无损检测技术在承压类特种设备检验中的应用探究

任桂芹

（青岛市即墨区综合检验检测中心 山东青岛 266200）

1 前言

承压类特种设备的检验中通常会采用无损检测技术，以避免各项检验行为对设备造成损害，并提升设备检测的精准度。从实际应用情况来看，无损检测技术的操作十分便捷、高效，而且可以提升承压设备的检验效率，降低承压特种设备安全事故的发生概率[1]。经过长时间的发展，无损检测技术的适用范围在不断扩大，且随着社会发展对技术使用要求的提升，无损检测技术也在不断完善。本文结合承压特种设备的使用特点，通过无损检测技术使承压类特种设备检验工作更加高效进行[2]。

2 无损检测技术概述

2.1 内涵

无损检测技术是指对材料、工件实施不损害其性能和不影响其未来使用的检测手段。将其应用于承压设备检验工作中可以提升设备的检验效率，避免发生安全事故。在实际应用中，无损检测技术需要搭配现代化仪器，以此确保承压特种设备的使用质量，为承压特种设备的稳定运行提供重要支持[3]。无损检测的方法较多，常见的是超声检测、无线射频识别检测、涡流检测、磁粉检测、渗透检测等。

2.2 特点

无损检测技术可以被应用于承压特种设备的材料选择、加工制造、成品检验等工作中，在检验中可以了解材料加工情况、工件结构的运行状态，测量工件的尺寸[4]。无损检测技术应用过程中所展现的特点具体表现在以下方面：（1）全面性。检测过程不会破坏设备的结构，且能够实现对设备各个零件的全面检测。（2）非破坏性。在使用检测技术的时候不会对设备本身造成损害。（3）无损检测技术能够被用来检测成品，且在检测过程中不会影响成品的质量。

3 承压类特种设备检验技术应用

承压类特种设备无损检测可以分为设备不停止运行状态下的外部检测和停止运行之后的全貌检测。根据承压特种设备类型的不同，检测周期也会存在差异。检测过程中要着重关注设备运行介质、温度、环境、荷载等情况，并密切观察这些信息可能引发的设备老化、磨损和开裂问题。

承压类特种设备检验需要配合无损检测技术，从实际情况来看，承压类特种设备无损检测一般会在设备使用现场执行操作。受多种条件的限制，要选择对现场适应性强的技术，选用方便携带的配套检测设备[5]。

无损检测技术在使用过程中不会对检测设备造成干扰和损害，应用先进的技术形式、设备发现设备运行潜在故障，而后采取有效措施解决潜在问题，避免有毒有害气体、液体在运输过程中出现泄漏。

4 承压类特种设备检验技术的应用类别

4.1 射线探伤

射线探伤是一种常见的无损检测技术，根据各个结构中射线的变化，发现被检测物体运行问题与性能缺陷。射线探伤检测技术所应用的射线包含X射线、r射线、中子射线等。射线损伤的具体检测步骤如下：（1）使用射线穿透探测设备[6]。（2）使用检测器械来检测透射射线的强度，根据实际需要改变被探测的部位，通过不断改变探测部位来找到透射射线强度和其他部位的差异。

射线探伤被人们广泛地应用到针孔、气孔、夹杂、裂缝等缺陷问题的检测中，在石化管道、船舶制造、航天设备加工生产等领域应用广泛。设备检测流程中，在实施检测时需要注意做好防护工作，避免射线对人体造成伤害。

4.2 超声波探伤

超声波探伤是给被检测物体安装超声探头，使超声从被检测物的表面传递至内部，并在其内部边界产生反射，借助关联仪器能够检测到这些反射波的数据，之后在A型显示器上形成脉冲波形，通过分析脉冲波形的特点来判定损伤和缺陷部位[7]。根据入射角和检测物体形态的不同，更换不同的换能器（晶片）。超声波在不同介质中所产生的波形不同，其中纵波适合检测探测形状比较简单的金属构件；横波适合检测管材的轴向裂缝、划伤、气孔和夹渣。

4.3 红外线探伤

红外线探伤是以红外热成像技术特征为基础的检测技术，物体本身具备的温度会向外界释放红外线，且红外线的辐射强度和温度呈正比。在承压特种设备检测中，可以选择主动检测或被动检测[8]。对于能够自身发出热量的设备可以利用设备本身的温度进行检测，即实现被动检测。对于工件本身温度比较低的可以先进行人工加热，实现热量在工件内部的传输。基于工件完好部位和缺陷热导率的不同，红外线辐射强度也会不同，通过红外线热成像仪器，详细记录工件表面热成像，打造出温度场分布图，并通过图像找到设备存在缺陷的部位。

