压力容器无损检测技术的合理选择与应用

2021-11-27周泉

魅力中国 2021年38期

周泉

（甘肃省特种设备检验检测研究院，甘肃兰州 730000）

在压力容器应用率不断增加的背景下，由于其存在一定的风险性，故而压力容器检测工作逐渐受到社会的关注。但随着科学技术持续发展，传统检测技术已无法满足社会需求，导致检测精准性降低。为有效解决该点问题，工作人员必须对无损检测技术形成正确认知，并对其进行科学选择与应用，以此提高检测结果可靠性，进而降低压力容器出现安全事故的可能性，其对保障现代工业稳定发展具有重要意义。

一、压力容器无损检测技术及其选择

针对无损检测技术而言，其主要指在保障检测对象原有性能及结构的基础上，利用红外或超声等手段，对其内部进行全面检测，进而明确检测对象存在的缺陷。该项技术包括的内容呈现多样化，且不同技术手段均具有不同的适用条件。因此为避免对检测效果产生影响，必须充分明确不同检测技术的特点，并结合压力容器检测工作实际情况，以此对无损检测技术进行科学选择。

（一）无损检测技术

1.射线检测

在应用射线检测技术的过程中，多会对r 射线源以及X 射线探伤机等设备进行利用，以此提高检测效果。该项技术在检测工作中具有较高的应用率，其主要指对射线进行利用，将其透照到检测对象。在透照后，射线强度将根据检测对象的厚度以及密度等发生变化，并通过射线本身具备的照相及荧光作用，将强度发生的变化反映到胶片中[1]。在显影处理工作结束后，强度变化将以存在差别的黑度在底片上呈现。此后，工作人员可通过分析底片黑度，对压力容器不同结构的实际状况进行明确，精准排查压力容器中存在的缺陷，并采取相应的处理措施。目前，该项技术主要被工作人员应用到以碳素钢、镍合金及镍、奥氏体不锈钢等材料制作的压力容器纵缝或环缝检测工作中。通过深入分析射线检测技术，可发现其存在的特征主要是具备良好的直观性以及检出率较高等，且检测结果能够根据操作人员实际需求进行记录或保存。虽然该项技术对人体具有一定的伤害，但由于其存在上述多项优势，故而该项技术在压力容器检测工作中的应用率正在不断增加，已成为主要手段之一。

2.超声检测

通过分析超声检测技术原理，可发现若超声波传播的介质中具备良好的均匀性，其传播速度及方向将不发生变化；若介质中存在其他介质，超声波将出现折射及绕射等多种现象。针对制作压力容器的钢材而言，其属于均匀介质。若钢材内部中存在缺陷，则超声波在钢材内部传播时，将发生反射现象，并将该现象反馈至工作人员。此后，工作人员可根据反射幅度及方位等对钢材内部缺陷的位置及实际状况进行明确，并采取相应措施。目前，能够采用该项技术进行检测的原材料及部件主要有锻件、复合钢板、高压螺栓件以及钢板等。在社会经济持续发展的背景下，各项检测技术进入发展新势态。其中，TOFD 检测技术具有较高的应用率，其以超声检测技术为基础，被部分学者称作衍射时差法超声检测技术。目前采用该项检测技术开展压力容器的检测工作时，主要是对厚度是12 ≤t ≤400的低合金钢进行检测。由于TOFD 检测技术的扫查范围较为广泛，采用的技术手段是扫描成像技术，能够对检测对象存在的缺陷进行直观判读，且具有良好的检出率，故而该项技术在企业中的应用率正在不断增加，且已取代了射线检测技术。但从现实角度出发，可发现该项技术具有一定的局限性，其无法对近表面处盲区进行检测，对检测对象缺陷的定性判断难度较高，且若检测对象组织结构较为复杂，TOFD 检测技术将无法充分体现自身的功能性。此外，该项技术对操作人员专业技能具有较高的要求，若操作人员操作能力欠佳，必将对该项技术实际效果产生影响。

