特种设备检验中无损检测技术的应用

摘 要：现如今工业生产与生活广泛使用承压类特种设备，同时也是一种存在巨大潜在危险性的设备，因此需要做好承压类特种设备无损检验，保证特种设备运行安全，避免因为设备缺陷与故障引发安全事故。文章中作者以自身经验为基础，分析无损检测技术在承压类特种设备检验中的应用，详细阐述技术应用要点，提高检测质量。

关键词：承压类设备；无损检测技术；应用分析

引言

一般情况中承压设备多用于处理易燃、易爆及高温的介质，一旦设备运行中出现故障，直接威胁工作人员生命安全，给企业造成巨大的经济损失与社会效益损失。因此实际中必须强化承压设备检验力度，提高检验质量，保证承压设备使用的安全性，降低安全事故发生概率。

1 承压特种设备无损检测的重要性

传统承压特种设备检测技术需要损坏设备，现如今已经逐渐被淘汰。无损检测技术不需要损坏试件，凭借化学手段或先进技术及设备器材，对试件内部或表面存在较大危害性的特种设备进行检测，避免出现灾难性故障，可以说承压设备检验比其他设备检验更为严格。

1.1 重要性分析

承压类特种设备检验主要为避免承压设备失效事故，避免出现严重破裂事故。承压类特种设备检验就是提前预防与预测失效。随着社会经济发展，产品精度提高、种类不断增多且安全要求变高，对产品质量提出更高的要求，无损检测技术凭借无损伤、高灵敏等特点在实际中有着广泛的应用。现今对承压类特种设备检测的方法很多，设备制造与使用中采取的无损检测技术有超声、磁粉及渗透等，不同检测技术有着不同检测原理，每种检测技术都有自己的优势和应用范围，因此根据实际需求选择合适的检测技术，确保设备质量。

1.2 检测优势

这种检测方法不需要破坏承压类设备就可以直接监测，主要包括以下几种：（1）超声波检测。利用超声波仪器进行检查，根据超声波受阻返回情况检测裂纹情况，优点显著：成本低、操作简单、体积小、安全高；（2）射线检测法。利用射线检测法检测时，主要检测承压类设备焊接缝质量。利用γ射线照相获取相关资料，根据图形判断容器缺陷位置。实际应用时注意承压类设备厚度，确定照相角度。但考虑到γ射线的辐射特点，使用时需要做好相关防护工作；（3）渗透检测法。承压类设备检测时利用渗透检测法。将渗透液注入到承压类设备中后，利用去除剂去除多余的渗透液，再利用显像剂查找缺陷。这种方法主要用于材质疏松且表面存在裂纹的压力溶液。需要注意的是渗透液具有很强的污染性，需要做好相关处理工作。

2 承压类特种设备无损检测技术的应用

无损检测技术种类较多，文章中作者以TOFD技术为研究对象，分析其在实际中的应用，对常见状况深入分析，提高检测质量。

2.1 技术原理与优势

（1）技术原理。当检测物的孔或障碍物大小≤检测波长时，会出现明显的衍射现象。当超声波通过裂纹时出现衍射波，衍射波在端角与裂纹处进一步叠加，探头将这种衍射波接收并检测，判断设备缺陷的深度与大小。

（2）技术优势。该技术主要用在检测设备内部构件与监控裂纹扩展，技术优势主要表现为：利用非平行式扫描，只需要一人操作；较强的穿透性，检测范围较广，检测管道环焊缝、球罐等；技术可信度高，精确检测设备各方向缺陷；成本较低，危害性小，可以穿插作业；实施在线监测与缺陷定位准确度高。

2.2 TOFD技术应用

2.2.1 准备各项工作

检验开始前根据检测对象选择合适的检测设备，承压设备检测前做好充分准备工作：（1）将TOFD技术使用的设备参数设定好，探头安装时设定好频率、晶片大小与中心距离等参数。如果被检测设备壁较薄，采用高频率探头，当探头位于设备上表面处，保证直通波与底波时间差≥20周期；承压设备壁较厚时，采用低频探头，确保探头位于设备下表面；（2）保证烟头中心频率差维持在20%内，全面性覆盖信号。检测仪灵敏度影响检测增益值，检测开始前调节检测仪灵敏度，根据检测目标选择合适灵敏度，比如直通波波幅为满屏的40%；（3）承压设备检测前设定好平均化的参数，保证全面接收检测目标的信号，保证TOFD图像的真实可靠。

2.2.2 定位分类缺陷

承压设备长期使用中受到各类因素的影响。比如埋地压力管道容易受到应力腐蚀与外力破坏等因素的影响，容易出现各类裂缝。因此利用TOFD技术检测缺陷类型、长度与埋藏深度等，依据衍射波信号判断缺陷类型。当底波出现中断时，利用耦合损失方法矫正，这种裂缝为表面开口型；如果信号出现上下端部均有衍射，属于典型的埋藏型。除此之外，承压设备无损检验应用中，受到某些因素的影响出现检测遗漏情况，因此需要重复多次检测，全面分析，验证有疑问的检测数据，确保检测结果的真实有效。

2.2.3 盲区补充检测

对容易忽视的盲区进行补充检测，直通波信号引起上表面盲区，当直通波中隐藏着缺陷信号时，检测仪无法接收到缺陷信号，也就不能分析缺陷信号，降低缺陷定位准确度；正常无损检验中当设备焊缝<50mm时，上表面盲区厚度为总厚度的1/5。因此需要重复检验，重视盲区检测，促进检测精确程度的提高。比如选择合适的宽频带窄脉冲探头、变更探头参数等减少扫查盲区，利用冲发射法、渗透等方法补充检测盲区；在对承压设备进行扫描时，检测仪上的探头会接收相应的衍射波，并通过专业的计算机软件合成TOFD图像，之后便可以通过分析该图像，判断承压设备缺陷的类别。其中数据分析的过程十分关键，相关的技术人员应当确保数据的科学、合理性，并根据信号的特点来分析TOFD图像以及扫描信号。

3 结束语

总而言之，随着承压类特种设备无损检测技术的发展，在承压类设备生产、安装及使用过程中都配备完善的无损检测技术，现今还产生在设备停运状态下的无损检测技术。这些检测技术的应用大幅度提高承压类设备使用安全性，及时发现各类潜在故障，有效降低设备故障发生概率，促进企业生产效益的提高，为社会经济发展贡献一份力量。

参考文献

[1]刘惠玲.无损检测技术检测承压设备注意事项[J].科技与企业，2012（05）：12.

[2]杨帆，谌贵辉，谌海云，等.超声导波在管道检测中信息处理分析研究[J].仪器仪表用户，2012（01）：13-15.

[3]宋振华，王志华，黄世清，等.基于纵向超声导波信号特性的管道损伤检测研究[J].机械强度，2011（01）：78.

作者简介：张云海（1982-），男，汉族，河北昌黎人，工程师，本科，现就职于山东省特种设备检验研究院威海分院。