压力容器检验中无损检测方法的综合应用研究

2020-01-20陈晓曦

中国设备工程 2020年21期

陈晓曦

（福建省锅炉压力容器检验研究院莆田分院，福建莆田 351100）

无损检测是指在对检测对象不造成损坏的基础上，通过对合理的技术进行应用完成相应的检测作业，掌握检测对象存在的缺陷，进而对检测结果进行分析和评价。压力容器的运行环境恶劣，在长期运行下设备会存在不同的损伤模式，如腐蚀减薄、环境开裂、材质劣化等，这会导致压力容器在运行期间出现严重安全隐患。因此，要采取合理的措施对压力容器在运行期间存在的缺陷问题进行检查，保证压力容器在运行时的安全性。

1 无损检测技术概述

所谓无损检测技术就是在不影响被检测对象性能，不对其造成损坏的基础上，对检测对象性能进行检测，在检测时可以采用化学手段，也可以采用物理手段，使用相关的仪器设备，按照相关规定的技术要求，实现对检测对象表面及内部的性质、结构、缺陷、状态等各项内容的全面检测，检测结果能够准确体现被检测对象的性能。在现代工业快速发展的今天，无损检测技术水平，可以体现一个国家的工业发展水平，同时，在对无损检测技术进行应用时，要注重不同无损检测技术的优缺点，依据实际情况，最终选取合理的检测方案，确保无损检测技术在压力容器检验中作用能够得到精准高效的发挥，完成相应的检测工作。

2 检测压力容器的必要性

为了完成对压力容器的合理检测，落实检验作业，要明确检测压力容器的必要性。检测压力容器的必要性主要体现在以下几个方面：

（1）做好压力容器检测，有利于确保其具有良好的工作性能，可以分析判断出压力容器在运行期间可能存在的各种安全隐患并将其消除，从而降低安全事故的发生概率。

（2）做好压力容器检测，能够使相关企业的生产运行期间的经济效益可以得到进一步提升，进而保证企业能够实现可持续化发展。

（3）注重压力容器检测，能够在保证压力容器在运行过程中安全的基础上，适当延长压力容器使用寿命长度。

3 压力容器检测中几种常用的无损检测方法

3.1 超声波检测方法

在对超声波检测方法应用前，为了确保最终检测结果的合理性，要对超声波检测方法进行全面学习和研究。超声波检测方法在实际应用期间的原理与超声波的在工件中的传播特性有关。对于金属材料的压力容器，超声波检测常用的频率主要集中在0.5～10MHz，能量高，在传播过程中能量损失小，传播距离大，穿透性好，而且超声波方向性好，在材料中能够沿着指定方向快速传播。在压力容器检测中对超声波检测技术进行应用，若压力容器内部结构存在缺陷，超声波会与缺陷相互作用，改变传播方向或特征发生反射，此时，根据接收反射波的特征，就能够对压力容器存在的缺陷进行判断和评估，并且，能够依据超声波在传播时发生反射的位置，对缺陷位置进行判断。超声波检测在压力容器检验中的应用主要适用于检测焊接接头、锻件、铸件的埋藏缺陷等，以及在使用过程中无法对压力容器进行内部检验时，可从外部用超声波进行检测。

该检测方法还具有灵敏度高、检测成本低、现场使用方便，对检测人员及环境无害等优点。但是，也存在一定缺点，无法对复杂工件进行检测，常用A型脉冲反射法检测结果显示不直观，结果不可记录，而且对检测人员的能力和经验要求都有着较高要求。

3.2 射线检测方法

该检测方法在实际应用期间的原理就是利用射线穿透工件，射线在穿透过程中会因工件本身吸收和散射使强度减弱。如果压力容器局部存在缺陷，构成缺陷的物质的衰减系数和容器本身材料的衰减系数存在差异，这样就会导致射线强度存在差异，这也就是判断压力容器是否存在缺陷的依据。出现这种明显差异，工件后方的X光感光胶片感光程度将会发生显著改变，通过处理后，缺陷部分和正常部分的影像也会存在明显差异，主要表现为黑度上存在差异。对比度不同形成的影像能够帮助检测人员判断工件缺陷信息。这一检测方法的应用范围十分广泛，主要应用在压力容器制造时的焊接接头检测，以及定期检验过程中用超声波无法对缺陷进行定性的情况下，用射线辅助进行检测验证。射线检测的主要优点就是检测效果直观，而且方便记录，可以更好地完成对压力容器中夹渣、气孔等各种不同类型缺陷的检测。其缺点就是对面积类型的缺陷的检测效果差，如果在检测时，照相角度不合理，容易出现漏检问题，以及检测厚度受到射线穿透力的限制，而且检测的速度较慢，对检测人员及检测周边的环境有伤害，需要采取相应的防护措施。

