锅炉压力容器安全的无损检测方法研究

王献芹

锅炉压力容器安全的无损检测方法研究

王献芹

（河南省锅炉压力容器安全检测研究院开封分院，河南 开封 475000）

本文主要分析压力容器安全的相关内容，阐述无损检测方法的特点，最后总结无损检测方法在锅炉压力容器安全检验中的应用，旨在实现锅炉压力容器安全性的提高，确保设备的安全稳定运行。

锅炉；压力容器；安全性；无损检测

1 压力容器安全分析

压力容器就是指专门用于承受压力的容器，根据国家的相关规定和标准，压力容器的最高工作压力至少为0.1MPa，容器的容积不小于0.025m3，内部直径不小于0.15m，容器内的液体或者气体的最高温度不低于标准的沸点液体温度。压力容器如果发生安全事故，原因通常有两方面：第一，压力容器自身的因素，由于压力容器自身存在不确定因素，因此容易在承载时产生断裂，或者压力容器的缺陷在运行中不断扩大，引发安全事故；第二，压力容器自身的质量没有问题，但由于人为管理和操作的原因而引起安全事故［1］。

压力容器往往应用于航空航天、石油化工、食品、机械、冶金、核能等领域，并且被广泛应用于具有一定爆炸威胁的设备。为了促进各行业和各领域深入发展，使我国经济实力得以提升，必须进一步提升压力容器的安全性，确保压力容器能为我国经济发展提供可靠的前提条件。压力容器具有双面性，一方面被广泛应用于工业的各种相关产业中，推动工业相关产业的发展；另一方面，压力容器也具有较大的安全风险，容易引发严重的恶性安全事故，所以，压力容器的安全性受到各界的广泛关注，有必要对其安全性检测进行研究，确保压力容器运行的安全稳定。

2 无损检测方法分析

2.1 无损检测方法概念

所谓无损检测指的是为了确保设备和仪器的安全性，在不破坏被检测设备和仪器的基础上，利用现代化的科学技术进行设备的表面结构形态和内部运作情况的检测，从而明确设备和仪器的实际运作状态。

目前的无损检测方法有许多种，如渗透检测法、射线检测法、涡流检测法、超声波检测法和磁粉检测法等，其中超声波检测法和射线检测法是无损检测中最常用的两种检测方法。首先，超声波检测法利用的是声波的散射、反射及透射，对被检测设备的几何特征和力学性能进行检测。超声波检测法通常用于一些复合材料、金属材料和非金属材料的检测，能通过其较好的穿透力对设备构件中存在的缺陷进行准确的定位和判断。其操作方便简单，检测速度较快，成本不高，也不会带来人体伤害，所以被广泛应用于各种无损检测中。其次，射线检测法通过射线穿透的方式进行检测，当射线穿过设备构件中的某部位，并出现射线衰减的现象时，那么感光胶片也会表现出对应的强弱差异，此时可以根据感光胶片进行缺陷位置的确定。射线检测法的定位较为精准，同时有效呈现缺陷的具体图像，能及时记录现场的检测信息，便于后期的数据存储。

2.2 无损检测方法的特点

从射线检测法和超声波检测法的对比分析（见表1）可发现，无损检测方法具有多种优势和特点，但不同的检测方法也具有一定的缺陷。

表1 超声波检测法和射线检测法对比

3 无损检测方法在锅炉压力容器安全中的应用

3.1 无损检测方法的应用

除上述中提到的超声波检测法和射线检测法外，锅炉压力容器安全检验中还常常用到磁轭检测法、交叉磁轭检测法、线圈检测法、触头检测法等。由于压力容器的材质一般为低合金钢和碳素钢，因此，在进行磁粉探伤时，往往需要两个步骤同时进行，第一个步骤是外加磁场的磁化，第二个步骤是在构件上增加磁悬液或者磁粉。压力容器的无损检测方法多样，但磁粉探伤往往针对的是角焊缝、对接焊缝等，因此常使用以下几种方法进行无损检测［2］。

3.1.1 磁轭检测法。这种检测方法在压力容器安全检测中应用较为广泛，其操作简单，检测设备易使用，在活动关节的磁轭上主要对角焊缝位置进行安全检测，且为了能够对角焊缝中各方向存在的缺陷进行准确定位和判断，往往需要在同一个位置进行两次垂直检测。磁轭法在检测过程中，需要将焊缝进行划分，分成多个小部分，然后对每个小部分进行检测，检测时容易发生一些位置的重复检测，因此，检测时间较长，检测效率差。如果在检测中不够细心，则容易造成漏检的情况，无法保证检测的科学性和准确性。