4.4 磁粉探伤

在金属工件被磁化处理后，如果表面存在缺陷，如裂缝、夹杂等，就会出现漏磁场的问题，会吸附较多磁粉。可以结合磁粉在工件上的分布情况来判断其可能出现缺陷的部位[9]。

磁粉探伤检测方式具备操作简单、易于实现的特点，检测时可以将工件放置在强磁场中，借助较大的电流来实现对工件的磁化处理。磁粉探伤操作一般会被人们应用到特种设备半成品、成品出厂前的检验工作中，通过检验可以有效防止疲劳损伤。

4.5 渗透探伤

渗透探伤检测是在毛细管的作用下，涂抹在零件表面的渗透剂会渗透到零部件的表面缺陷中，这时时需要对多余的渗透液进行清理，在毛细作用下显像剂会将缺陷部位的渗透液回渗，这时通过观察缺陷位置渗透液的痕迹可以判断缺陷性质。渗透探伤技术应用范围广泛，除了多孔隙疏松材料不能够使用这项技术，其他领域都可以使用渗透探伤。

4.6 涡流探伤

涡流探伤检测以电磁感应为基础，在承载交变电流检测线圈靠近导电试验件的时候，在线圈磁场的作用下试验件会出现涡流。涡流反作用磁场会让检测线圈的阻抗出现变化，因而通过检测线圈阻抗的变化就能够了解被检测试验件的导电性能。和其他检测技术相比，涡流探伤检测具备以下优势：（1）检测操作时线圈不需要接触工件，也不需要耦合介质，检测速度较快；（2）如果工件表面出现缺陷往往可以在第一时间检测出来，及时采取质量控制对策；（3）在检测时不需要耦合介质，因而可以在高温的环境下完成检测[10]。涡流探伤不但可以对导电材料上的裂纹、孔洞等缺陷进行检验和判断，而且这类检测技术还显示出良好的灵敏度，能够及时发现油漆层的缺陷。

在工业生产加工领域，涡流检测技术被人们广泛应用在各个金属管、棒、线、丝材的探伤检测中，在使用的过程中兼顾长通伤、缓变伤等不同程度缺陷的检测要求，还能够有效抑制钢管在线、离线监测时被外界信号的干扰。

5 承压类特种设备检验技术的应用步骤

5.1 技术应用准备

（1）在使用无损检测技术的时候需要提前设定好设备参数，尤其是在安装探头前要检查好探头的频率、晶片的大小及中心距离参数。如果被检测承压特种设备的壁端比较稀薄，则需要使用高频率探头来实施检测。需特别注意耦合不良影响超声波的穿透反射，造成误判。在探头处于设备表面时要确保直通波和底波的时间差超过20个周期。在承压设备壁端较厚时需要使用低频探头，并确保探头设备始终处于设备的下表面。（2）中心频率数值差要始终控制在20%左右，频率设定要能够覆盖所有信号。检测仪器设备灵敏度与检测结果有密切联系，开始检测前必须做好灵敏度调整，也可在准备工作前使用换能器（晶片）试块测试灵敏度，在基准值合格的情况下使用。按照检测目标设定灵敏度数值。（3）在对承压设备检测前需要设定好平均化的参数，增强无损检测图像的精准性。

5.2 定位分类缺陷

如果承压特种设备的运行时间过长，难免会出现渗漏、腐蚀和破损现象，这些现象的出现会影响承压特种设备的基本性能。为了提升承压特种设备的性能需要检测其缺陷类型、缺陷面积、缺陷埋藏深度等，并根据衍生射波信号的大小来判断缺陷类型。在底波出现中断时需要及时使用耦合损失的方式予以修正。承压特种设备检测如遇遗漏现象，也可以应用无损检测技术解决。

5.3 盲区补充检测

承压特种设备检测遇到的盲区，建议采取补充性检测的方式解决。对于因为直通波信号引起的上表面盲区问题，检测设备无法及时检测和分析缺陷信号，最终会降低缺陷定位的精准度。为此，在设备裂缝低于50 mm、上表面盲区厚度是总体厚度1/5时需要对设备实施重复性的检测。

6 结论

综上所述，无损检测可以保证被检测物的性能，且和其他检测相比这种检测技术的检测效果良好，检测精准度较高。在承压特种设备的检测中，该技术有利于监督设备运行效果优化，减少设备加工制造的返工率、废品率，进而减少检验成本，增强使用安全性、稳定性。本文结合承压特种设备加工生产实际情况，着重介绍了射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等无损检测技术，分析了无损检测技术在承压特种设备性能检测工作中的优势。随着经济的发展，无损检测技术的应用更加广泛，为国家现代化建设发展提供了重要支持。