无损检测技术在压力容器检验中的应用

无损检测技术在压力容器检验中的应用

蔡红磊

保定市特种设备监督检验所河北省保定市071000

摘要：在我国社会诸多行业领域之中，压力容器是一种应用极其广泛和普遍的承压装置，如：石油、医药、化工等，在这些行业之中，压力容器适宜应用于易燃、剧毒、高温高压等恶劣环境之中，然而，压力容器的安全检测极其关键和重要，如果忽视对压力容器的安全检测，则会因疏忽而造成压力容器的爆炸或泄露事故，导致无可挽回的灾祸。为此，要采用先进有效的无损检测技术，提前检测和发现压力容器中的缺陷和问题，针对性地消除压力容器的安全隐患。

关键词：无损检测技术；压力容器；检测；应用

在我国工业生产不断成熟和先进的时代背景下，压力容器的应用范围越来越广，对压力容器的安全性要求也越来越高，为了确保压力容器在工业行业应用中的安全可靠性，要采用先进高效的无损检测技术，在保证压力容器完整和无破损的前提下，引入电、磁、光、声等不同手段和方法，对压力容器的内部结构进行全面的检测，发现压力容器中存在的安全隐患和缺陷之处，更好地提升压力容器的检测质量和效率，最大程度上延长压力容器的使用寿命。

一、压力容器无损检测的规定及其原则

对于工业生产领域应用的压力容器而言，要以压力容器检验规则和安全技术监察规程为依据，根据压力容器的具体失效模式和使用情况，进行表面无损检测、壁厚测定的检查，并据此拟定切实可行的检验方案和计划。

压力容器无损检测方法的应用原则，具体包括以下内容：（1）要全面结合检测材料及缺陷特性，考虑材质、部件制造及使用、工作介质环境、失效模式及缺陷等因素，选取适宜的无损检测方法。（2）要实现无损检测技术的综合性运用，可以根据不同的特殊情况和环境，采用综合式、多样化的检测方法，确保对压力容器缺陷检测的准确性和可靠性。（3）对于无法采用超声检测或射线检测的压力容器而言，要严格选取经过100%的表面检测的T型接头或角接接头。（4）要先对焊接头进行表面无损检测，检测合格之后才能进行现场组装焊接，并且还要进行耐压试验，耐压试验合格之后再进行局部表面无损检测，对于细微裂纹缺陷性问题要及时补充检测。

二、无损检测技术在压力容器检测中的应用

1、表面检测

这是一种应用极其广泛而普遍的压力容器无损检测技术，重点对压力容器的高强螺栓、焊疤、角焊缝、对接焊缝等实施表面检测。

2、超声波检测

这是一种重要的压力容器无损检测方法，它是以超声波为介质，在遭遇到界面即会产生反射，可以快速、准确地检测到压力容器中存在的缺陷。在这种检测方法之中，通常是选用20kHz以上频率的声波，对于超射波的频率通常控制在0.5～5MHz之间，其应用原理主要是利用声波在稳定速度及方向的传播过程中，遭遇声阻抗不同的缺陷或底部异质界面时，即会出现反射，由此可以作为检测压力容器的缺陷的手段。

这种超声波检测技术的应用优势主要在于：操作便捷、快速，具有较高的安全性，同时，超声波还具有强劲的穿透性，灵敏度极高，对于压力容器的夹层、裂纹等平面型的缺陷而言尤其奏效，可以准确地检测出这些缺陷区域的尺寸大小及深度等参数。然而，超声波检测技术也有自身的不足之处，主要是对于压力容器表面的光洁度要求较高，当遭遇到形状过于复杂的工件时，就存在较大的检测难度，并且对于非直观的检验结果的诊断要求较高的专业水平和经验。

