何昌發(fā)
摘 要:壓力容器中的介質往往具有危險性,腐蝕性等特質,保證壓力容器的完整性具有重要意義。本文討論了壓力容器無損檢測各種方法包括表面檢測法,射線法,超聲檢測法,聲發(fā)射檢測法,渦流檢測法,TOFD檢測法,磁記憶檢測法,漏磁檢測法的優(yōu)缺點及適用性,對于其確定方法進行了一定闡述。進而對上述方法的操作要點進行分析。本文研究的內容對于提升壓力容器檢測水平具有重要意義。
關鍵詞:壓力容器 無損檢測技術 范圍
中圖分類號:TH49 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)03(b)-0089-01
壓力容器不管在制作過程還是在日常使用過程中,可能會由于各種各樣的原因產生許多缺陷,如溫度、壓力頻繁變化引起的疲勞裂紋,腐蝕對壁厚的影響,制造中產生的應力在使用期內逐步釋放引起的開裂,因此壓力容器檢測是必須的一個工作?,F階段,各種無損檢測技術如超聲波法,射線法,渦流法,聲發(fā)射法等越來越普遍的被用于檢測壓力容器。這其中有兩個問題需要關注:一是如何選擇無損檢測方法(檢測方法適用范圍);二是這些無損檢測方法在使用過程中有哪些要點。
基于上述分析,筆者結合相關工程檢測經驗,著重論述了壓力容器各種無損檢測方法適用范圍,以及其使用要點,對于提升相關壓力容器檢測水平有一定意義[1~6]。
1 壓力容器無損檢測方法
1.1 適用范圍[1~2]
壓力容器在確定檢測方法時,首先要分析每種方法的優(yōu)缺點及適用范圍,具體如下:(1)表面檢測法,使用最為廣泛的一種方法。當壓力容器采用鐵磁性材料時,外部采用濕式磁粉,內部采用熒光磁粉;當壓力容器采用非鐵磁性材料時,外部采用著色法,內部采用熒光磁粉。(2)射線法,用于適用于檢測板厚較小的壓力容器,人體無法進入內部的壓力容器,無法應用超聲波法檢測的部位,以及對超聲法檢測過得結果進行復檢。特別注意不同的射線發(fā)射機其檢測能力不同,如420 kVX射線機適用于板厚小于100 mm,而300 kVX射線機適用于板厚小于40 mm。對于氣泡,夾渣等體積型缺陷容易檢出,而對裂紋等面積型缺陷較差。(3)超聲檢測法,主要用于檢測高壓螺栓,壓力容器鍛件,容器內部裂縫,對接焊縫內部缺陷。其優(yōu)勢在于面積缺陷率檢出高,靈敏性好,有成套自動化設備;缺點是其不適用于定性的判斷,對結構表面光潔度要求較高。(4)聲發(fā)射檢測法,其原理同超聲檢測法,用于檢測活動性缺陷。需要對壓力容器進行加載。當確定缺陷的可疑部位后,還需要采用超聲檢測法確定是何種缺陷及其程度,對于缺陷的定性判斷較為準確。其優(yōu)點是檢測效率高,檢測范圍廣,可以預測裂紋擴展趨勢。(5)渦流檢測法,用于焊接表面裂紋檢測(電流式擾動磁敏探頭),換熱管腐蝕檢測(常規(guī)渦流檢測用于檢測非磁性換熱管,遠場渦流檢測用于檢測鐵磁性換熱管)。(6)TOFD檢測法,用來檢測厚板焊縫(400 mm以下),確定焊接內缺陷大小。(7)磁記憶檢測法,檢測壓力容器的高應力區(qū)(易發(fā)生疲勞,腐蝕損傷)。(8)漏磁檢測法,檢測容器殼體的點腐蝕情況,特別適用于在役狀態(tài)下壓力容器的及時監(jiān)測。
由上分析可知,在確定檢測方法時,依據設備材料,制作工藝,使用年限,工作條件,通過預測缺陷的可能部位及其形狀大小,來確定相應的檢測方法。但是要注意的是,在實際工程檢測中,往往要用到幾種方法聯(lián)合檢測,這樣才能滿足降低檢測費用,提高檢測可靠度。
1.2 檢測方法要點
