是面缺陷的检测效果就不尽如人意了，因为缺陷的厚度太小对放射线的影响就难以察觉。与此相反，超声检测对于有裂缝的面缺陷的检测则极其有效,特别是在声波与缺陷面垂直时，效果尤为明显，而这恰恰是射线检测法无法做到的。但遇到体缺陷，超声波有可能发生扩散或者漫反射的现象，检测效果就不明显，从而影响检出率。

综合考虑以上两种方法的特点，压力容器无损检测方法的选择应当结合压力容器缺陷的实际情况来进行。在方法的选用时我们还应该注意到，射线法与超声波法并非是同质性的互相替代性好的办法，相反却是互补盲区的方法，所以在对于重要的设备进行检测的过程中，需要使用多种方法综合体检，减少检测盲区，从而在最大限度上发现问题，及时处理和预防。

总之，除了以上压力容器无损检测当中所探讨的一些问题，还应该考虑对无损检测容器的影响可靠性的其他方面，如在控制检测系统中的所通用的标准与检测对象所专用的验收检验标准等，包括了关于无损检测工作人员的高度责任感和技术能力水平以及各种各样的检测缺陷和检测方法的有效程度的可靠性和局限性等方面。所以，对压力容器的检测中，必须要正确的使用无损检测法，从而保证压力容器在运作中的安全系数。

[1]王自明.无损检测综合知识[M]．北京：机械工业出版社，2005.

[2]黄余，何建成.压力容器超声检测技术及应用[J].石油和化工设备，2010,(10).

解鑫(1987-),男,汉族,甘肃张掖人,助工,本科,克拉玛依市科比技术有限责任公司,研究方向：无损检测。

TG115

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1671-1602(2016)18-0010-01