3.1.2 交叉磁轭检测法。交叉磁轭法被广泛应用于容器定检中，是当前应用最多的一种检测方法，交叉磁轭法在检测过程中，会产生旋转磁场，能迅速准确地对容器进行探伤。交叉磁轭法的检测效率高，检测方法简单灵活，通过一次磁化，就能检测出容器中各方向存在的缺陷和问题。尤其对较长的对接焊缝进行探伤时，交叉磁轭法往往应用较多，但交叉磁轭法不适用于角焊缝的探伤和安全检测。交叉磁轭法虽然具有较大优势，能在压力容器的无损检测中发挥积极作用，但其对电源的要求较高，电源的电压要求380V，所以在石化工业的应用中较少。

3.1.3 线圈检测法。一般来说，管道的角焊缝和圆周的探伤，采用的是绕电缆的方式，通过纵向磁化，检测焊缝是否存在纵向裂纹，在压力容器无损检测中常常作为一种辅助手段。

3.1.4 触头检测法。触头法是一种单向的磁化方式，能进行电流大小和电极间距的调整，通过容器探伤位置的具体情况及对检测仪器的灵活性需求来调整，让角焊缝探伤能灵活进行调整和改变。触头法的检测要求类似于磁轭法，必须要对同一个位置进行两次交叉垂直检测。

简言之，压力容器的无损检测中，最常用到的检测方法是交叉磁轭法和磁轭法，这两种检测方法的检测效率较高，操作灵活方便，在压力容器的无损检测中具有重要价值，但交叉磁轭法不能对接管角焊缝进行无损检测。活动关节磁轭无法对具有一定角度的接管角焊缝进行检测，但触头检测法和线圈检测法能弥补这一不足，对接管角焊缝进行有效检测。因此，在实际检测过程中，主要以交叉磁轭法和磁轭法为主，以其他检测方法为辅，使压力容器的无损检测更加科学有效。

3.2 无损检测中的注意事项

首先，在检测之前，需要对容器的相关性质进行了解，包括容器的制造、材质及使用等。压力容器在制造过程中，如果使用的钢材较为敏感或者强度较大，则会在某种条件下产生裂纹，因此，有必要明确容器的相关性质，确定在长期使用中容器是否会产生裂纹。其次，在检测过程中，要对压力容器外部焊缝位置进行清理和打磨，将表面的覆盖物清除干净，防止漏检。最后，在检测过程中，受一些不确定因素的影响，可能引发安全事故，需要安排专业的安全技术人员，做好安全措施，确保检测过程中的安全性。

4 结语

在我国现代化工业和能源产业中，压力容器的应用极为广泛。由于压力容器自身对密封性的要求较高，因此，在进行无损检测时，必须确保无损检测技术的高精度和高准确性，并根据压力容器的实际情况，对压力容器运行中的不足进行研究，有针对性地选择最适当的无损检测方法，为锅炉压力容器的安全运行提供可靠保障。本文主要研究了压力容器安全及无损检测方法的相关内容，并对无损检测方法的应用进行了探究，希望能为相关研究和应用提供一定的参考。

［1］马依尔江·阿不来提.无损检测方法在锅炉压力容器检验中的应用［J］.建筑工程技术与设计，2016（22）：137.

［2］周利涛，张鹏，张佳，等.探究无损检测方法在压力容器检验中的综合应用［J］.建筑工程技术与设计，2016（24）：1709.

The Study of Nondestructive Testing Method for Safety of Boiler and Pressure Vessel

Wang Xianqin
（Henan ProvinceInstitute of Boiler and Pressure Vessel Safety Testing,Kaifeng Branch,Kaifeng Henan 475000）

This paper mainly analyzed the related content of the safety of pressure vessels,expounded the characteristics of nondestructive detection method,and finally summarized the application of nondestructive testing method in boiler and pressure vessel safety inspection,in order to achieve safety of boiler and pres⁃sure vessel increase,to ensure the safe and steady operation of equipment.

boiler；pressure vessel；safety；nondestructive testing

TG115.28

A

1003-5168（2017）10-0081-02

2017-09-01

王献芹（1979-），女，本科，会计师，研究方向：技术监督。