压力容器检验中无损检测技术的运用

侯汉涛

摘 要 石化企业拥有大量的压力容器，一旦发生故障，很容易危及工作人员的人身安全，为石化企业带来重大的经济损失，所以必须重视压力容器的安全问题。本文主要介绍石化企业压力容器定期检验过程中无损检测技术的应用特点。

关键词 压力容器检验；无损检测技术；应用

中图分类号 TH49 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）172-0248-02

石化企业中拥有大量的压力容器，容器内的介质大多为易燃、易爆、有毒或者有严重的腐蚀性，长期工作在高温高压环境之下，具有很强的危险性。近年来，国内外石化企业压力容器爆炸的事件时有出现，严重危害了国家及人民的生命财产安全，因此，压力容器的监测及定期检验至关重要。本文主要就压力容器常见的无损检测技术的应用问题进行简单的探讨分析。

1 无损检测概述

焊缝无损检测技术就是在不损伤被检测对象的内部组织、使用性能的情况下，通过一定检测技术对待检测物质的表面及内部结构、状态、性质、缺陷等相关情况进行检查测试。无损检测是工业设备及材料质量检验过程中常见的技术手段，目前来说国内外常用的石化企业压力容器无损检测技术有超声检测、红外热检测、磁粉探伤、渗透探伤、射线探伤等5种，下文对这5种检测方法进行重点叙述。

2 石化企业压力容器常见的无损检测技术

2.1 红外热检测

红外热检测顾名思义就是利用红外线的热辐射特性检测设备。常温压力容器的高应力集中部位检测以及高温压力容器热传导在线检测中常常会使用这种检测手段。高温压力容器长时间使用后难免会出现内部结焦、堵塞、内衬损伤等问题，使用红外检测技术不需要直接接触压力容器，能够快速、实时对压力容器进行大面积远距离检测。近年来该技术在石化企业相关工业设备的检测中应用十分广泛，相关研究分析发现，与其他几种无损检测方法相比，红外热检测技术的速度更快，可以对压力容器进行震动分析，能够有效地预防设备故障，在制造装载核燃料的压力容器时使用这种方法进行检测，能够减少容器制造过程中的气泡及缺陷，目前来说我国已经有许多研究部门与石化企业就压力容器、压力管道等设备材料的断裂力学、热传导分析等等问题进行了研究讨论，成功的将红外热检测技术应用于反应器、液化石油气储罐等等设备的检测过程中。就检测仪器来说，我国已经成功研制开发出多种制冷红外热像仪以及非制冷红外热像仪，未来很长一段时间内，我国红外热检测技术的研究方向主要在两个方向，其一，在应用物理学、传热学专业知识基础上，使用计算机设计一个数学模型，建立一个长期监控系统，用于实时监控在线运行的压力容器；其二，建立完善的红外检测国家或行业标准，缩小与国外的差距。

2.2 超声检测

物体的内部结构不同，声学特征也会不同，它们会影响到超声波的传播，超声检测就是利用这一原理检测待测材料的缺陷及物理特征。超声检测是目前国内外相关企业中应用范围最广、使用做多的无损检测技术，超声检测能够检测出压力容器焊缝内表面的裂纹、接焊缝内部埋藏缺陷、焊缝外表面裂纹、焊缝内缺陷的高度等等缺陷，超声检测的效率较高、速度较快、检测的深度较大、对于检测人员不会造成伤害、现场检测比较方便，但实际的检测过程中容易受到材料表面粗糙度、检测人员技术经验、焊缝表面成型状况等等因素的影响，粗晶材料的精确度难以保证，且这种检测方法下缺陷表达也不够直观。下文主要对超声检测中的关键技术进行简单的讨论。

1）信号处理技术。超声信号是识别待检测对象中的缺陷及其位置的重要工具，但超声波检测信号可能会受到其他噪音的影响，导致超声波信号的传输及接收出现问题，因此许多研究人员就超声波信号的处理问题进行了深入的探讨分析，比如使用小波包对超声波检测信号进行降噪处理，可以有效地提高信噪比；比如在缺陷深度的智能识别中引入人工神经网络技术、小波分析等等相关技术，使得超生的定量识别更加便捷。超声波处理问题是超声检测的关键技术，必须不断地深入分析，才能够提高该种无损检测技术的效率。

