无损检测方法在压力容器检验中应用

王立淼　李煜

摘 要：无损检测是压力容器检验中最普遍的方法，这种方法的应用能够有效的改善压力容器检验的精度和可靠性。本文先对无损检测方法的应用原则进行简单介绍，随后又对无损检测技术进行了初步的探讨，希望可以为相关的研究人员和技术人员提供有价值的参考。

关键词：无损检测方法；压力容器；检验

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.230

压力容器作为一种十分重要的承压设备，无论是在化工、医药、钢铁行业，还是在石油、食品等行业都获得了比较广泛的应用。压力容器的使用过程中，要经常在高温、高压、易燃、剧毒等非常恶劣的环境下工作，甚至如果压力容器出现爆炸和泄漏，就会导致灾难性的事故发生。所以，要严格检查压力容器的使用材料，并不断监督和改进容器加工所需的技术和材料，以此来避免容器出现缺陷。因此，对无损检测方法的深入研究，为压力容器的检验带来了十分重要的意义。

1 无损检测方法应用原则

（1）检测方法要结合所需检测的材料以及具备的缺陷特征来选取最合适的方法，具体就是：材质、使用条件、零件制造方法以及缺陷的取向、形状、部位和种类等为依据。

（2）可以结合实际采用多种检测方法，针对特殊的环境，利用更多的无损检测方法对结果验证验证分析，能有效提高压力容器的检测结果准确性。

（3）当压力容器采用比较严格的角接或T型接头，如果检测时不能使用射线或者超声进行检测，就需要对表面进行100%的检测。

（4）如果压力容器是现场组装并焊接的话，应在耐压试验开展之前对容器的焊接接头开展表面的无损检测，而局部表面的无损检测是在耐压试验之后进行的，此时如果有裂纹等问题被发现就要及时进行补充检测。

2 压力容易的无损检测方法

2.1 利用磁粉检测

磁粉检测又叫磁粉探伤，这种方法是通过利用磁性材料的性能对材料进行检测的方法，可以说具有比较高的检测灵敏度。磁粉检测法的主要工作原理就是：对压力容器进行无损检测的过程中，磁性工件的材料被磁化后，工件表面的磁力线就会因为存在不连续的缺陷而导致局部的变质和畸形，最后形成漏磁场，这时工件表面的磁粉就会被漏磁场吸附，在用合适的光进行照射，磁痕就会被发现，利用这种方法就能对工件表面的缺陷形状、位置、大小以及严重程度做出准确的检测。

磁粉检测有很多优点，例如：工件的形状和大小不会影响到无损检测的进行；具有较高的检测灵敏度，磁粉检测能够对宽度小到微米、长度低到0.1mm的裂纹进行检测；对工件缺陷的形状、大小、位置等方面都能明确的显示出来，可以通过数据分析对缺陷的性质作出进一步的检测和判定；整个工艺的流程比较简单，检测成本较低以及检测效率较高。当然这种检测方法也有一定的缺点，例如：受深度影响，如果检测的深度达到1～2mm，这种方法就只能对工件的表面缺陷进行检测，而缺陷的高度和埋深就很难判定；检测的工作通常对工件的表面都要求较高，不应该有黏浊物或者油脂等杂物的存在；只能对铁磁性的材料进行检测，但又不是所有的都能检测，要求就是工件内铁素含量需在20%以上，而磁场强度要在2500A/m的范围之内、磁导率要在300之下；要想对缺陷进行有效的检测，缺陷与磁场方向的夹角大小要在45～90度之间才可以。

磁粉检测法的适应范围是：

（1）能够正常使用的压力容器；可以对压力容器在工作中出现的疲劳裂纹和应力腐蚀等缺陷进行检测；

（2）还在制造过程中的容器检测；例如，检测锻钢零件、检测焊接坡口、检测焊缝表面质量以及对还在焊接过程中容器的检测。

2.2 射线检测

基本原理：射线由于在穿透工件时受到介质的阻碍会变得越来越弱，而逐渐减弱的程度是由工件的阻力系数和射线能够穿透介质的厚度来决定；当射线遇到有问题的工件时，就会由于缺陷和工件的基本物质之间阻力系数差别较大，而表现出不一样的射线强度；而工件后面的X光胶片会由于射线强度不同而出现感光程度有所差异，胶片处理过后，就会有不同的黑度形成，由于黑度的位置和范围不一样，就能判别出工件的缺陷具体大小和部位。

射线检测法的优点：胶片经过处理能够对被检测的工件缺陷形成直观的影像，而且定性、定量的检测结果也比较准确；能够较为准确的检测出气孔、夹渣等缺陷问题；检测出的结果也能被较长时间的保存。缺点有：射线检测成本比较高，对射线检测员的防护要做好，避免人体伤害的发生；如果遇到裂纹、未融合等面积类型的缺陷，如果不能恰当的检测就会出现漏检。

射线检测法作为无损检测的重要方法之一，适用于容器制造过程中的焊缝检测。

2.3 超声波检测

超声波指声波频率超过20000Hz。这种声波的传播可以按照比较稳定的速度和方向进行传播，如果传播过程中遇到异质的界面或阻抗不同的缺陷就会发生反射。利用这种反射就可以判别工件内部的缺陷。

超声波检测优点：检测过程便捷、安全性高，能够对无损检测的自动化水平进行提高；超声波穿透性较强，能够较为灵敏的检测出裂纹和夹层中的平面缺陷，而且对缺陷的深度和大小都能做出诊断。缺点有：检测结果非直观时需要有较高检测经验和水平的人员进行检测；检测工件的表面也需要较高的光洁度；形状比较复杂的工件检测起来难度比较高。

超声波检测适用范围：

（1）检测锻件缺陷，由于超声波检测能够良好的适应面积型缺陷的检测，而锻件内部的缺陷基本都是面积型或条形的，所以，超声检测的主要对象就是锻件检测；

（2）检测焊缝缺陷，超声波检测能够对焊缝内存在的气孔、夹渣、未熔合、裂纹等基本缺陷进行检测；

（3）检测铸件缺陷，因为铸件缺陷检测过程中，超声波会受到其他杂波的干扰，所以这种方法基本只能检测较低的铸件缺陷。

3 小结

无损检测技术应用水平的高度直接影响着压力容器的使用功能和检测质量，所以，相关的研究人员和科学技术应该不断加强关于无损检测法对压力容器检验的应用探讨，并通过总结无损检测的方法和应用要点，达到压力容器无损检测水平的逐步提高。

参考文献：

[1]王成.无损检测方法在压力容器检验中的应用研究[J].设备管理，2014（09）.

[2]宋玉霞.压力容器无损检测技术探讨[J].中国新技术新产品，2011（13）.