超声波检测的适用范围，具体来说包括以下方面：（1）锻件缺陷检测。超声波检测技术可以较好地应用于线条型或面积型的锻件之内，对于其中存在的缺陷可以快速检测，并获得准确的检测结果。（2）焊缝缺陷检测。采用超声波检测方法和技术，可以快速检测焊缝中存在的未熔合、气孔、夹渣、裂纹等缺陷，因而压力容器中的焊缝也是超声波检测的主要对象。（3）铸件缺陷检测。在以铸件为对象的超声波检测之中，由于超声波难免受到杂波的干扰和影响，为此，仅在铸件缺陷检测较低的情况下应用。

3、磁铁检测技术

也即磁粉探伤技术，是利用磁性材料的磁化性能，对压力容器进行材料检测，这种技术应用的工作原理主要是指：当工件材料被磁化之后，其表面不连续的磁力线缺陷会产生局部裂变，这就使被磁化的磁性工件材料之中存在漏磁场，这个漏磁场会对工件表面的磁粉产生较强的吸附作用，当其处于光照条件和环境之下，便会出现磁痕，由此即可以判定和诊断工件的缺陷具体位置、形状、尺寸大小、深度等。

磁粉检测技术也有其自身的优缺点，具体来说，其优点主要在于：检测操作的过程中无须考虑工件的尺寸大小、形状等因素，并在其极高的灵敏度的条件下，可以清晰地检测微米级的裂纹，并准确地显示出工件缺陷的形状、尺寸大小，具有工艺流程相对简化、检测成本低的优势特点。然而，其应用缺点主要在于：对于仅有1～2mm的探测深度的工件而言，无法判定和诊断出工件缺陷的埋深和高度，而只能检测工件的近表面和表面缺陷。并且，这种技术的应用对于检测工件的要求较为严格，要求被检测工件的表面不得有依附的油脂或黏浊物。另外，这种技术只能适用于铁素含量为70%之上、磁导率低于300、磁场强度为2500A/m的工件内，且缺陷与磁场方向的夹角为45°～90°之间方可检测。

磁粉检测技术的适用范围主要表现为：（1）正常运行状态下的压力容器的检测，获得其应力腐蚀或疲劳裂纹等缺陷。（2）制造中的压力容器的检测。如：焊接坡口、锻钢零件、焊缝表面等。

4、射线检测技术

射线检测技术适用于对压力容器制造中的焊缝检测。它是利用可以穿透工件的射线，在工件介质的阻力影响之下逐渐衰弱的性能进行检测。如果被检测工件存在缺陷和问题，它就会出现不同的射线强度，在工件后部的X光感光胶片，会产生不同黑度的影响，可以根据黑度的范围及其位置，由此判定和诊断工件的缺陷具体位置及尺寸大小。

射线检测技术的应用优点在于：X光感光胶片可以自动生成直观的影像，对于工件缺陷部位的定量、定性检测具有较高的检测精度；并且还可以极其灵敏地检测出夹渣、气孔等体积型的缺陷。然而，这种检测技术的缺点主要在于：操作人员要做好自身的防护处理，避免X光对人体的伤害。并且，这种技术不适用应用于未熔合、裂纹等面积型的工件缺陷，可能会存在漏检的现象。

5、渗透检测技术

这是利用毛细作用的原理，对压力容器的表面涂抹特殊材料的渗透液，这些特殊材料的渗透液可以渗透到压力容器表面的凹坑、缺口、裂纹等缺陷之中，从而判定压力容器的缺陷及问题。并且还可以采用在线检测的方式，对压力容器的基材表面进行检测和判定，这种技术适用于压力容器表面的检测，而对压力容器表层之下的缺陷则无法检测。

6、涡流检测技术

这是借助于内穿式探头，对于铁磁性换热管的检测可以采用远程涡流检测技术，对于非铁磁性换热管的检测则可以采用常规涡流检测技术，由此可以判定和诊断压力容器的壁厚减薄、蚀坑、穿孔等缺陷和问题。

三、结语

总之，在压力容器的检验方法应用之中，可以根据压力容器的不同情况和结构，采用不同的无损检测技术，全面考虑压力容器的参数及其特性，拟定科学、经济、高效的无损检测技术，以更好地提升压力容器质量检测的效率，减少检测成本，提升其安全可靠性。

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