王新梅

摘要：隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進步，壓力容器被普遍應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)的多個領(lǐng)域中，涉及到國防、冶金、化工、石油等多個行業(yè)。在大多數(shù)行業(yè)中，壓力容器都發(fā)揮著核心生產(chǎn)設(shè)備的作用，因此確保壓力容器在整個應(yīng)用過程中的安全性十分必要，這就需要對壓力容器的安全性進行科學(xué)的檢測。文章對如何合理選擇與應(yīng)用壓力容器無損檢測技術(shù)進行了探究。

關(guān)鍵詞：壓力容器；無損檢測技術(shù)；工業(yè)容器；核心生產(chǎn)設(shè)備；破壞性技術(shù) 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TH49 文章編號：1009-2374（2016）17-0050-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.023

目前，壓力容器的應(yīng)用非常廣泛，與人們的生產(chǎn)與生活聯(lián)系緊密。在應(yīng)用中承受著易燃、易爆、劇毒、腐蝕、高溫、低溫介質(zhì)的巨大壓力，假如發(fā)生爆炸或者泄露，常常會引發(fā)環(huán)境污染、火災(zāi)、中毒等嚴(yán)重事故，威脅人們安全及社會穩(wěn)定。因此，在設(shè)計、生產(chǎn)、安裝及應(yīng)用等環(huán)節(jié)中，都應(yīng)對壓力容器進行嚴(yán)格的控制與檢測，從而保證壓力容器始終處于安全狀態(tài)。將無損檢測技術(shù)應(yīng)用到壓力容器的檢測工作中，不僅可提高其安全性，而且有助于其質(zhì)量的優(yōu)化。那么在具體生產(chǎn)中，如何合理選擇與應(yīng)用無損檢測技術(shù)，是壓力容器檢測技術(shù)人員亟需思考的問題。

1 壓力容器無損檢測技術(shù)的主要種類

無損檢測技術(shù)還可叫做非破壞性檢測技術(shù)，其在檢測壓力容器時，是在不影響壓力容器正常工作的前提下，智能獲取與之相關(guān)的性能、功能、生產(chǎn)等信息與指標(biāo)數(shù)據(jù)，以查探出壓力容器中是否存在運行風(fēng)險及故障風(fēng)險。當(dāng)前，無損檢測技術(shù)主要有如下種類：射線檢測技術(shù)、超聲檢測技術(shù)、渦流檢測技術(shù)、磁粉檢測技術(shù)、滲透檢測技術(shù)。