雖然大多數無損檢測方法均已實現自動化成套設備,在檢測過程中人的干擾因素已被大大消減了,但是還是有必要研究這些方法的操作要點。這些要點主要集中在對于檢測對象的處理,如表面清潔度的要求,表面殘留物質的要求,對比試件的要求等,具體如下[3~8]:(1)滲透法,容器適宜溫度:10℃~40℃;需要清洗焊接接頭表面,確保受檢部位清潔度,特別注意殘留物中是否有強酸性物質,因而其會大大降低檢測的靈敏性;需要使用靜電噴涂滲透液;去除多余滲透液時,需要注意防止過度清洗;使用噴涂法施加溶劑懸浮濕式顯像劑以防漏檢。(2)射線法,目前射線法均是成套的自動化設備,可以直接將檢測結果顯示在計算機屏幕上,并且有相應的軟件來幫助顯示缺陷位置及缺陷等級。使用過程中,一般對于內徑小于1.2 m的壓力容器,采用中心法,否則采用偏心法。(3)TOFD法,注意與受檢部件要緊密貼合在一起;在選擇耦合劑時,盡量避免采用水(易受溫度影響)和對工件,人體無傷害的耦合劑;遇到焊縫高度大于70 mm的情況時,將其劃分為不同的區(qū)域來進行檢測;在對缺陷進行定量分析時,以D掃描為主,B為輔。應當認識到,這種方法精度受人為操作因素影響大,其對缺陷的定位結果還不是有很大的保證。(4)磁粉檢測法,注重表面清洗,將焊縫及熱影響區(qū)清洗干凈;對于不同的部位選擇合適的磁化方法,如對接焊縫用交叉磁軛法,而角焊縫和機械損傷部位用觸頭法;磁化時間一般在1~3 s內;標準試片采用D或者M1型;若檢測油罐,需要防止磁化形成的電火花。(5)渦流檢測法,采用渦流檢測時,需要采用對比試件來調節(jié)試驗精度;對比試件的選擇應注意要需受檢試件有大致相同的電磁性能,表明狀態(tài),熱處理狀態(tài),規(guī)格等,其缺陷采用通孔或者刻槽。聲發(fā)射檢測法,可以進行在線檢測,檢測點布置要適當,如焊縫至少布置兩個,其他大面積檢測要采用三角形或菱形布置法。在采用這種方法前,需要對缺陷的類型和位置有個大概的了解。
2 結論
(1)本文討論了表面檢測法,射線法,超聲檢測法,聲發(fā)射檢測法,渦流檢測法,TOFD檢測法,磁記憶檢測法,漏磁檢測法等方法的適用范圍,對于檢測壓力容器時選擇何種檢測方法提供了標準。
(2)本文論述了滲透法,射線法,TOFD法,磁粉檢測法,渦流檢測法等方法的操作要點。滲透法,TOFD法,磁粉法,渦流法等要注意保持受檢工件的清潔度,否則檢測結果會受到影響。磁粉法注意磁化過程中的電火花。渦流檢測法要做對照試驗,注意對比試件的要求。聲發(fā)射法要注意檢測布點是否合理。
參考文獻
[1] 無損檢測綜合知識[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.
[2] 肖維鵬.無損檢測方法在壓力容器檢驗中的綜合應用[J].石油和化工設備,2011,14(8):60-61.
[3] 崔亞強,劉覺非,任傳江.球形儲罐的磁粉檢測[J].無損檢測,2009,31(8):659-661.
[4] 張樹鵬,趙文生.X射線實時成像系統(tǒng)在壓力容器無損檢測中的應用[J].焊管,2007,30(6):45-50.
[5] 王強,張光新,周澤魁,等.基于聲發(fā)射的輸油管線破壞點定位方法研究[J].浙江大學學報:工學版,2005,39(3):322-329.
[6] 李小亭,沈功田.壓力容器無損檢測—渦流檢測技術[J].無損檢測,2004,26(8):411-417.
[7] 同長虹.聲發(fā)射診斷在壓力容器在線檢測中的應用[J].石油化工設備,2005,34(2):47-49.
[8] 壓力容器定期檢驗規(guī)則[S].北京:中國計量出版社,2004.endprint