试论锅炉压力容器检验中无损检测技术的应用

2024-02-18李向荣

中国设备工程 2024年1期

李向荣

（晋城市综合检验检测中心，山西晋城 048000）

当前，国内对压力容器的质量提出了更高的要求，需要采用科学的检验方法对其进行检验。对压力容器的无损检测技术展开深入的研究，能够极大地提高其使用的品质，保证压力容器运行的稳定性，保证工作人员的安全，并避免造成不必要的损失，在这种背景下，本文就如何将无损检测技术在压力容器的检验中的应用进行探讨。

1 概述压力容器无损检测技术的特征

无损检测技术特点：（1）无损探伤。检查工作不会影响压力容器的使用功能；（2）综合性。由于无损检测没有破坏力，因此，在需要的情况下，可以对被检测物体进行100%的全面检测；（3）全程性。破坏性试验一般只适用原材料检测，如机械工程中的压缩、弯曲等，而无损检测则不会影响被测材料的使用性能。

由于无损检测方法不会给压力容器带来不良影响，所以被广泛应用于压力容器检测工作。因此，在利用无损检测技术的过程中，无法开展破坏性检测，因此，工作人员需要进行相应的破坏探伤。根据具体的用途，其材质也有很大不同。除了要根据压力容器材质选择适当的无损检测技术，还要根据测试的目的来选择。由于无损检测技术执行的时机不同，相关工作人员需要重视这一点。由于不同类型的压力容器所起的作用不同，如果只是利用一种无损检测技术无法满足综合检测需求，所以，在实际工作中，必须选择两种或更多的无损检测方法，进行非破坏检测。

2 无损检测的使用选择

利用无损检测技术的过程中不会影响和损害被检测对象，在实际工作中，主要是利用物体的电磁和光以及声等原理技术检测设备和零件以及材料的各方面参数，在实际应用阶段，需要遵循以下原则。

（1）需要结合破坏性检测。利用无损检测的过程中，不会损坏材料和工件以及结构等，但是这项技术无法代替破坏性检测，因此，在利用无损检测技术的过程中，需要有效结合破坏性检测工作。

（2）把握无损检测的时机。对压力容器开展无损检测，工作人员需要结合压力容器检验目标有效结合压力容器运行情况和自身结构以及材质等，保障无损检测时机的正确性。

（3）选择合适的无损检测技术。对压力容器实施无损检测，需要结合不同检测方法的特点选择监测方法，在选择无损检测方法的时候，工作人员需要结合实际情况合理选择。例如，针对不锈钢材质，因为整体材料磁性比较弱，因此适合利用渗透检测。针对钢板缺陷，因为缺陷和板面之间保持平行关系，因此不适合利用射线检测，更适合利用超声波检测。

3 无损检测技术在压力容器检测中的应用

3.1 磁粉检测技术

磁粉检测又被称为磁粉检验和磁粉探伤，是常用的非破坏性测试方法之一。开展磁粉检测工作，首先，需要磁化处理铁磁材料，由于损伤不连续的存在，导致工件表面和附近的磁力线产生了变化，发生扭曲变形后从而产生了漏磁场。也就是，磁感应进入或者离开所形成的磁场，它会对施加在容器表面的磁粉进行吸附，进而产生了不同形态的磁痕，从而可以更直接地反映出不连续的位置和形状等信息。用于对铁磁物料中出现的裂纹、白斑、褶皱等缺陷，可以进行高灵敏的探测。它在压力容器检验中的优点是：能直观地反映裂纹的具体情况、尺寸、位置等，并能对裂纹进行初步的定性；探测范围广，灵敏度高，最大探测范围为0.01mm，宽度为微米量的裂缝；元件的外形和尺寸不会干扰检测结果；而且该方法还具有操作简便、成本低、快速等优点。

3.2 超声导波技术

超声导波无损检测技术主要是利用超声波仪器发出超声波，并且向试件中引入超声波，超声波和试件材料之间相互作用后，将会改变超声波的波长和方向，从而产生反射和透射等现象，然后检测设备接收超声波特征信息，检测人员结合这些信息评估试件的性能，确定试件内部缺陷。在检测压力容器的过程中经常使用超声导波检测方法，可以保障缺陷定位的精确性，而且可以监测而纵向缺陷。例如，在监测无缝钢筋纵向缺陷的时候，可以在倾斜角度引入超声波，在管壁中的锯齿形路线中传播超声波。在检测横向缺陷的时候，可以在轴向倾斜中引入超声波，也可以沿着锯齿状的路线传播超声波。