3.渗透检测

对压力容器进行检测时，该项技术采用的多是液体毛细现象检测手段，其能够通过该项手段，在保障非松孔性固体材料开口表面原有性能及结构的基础上，对具有的缺陷进行全面检测。该项技术的原理是在工件开口避免存在的缺陷中添加适量液体，使其渗透到缺陷深处。此后，对去除剂进行利用，以此清除渗透液，并通过显像剂对检测对象中存在的缺陷进行显示。该项检测技术具备良好的适用性，能够被应用于多种材料的检测工作中，且能够对有色及黑色金属进行有效检测。此外，在科学利用渗透检测技术的情况下，工作人员将实现对非金属材料进行检测，并明确不同工件表面存在的缺陷。该项技术存在的优势较多，例如具有良好的便捷性，能够对面积较大的表面缺陷进行高效检测，且能够全面检测形状较为复杂的部件。但该项技术无法对存在检测对象内部的缺陷进行检测，因此在采用该项技术时，应充分结合压力容器实际状况。

4.磁粉检测

针对该项无损检测技术而言，其以磁场与磁粉之间存在的作用为基础。对处于制造过程且原材料是铁磁材料的压力容器进行检测时，可选择采用该项技术手段，以此提高对容器质量的控制力度。在科学利用该项技术的情况下，工作人员将充分明确磁性材料或钢铁材料存在的缺陷，以此防止产品出现质量问题，从而对后续使用产生影响。该项技术存在的优势较多，例如具有较高的灵敏度、效率高且对成本要求较低。但目前该项技术仅适用于制作材料是磁性材料的压力容器检测工作中，且检测结果极易受到压力容器或工件等因素的影响，导致检测结果精准性降低，致使工作人员无法准确掌握压力容器存在的缺陷，进而造成压力容器存在的风险性无法消除。

（二）无损检测技术选择原则

在选择无损检测技术时，应对以下原则进行适当参考：1.在应用无损检测技术的过程中，应对其与其他技术手段进行结合使用。主要原因如下：虽然此类技术手段能够在保障检测对象原有性能及结构的基础上对其进行检测，但该项技术存在一定程度的局限性，暂时无法取代传统检测技术；2.必须对应用无损检测技术的时间点进行科学选择。为实现该目标，应对检测对象进行深入分析，并以此明确检测对象的材料性质及相关技术，进而提高挑选检测时间的科学性；3.由于渗透检测与超声检测技术等具有不同的优势，无法对全部类型的压力容器进行检测，故而必须充分结合实际状况，并对检测对象的制作工艺及用途等进行深入分析，以此对无损检测技术进行科学选择；4.部分压力容器因具备特殊性，故而仅采用单项无损检测技术将难以对其进行有效检测。为此，应同时对多项无损检测技术进行选择，进而提高检测效果，并为后续工作顺利开展奠定基础。在严格遵循上述选择原则的情况下，无损检测技术的核心价值将充分体现。

二、无损检测技术的应用

为避免对无损检测技术实际效果产生影响，必须对其进行科学利用。在应用无损检测技术的过程中，可选择对以下内容进行综合考量：

（一）射线检测

在通常情况下，射线检测技术不仅可被应用于可能存在气孔、夹渣以及密孔等缺陷的压力容器检测工作中，而且还能对人体无法进入或超声波检测技术无法有效检测的压力容器进行检测。但该项技术无法被应用于管材以及棒材等的检测工作中。针对射线而言，其能够透过钢结构或无机等材料，并对压力容器的内部组织结构进行反馈。在科学利用荧光剂与胶片等材料的情况下，工作人员将实现对压力容器材质类型以及厚度等多方面因素进行呈现。在实际检测过程中，可通过成像与显示对压力容器内部状况进行明确，并掌握其实际结构，以此掌握压力容器可能存在的缺陷，进而实现在保障压力容器原有性能与结构的基础上，对其进行有效检测。该项技术具备良好的适用性，能够对多种材料进行检测，进而提高检测效率。但由于该项技术对人体具有一定的伤害，故而在应用过程中，必须对射线方向及强度进行严格把控，明确要求操作人员做好防护工作，以此提高射线检测安全性及效率。在此基础上，工作人员将充分掌握压力容器存在的缺陷，并结合检测结果，对处理方案进行制定。

（二）超声检测

超声波检测技术主要是对超声波存在的反射原理进行利用，以此明确压力容器中存在的缺陷。对压力容器表面裂缝或焊接缝内部进行检测的过程中，可选择采用该项技术手段。正式检测时，应充分利用超声波脉冲型反射式探伤仪，以此提高无损检测精准性。针对该项技术而言，其不仅具备良好的检测质量及效率，而且对人体不具备危害性，因此在应用过程中，不需要采取防护措施。