2）超声换能器。超声转换器的主要作用是将输入的电功率转换为超声波传递出去，是超声波检测技术中的关键设备，常见的超声波转换器有电磁超声转换器、压电超声转换器等等几种，电磁超声转换器在实际应用中不需要直接接触待测物体，能够应用于高温高速及在线检测过程中。现阶段，压电超声波转换器正朝着高频、大功率、低压驱动、集成化等等方向发展，西班牙、法国等等国家已经取得了一定的研究成果。

2.3 磁粉探伤

铁磁性材料磁化会产生磁感应强度，会导致磁力线密度增大，当因焊缝缺陷、材质等原因造成材料存在不连续性时，磁力线发生畸变，溢出检测材料表面，产生漏磁场，物体缺陷周围的磁粉会出现堆积，这种检测方法的灵敏度较高，能够检测出铁磁材料近表面以及表面的缺陷，对于缺陷的位置、大小、形状等等相关内容都能够直观的显示出来，检测速度快且成本低，污染小，但这种方法只能用于铁磁性材料，奥氏体不锈钢材料、焊缝及一些非铁磁性材料的缺陷问题不能检测，材料内部的缺陷难以发现，检测时工件的磁化方向会影响到检测灵敏度，部分工件检测完成后还要进行退磁处理。

2.4 射线探伤

射线探伤中使用的射线主要有X射线及γ射线两种，实际的检测过程中，由于射线穿透待测物各部分结构时会产生不同强度的衰减，通过检测衰减的程度就能够检查出材料存在的缺陷。射线经过待测材料会被吸收，将吸收后的射线投射到胶片上，然后对胶片进行显影处理，可以发现物体厚度的变化即内部缺陷情况，通过这一信息能够判定焊缝缺陷的危害性及焊接质量等级。压力容器制造过程中常用射线探伤的方法检测其焊缝。这种检测方法比较直接明了，能够对焊缝进行定性、定量的检测，检测结果的准确度也较高，检出的结果能够长期保存，对于夹渣、气孔等等体积型缺陷的检出率相对较高，但是检测设备成本较高不便携带，且产生的射线可能会危害现场工作人员的人身健康。

2.5 渗透探伤

渗透探伤的检测原理主要是毛细作用，检测过程中将含有荧光染料或者着色染料的特制渗透液施涂在待检测工件的表面，一段时间之后，表面开口缺陷中会渗进渗透液，将材料表面的多余渗透液清除，将显像剂涂抹在零件表面，缺陷中残留的渗透液会再次回渗到显像剂中，紫外线或白光作用下，缺陷处会清晰的显示出渗透液的痕迹。压力容器制造过程中可以使用这种方法检测热影响区及焊缝的冷裂纹、延迟裂纹等表面开口缺陷。压力容器使用过程中可以使用这种方法检测基材、热影响区等等部位的晶间腐蚀、应力腐蚀等等表面开口缺陷。

这种方法适用于各种材料的工件及设备的无损检测，尤其是一些大型工件、形状不规则工件、设备的现场检修检测之中，检测方法比较便捷，不需要电源，缺陷显示十分直接，但是渗透探伤检测的精度及深度都不够，检测完成后还需要做好清洁工作。

3 结论

本文简单就超声检测、红外热检测、磁粉探伤、渗透探伤、射线探伤几种检测技术在压力容器无损检测中的应用进行了简单的讨论分析，实际工作过程中，还有声发射检测、金属刺激仪检测等无损检测技术，本文不再详细介绍。

参考文献

[1]梁宏宝，王立勋，刘磊.压力容器无损检测技术的现状与发展[J].石油机械，2010（2）：54-57.

[2]张旭磊.压力容器检验中无损检测技术的运用探讨[J].科技创新与应用，2014（6）：91.