無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究

張英豪　于成志　楊楠

摘要：無(wú)損檢測(cè)利用聲、光、磁、電等手段，能在不破壞和損壞檢測(cè)對(duì)象的情況下對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行深層次檢測(cè)分析，判斷檢測(cè)對(duì)象是否存在缺陷，是一種極為有效的新型檢測(cè)手段。本文針對(duì)鍋爐壓力容器的特點(diǎn)，就無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，供同行借鑒參考。

關(guān)鍵詞：無(wú)損檢測(cè)；鍋爐壓力容器；射線檢測(cè)；超聲波檢測(cè)

引言

目前在鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中，常用的方法有目測(cè)檢驗(yàn)法、重?fù)魴z驗(yàn)法、鉆孔檢驗(yàn)法、燈光檢驗(yàn)法以及專用儀器檢驗(yàn)法等多種，不同的方法有不同的適應(yīng)性和準(zhǔn)確度。不過(guò)在眾多的檢驗(yàn)技術(shù)中，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)利用專業(yè)化設(shè)備，通過(guò)聲、光、磁等手段對(duì)鍋爐壓力容器進(jìn)行檢測(cè)，能很好的適應(yīng)壓力容器的結(jié)構(gòu)、材料、工藝、介質(zhì)、使用條件等特點(diǎn)，具有極高的可靠性和安全性，并能減少傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)對(duì)鍋爐壓力容器的損傷，是一種極為優(yōu)秀的檢測(cè)方法。下面，本文就無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在鍋爐壓力容器檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行淺要的探討。

1.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及鍋爐壓力容器特點(diǎn)分析

1.1 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)分析

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種非破壞性檢測(cè)技術(shù)，能夠在不破壞待測(cè)目標(biāo)的狀態(tài)、化學(xué)、物理性質(zhì)的前提下，對(duì)檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、成分等物理、化學(xué)方面的檢查，具有非破壞性、全面性、動(dòng)態(tài)性、可靠性等優(yōu)點(diǎn)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用原理，是利用聲、光、電、磁等的特性， 來(lái)判斷被測(cè)對(duì)象是否存在缺陷，以及缺陷位置、大小、性質(zhì)、數(shù)量等信息。目前常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有超聲檢測(cè)、射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、渦流檢測(cè)等方法，不同的檢測(cè)方法有不同的適用性，需要根據(jù)具體檢測(cè)對(duì)像和檢測(cè)任務(wù)來(lái)選用合適的檢測(cè)方法。

1.2 鍋爐壓力容器特點(diǎn)

鍋爐壓力容器是具有特定工藝并能承受一定壓力的設(shè)備，一般由筒體、封頭、法蘭、密封元件、開孔、接管、支座等構(gòu)成，還包括大量的安全裝置、儀表等。鍋爐壓力容器需要承受一定的工作壓力，往往需要進(jìn)行定的密封處理，其承壓能力受材料介質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用環(huán)境等多方面因素的影響，發(fā)生故障往往容易產(chǎn)生爆炸、燃燒等安全事故。對(duì)鍋爐壓力容器性能具有影響的安全因素，如筒體裂紋、材料介質(zhì)物理性能降低、安全裝置失效、密封裝置失效等都有可能造成鍋爐壓力容器安全事故，在檢測(cè)時(shí)需要較為全面進(jìn)行。

2.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在鍋爐壓力容器檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 材料介質(zhì)無(wú)損檢測(cè)

鍋爐壓力容器由金屬板、管材、鍛件等組成，這些材料介質(zhì)的制造工藝、幾何形狀等都必須進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)，以確保其質(zhì)量符合要求。對(duì)于金屬板材料的質(zhì)量，通常采用超聲檢測(cè)技術(shù)，對(duì)板材是否符合制造規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)的要求，在相應(yīng)的工作參數(shù)下如劇毒、腐蝕、高壓環(huán)境下性能下降是否在工藝需求范圍，并對(duì)板材制造或程中是否產(chǎn)生分層、孔洞、裂紋等缺陷進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)于壓力容器所使用的管材，可采用超聲波檢測(cè)技術(shù)，來(lái)檢測(cè)管材是否存在縱向缺陷，或采用鍋流檢測(cè)法來(lái)對(duì)管材表面或近表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于接管、法蘭、管板等鋼鍛件，可 采用超聲波檢測(cè)技術(shù)，來(lái)檢測(cè)這些鍛件是否存在危害性冶金缺陷。對(duì)于鑄件，可采和射線檢測(cè)技術(shù)來(lái)對(duì)鑄件的幾何形狀、截面厚度等進(jìn)行檢測(cè)，以檢驗(yàn)鑄件是否存在縮孔、疏松、熱裂等缺陷。

2.2 制造過(guò)程無(wú)損檢測(cè)