3.3 磁粉检测方法

该检测方法主要适合应用在具有铁磁性材料工件中，铁磁性材料的工件被磁化后，如被检测工件存在缺陷，材料会呈现不连续性，使工件表面或近表面产生漏磁场。在压力容器检验中，检测人员将磁悬液喷洒在容器待检测部位的工件表面，磁悬液中的磁粉会堆积在漏磁场处，在光照下会呈现出磁痕，磁痕所在区域就是缺陷位置。磁粉检测在铁磁性材料压力容器中是一项十分重要的检测手段，具有很高的检测灵敏度，能够对容器焊接接头表面质量做出较准确的判断，其在应用期间的优点就是可以全面展示工件各个部位的表面缺陷，操作简单，成本低，缺陷检测的重复性好，在压力容器检测中其局限性就是只能用于检测表面和近表面缺陷且能够被显著磁化的压力容器。

3.4 渗透检测方法

该检测方法主要是对毛细作用原理进行应用，将渗透剂涂抹在压力容表面，涂抹的渗透剂能够逐渐渗透到压力容器表面的裂缝缺陷中，去除表面多余的渗透剂后，经过干燥后，利用显象剂涂抹在工件表面，在毛细作用下显像剂将渗入缺陷中的渗透剂重新渗回表面，进而完成对压力容器上存在的各项缺陷的精准显示。可见，通过对渗透检测方法进行应用，能够完成对压力容器内外表面的焊缝、冷裂纹、延迟裂纹等各种不同类型的开口缺点，而且能够进一步检测压力容器的基材表面和热影响区域处存在的开口缺陷，例如，能够完成对应力腐蚀、晶间腐蚀等各种不同焊缝缺陷情况的检测。渗透检测具有成本低、结果直观、操作简单，既可以检测磁性材料，也可以检测非磁性材料。但是，如果压力容器表面因外来因素造成开口堵塞，则渗透检测就难以检出。

4 无损检测方法在压力容器检验中的综合应用

压力容器检测中采用的无损检测技术有很多种，不同的检测方法在具体应用期间的优缺点也各不相同，在实际检测期间，为了发挥不同检测方法的优点，检测人员要学会如何综合应用这些无损检测技术，进而使压力容器无损检测水平能够得到进一步提升，满足检测需求。综合应用无损检测技术的步骤如下。

4.1 把握检测时机

正确把握压力容器检测时机，是合理应用无损检测方法的一项基础条件。要把握好检测作业时机，才能实现对各种不同无损检测技术的综合应用。在选择压力容器检测时机时，要在结合检测目的的基础上，进行全面分析，及时发现压力容器存在的缺陷，为后期采取合理补救措施处理提供支持。

4.2 合理选择检测方法

不同无损检测方法的优势和适用范围都不同，因此，在检测压力容器时，要对采用的无损检测技术进行科学分析，做好相应选择。第一，对压力容器的制造方法、材料进行分析。第二，对压力容器可能存在损伤模式进行分析，对容器变形或缺陷部位进行判断，依据预测结果，选择一种合理的检测方法。

4.3 无损检测技术综合应用

不同无损检测技术优缺点各不相同，综合应用各种无损检测技术能够更好地完成对压力容器的检测。例如，在有些无法在容器内部进行检验时，在外表面采用超声波检测对压力容器进行埋藏缺陷检测，再结合磁粉检测或者渗透检测对压力容器进行外表面检测，针对压力容器中可能存在的缺陷部位进行重点检测，进而提升检测质量，确保检测结果可信度，方便后期缺陷处理作业的开展，排除压力容器存在的安全隐患。