3.3 射线检测

在射线检伤中，X 光线和γ 光线是最常见的两种光线，在进行实际的检测时，因为光线透过被测物的各个部分结构时，会发生不同的强度的衰减，而根据这种衰减的程度，就可以检测出物质中的缺陷。光线穿过被测材料之后，会被吸收，将吸收后的光线投射到薄膜上，之后对薄膜进行显影，就可以看到物体厚度的改变，也就是内部的缺陷，根据这一信息，就可以判断出焊缝缺陷的危害性和焊接质量等级。在压力容器生产工艺中，对焊接接头进行无损检查是一种常见的手段。该检测方法较为直观，可以对焊缝进行定性、定量的检测，检测的结果具有较高的精度，而且可以被长久地保留下来，对于夹渣、气孔等体积型的缺陷的检出率比较高。然而，检测仪器的费用很高，而且不方便随身携带，所生成的射线还有可能会对现场工作人员的身体造成伤害。

3.4 渗透检测技术

在压力容器的无损检测技术应用中，渗透检测技术就是运用液态的毛细管进行非破坏性探伤。在实际工作中，在工件表面缺陷中渗入液体的渗透液，再利用清洁剂清除多余的渗透液，然后用显影剂将这些材料的缺陷显现出来。渗透探测的应用范围很广，也能探测到一些非金属材料。利用渗透法对暴露在外的不同零件缺陷也能进行高效的探测，但对于没有暴露在外的零件缺陷则无法探测到。渗透法的监测过程简便，而且易于实施，适用于大范围、有缺陷的表面，且具有很高的效率。针对形状复杂、周期较短的部件，通过渗透检测技术可以进行全面检测。

4 压力容器检测的注意事项

4.1 检查前的准备工作

为了保证压力容器运行的安全，要进行检验。例如，在制作过程中，使用的是高强度的钢板料，或是对裂缝敏感的材料，在特定的情况下，会产生显微组织上的裂缝，从而造成容器的失效。因此，在进行测试之前，一定要对容器的制作材料有一定的认识，仔细地阅读制作文件，特别是对材料的组成和特点有一定的了解，之后才能决定测试方案。

4.2 容器检测前处理工作

在监测容器前，需要处理表面，及时清理接触面的锈蚀和氧化物，同时需要护理防腐层和容器漆层，在检测前，工作人员需要打磨处理焊缝两侧，避免因为其它物质影响检测结果，漏出金属光泽后即可停止打磨工作，否则，将会影响磁粉检测结果。

4.3 磁粉检测注意事项

要确保被测表面上任何一条裂缝的反向方向都能形成与其等效磁场相垂直的垂直方向，以增强其泄漏磁场效应；相反，假如采用交叉磁固定分段对焊接进行检测，将会在检测工作面上产生不同的幅值和椭圆，在旋转磁场的作用下，最终影响不同探测点的灵敏度，弱化一些部位的检测，最终使检测结果精确性受到影响。

确保磁极与检测标志之间有一个接触间隙，让交叉磁可以在检测容器的表面上自如地移动，所以要维持一个一定的间隔，而这个间隔应该被限制在一个特定的范围内，否则，这个间隔就会太大，从而对检测的效果产生不利的影响。

5 无损检测技术的发展

无损检测技术发展过程中，（1）需要发展仪器组合集成技术。仪器组合集成技术的原始形式是将两种或两种以上的检测技术有机地结合起来，构成能够同时进行多种检测方法的装置。不过，这些测试技术的相关数据并不是相互关联的，而是相互独立的。在科技进步的过程中，设备的组合式设计已逐步发展为具有功能组件的一体化设计。（2）发展功能模块集成技术。功能模块集成技术的基础为仪器组合集成技术，可以在同一模块中整合不同检测方式的功能功能。利用模块集成技术，可以对比同一检测项目，可以获取精准性的检测结果。此外，根据各种监测方式的共同功能，可以构建开放式数字化处理信息平台，有效整合通用部分，例如，可以融合数据处理和信号控制等。利用功能模块集成技术，可以获得精确性的检测结果，而且控制检测误差，有利于推动无损检测技术的可持续发展。（3）需要发展机电一体化集成技术。无损检测技术不断发展，推动了机电一体化集成技术的发展。机电一体化集成技术是基于仪表组合集成技术和功能模块集成技术，结合机电一体化技术、自动控制技术、信息处理技术、云计算技术等技术。当前，以高科技为主导的自动检验技术受到了广泛的重视，尤其是机电一体化集成技术的发展，促进了无损检测技术的可持续发展，有着广阔的发展空间。综上所述，自动化集成无损检测技术的研究与开发，在国内的检测产业中，是一次重要的突破性进展，可以推动社会经济发展，为人们的生活和工作提供优质的服务。