在壓力容器制造過(guò)程中，往往有大量焊接工藝，必須保障焊接質(zhì)量，如對(duì)焊接接頭內(nèi)部缺線、表面開口缺陷、標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度等進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于殼體或接管對(duì)接焊縫的內(nèi)部缺陷，可采用射線檢測(cè)的方法，利用射線探傷設(shè)備，如X射線探傷機(jī)、電子直線加速器等進(jìn)行檢測(cè)，不同的設(shè)備有不同的檢測(cè)厚度范圍，如X射線探傷機(jī)的檢測(cè)厚度在90mm左右，直線加速器的檢測(cè)厚度適用于200-400mm，需要根據(jù)具體檢測(cè)目標(biāo)特點(diǎn)來(lái)確定。對(duì)于表面檢測(cè)，如坡口、焊縫等，可采用磁粉檢測(cè)的方法，利用太強(qiáng)粉探傷機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，不過(guò)對(duì)于不銹鋼或有色金屬的焊接質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，則應(yīng)當(dāng)采用滲透檢測(cè)的方法進(jìn)行。除此之外，對(duì)于對(duì)接焊縫內(nèi)部缺陷，則需要采用超聲波檢測(cè)來(lái)獲取更為準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。在鍋爐壓力容器制造完成后，還行耐壓試驗(yàn)，以判斷其安全質(zhì)量是否符合需求，一般來(lái)說(shuō)耐壓試驗(yàn)利用水、油或空氣等介質(zhì)進(jìn)行，不過(guò)對(duì)于一些有特殊要求的壓力容器，還需要同時(shí)進(jìn)行聲發(fā)射監(jiān)測(cè)，判斷壓力容器在耐壓試驗(yàn)中是否出現(xiàn)裂紋萌生、開裂、裂紋擴(kuò)展等問題。

2.3 使用過(guò)程無(wú)損檢測(cè)

鍋爐壓力容器即便采用了最優(yōu)秀的材料，經(jīng)過(guò)了嚴(yán)密的生產(chǎn)質(zhì)量檢測(cè)，也無(wú)法完全確保其使用過(guò)程中的安全水平。根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定，鍋爐壓力容器在運(yùn)行期間，必須進(jìn)行定期檢驗(yàn)，定期檢驗(yàn)有不停止運(yùn)行外部檢驗(yàn)和停止運(yùn)行內(nèi)外部檢驗(yàn)兩種。根據(jù)國(guó)家規(guī)定，鍋爐壓力容器不停止運(yùn)行外部檢驗(yàn)周期為1年，停止運(yùn)行內(nèi)外部檢驗(yàn)周期最長(zhǎng)為6年，檢驗(yàn)重點(diǎn)應(yīng)判斷是否在使用中存在開裂、疲勞開裂以及材料劣化等缺陷。在停止運(yùn)行內(nèi)外部檢驗(yàn)中，常用表面檢測(cè)方法來(lái)對(duì)壓力容器的對(duì)接焊縫、角焊縫、螺栓強(qiáng)度、焊接部位等進(jìn)行檢測(cè)，如果材料是鐵磁性材料，一般可采用磁粉檢測(cè)法進(jìn)行，對(duì)于壓力容器內(nèi)部，考慮可視度不好可采用熒光磁粉法來(lái)檢測(cè)，外部則多采用濕式黑磁粉法檢測(cè)，對(duì)于磁粉檢測(cè)不到位的角焊縫，則多采用滲透檢測(cè)法。對(duì)于壓力容器腐蝕狀態(tài)和焊縫表面狀態(tài)的檢測(cè)，可采用渦流檢測(cè)法，利用內(nèi)穿過(guò)式探頭、遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)技術(shù)等，對(duì)其是否存在穿孔、蝕坑等缺陷進(jìn)行檢測(cè)。此外，對(duì)于壓力容器高應(yīng)力集中部位，可以采用磁記憶檢測(cè)法， 檢測(cè)這些部位是否存在腐蝕開裂、疲勞損傷以及蠕變損傷，便于判斷高應(yīng)力集中部位是否存在表面裂紋、內(nèi)部裂紋或微觀損傷。

3.結(jié)束語(yǔ)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)全面，可靠性高，對(duì)鍋爐壓力容器不會(huì)造成破壞性影響，能很好的應(yīng)用于鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中，從材料介質(zhì)性能、制造質(zhì)量、使用過(guò)程損傷等方面進(jìn)行全過(guò)程的檢測(cè)，是一種極為有效全面的檢測(cè)技術(shù)。在鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況和檢測(cè)需求，選用相適應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)，以獲取更為準(zhǔn)確、更為全面的檢測(cè)結(jié)果，確保鍋爐壓力容器使用安全。

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