2 合理選擇壓力容器無損檢測技術(shù)的策略

為了提高壓力容器應(yīng)用中的安全性，必須借助恰當(dāng)?shù)臒o損檢測技術(shù)對其設(shè)計、制造、使用過程進行準(zhǔn)確的檢測。為了科學(xué)、恰當(dāng)?shù)貫槊恳环N壓力容器或者壓力容器中零部件、設(shè)備進行精準(zhǔn)的無損檢測技術(shù)，就必須遵循如下四個選擇原則：（1）無損檢測技術(shù)和破壞性技術(shù)有機結(jié)合。在對壓力容器進行檢測的過程中，雖然無損檢測技術(shù)對壓力容器無破壞、無損傷，但是由于當(dāng)前這類技術(shù)自身存在的一些局限性，還不能完全涵蓋破壞性技術(shù)的所有優(yōu)點，因此還需要與破壞性檢測技術(shù)結(jié)合在一起運用，才能將壓力容器的缺陷情況進行更精準(zhǔn)、細致的檢測。比如在檢測液化氣罐的承壓極限時，就必須用到破壞性檢測技術(shù)做爆破實驗；（2）恰當(dāng)選擇應(yīng)用無損檢測技術(shù)的最佳時間。在選擇無損檢測時間時，應(yīng)依據(jù)具體的檢測目的，并結(jié)合壓力容器中被檢測元件的用途、制造工藝、材料屬性等特點，恰當(dāng)選擇最佳的檢測時間點。比如對壓力容器的鍛件進行無損檢測時，就應(yīng)選擇在鍛件完成粗加工之后的這一時間點；（3）全面分析并恰當(dāng)選擇最適合的無損檢測技術(shù)類型。每一種檢測技術(shù)都有不同的優(yōu)點與適用范圍，因此在實際檢測時，技術(shù)人員應(yīng)依據(jù)壓力容器的實際情況，科學(xué)分析壓力容器的形狀、制造工藝、用途、材料屬性等特點，合理選擇最恰當(dāng)?shù)臒o損檢測方法；（4）針對那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料種類過多的壓力容器來講，可能某一種檢測技術(shù)并不能全面而精確地對其缺陷進行全面的評價與檢測，這就需要技術(shù)人員依據(jù)壓力容器的實際情況綜合選用兩種或兩種以上的無損檢測技術(shù)對其進行詳細的檢測，從多個角度、多個層面對其缺陷進行分析與研究，從而獲得更全面的缺陷信息，進而更加準(zhǔn)確地對其受損情況有更詳盡的掌握。另外，《承壓設(shè)備無損檢測》對壓力容器無損檢測有一些其他的要求，因此在實際的檢測過程中，技術(shù)人員應(yīng)在不違反壓力容器相關(guān)的法律、法規(guī)的前提下，依照壓力容器的失效模式、使用條件、結(jié)構(gòu)特點、制造工藝、材料特性等因素，選擇出最適合的無損檢測技術(shù)類型，從而切實優(yōu)化檢測效果。

3 科學(xué)應(yīng)用壓力容器無損檢測技術(shù)的策略

壓力容器在日常運行中受溫度、壓力、介質(zhì)等因素的作用而出現(xiàn)的材料劣化、疲勞開裂、應(yīng)力腐蝕開裂、沖蝕、腐蝕等缺陷，因此在實際檢測過程中應(yīng)對壓力容器的外觀缺陷進行全面檢測，還應(yīng)借助恰當(dāng)?shù)臒o損檢測技術(shù)對其內(nèi)部的構(gòu)件、設(shè)備等進行詳細的檢測，以便及時發(fā)現(xiàn)其缺陷隱患，從而高效解決。

3.1 應(yīng)用超聲檢測技術(shù)的條件

超聲波在均勻的同一介質(zhì)內(nèi)傳播時，傳播方向與傳播速度不變，假如在傳播中遇到其他介質(zhì)，就會發(fā)生繞射、折射、反射等現(xiàn)象。制造壓力容器時的鋼材可被當(dāng)作均勻介質(zhì)，假如其內(nèi)部有一些缺陷，那么缺陷就會導(dǎo)致超聲波出現(xiàn)反射現(xiàn)象，依照反射幅度的方位與大小，技術(shù)人員就可準(zhǔn)確測定與判斷缺陷的具體位置與詳細情況。壓力容器的原材料和零部件中，比較適合用超聲波檢測的主要有復(fù)合鋼板、鍛件、奧氏體鍛件、鋼板、高壓螺栓件、高壓無縫鋼管。壓力容器焊接部位可用超聲波檢測的主要有不銹鋼堆焊層、鋼結(jié)構(gòu)焊接接頭、鎳合金、鎳壓力容器焊接接頭。

隨著時代的發(fā)展，在超聲波檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來新的檢測技術(shù)——TOFD檢測，這是一種基于衍射信號實施檢測的技術(shù)，即衍射時差法超聲檢測技術(shù)。目前，TOFD檢測技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于壓力容器厚度為12≤t≤400的低合金鋼或低碳鋼全焊透型對接接頭的檢測。由于TOFD檢測技術(shù)能夠在一次的掃查中幾乎覆蓋住整個焊縫區(qū)域，它采用的D-掃描成像技術(shù)，在缺陷的判讀上更直觀，各種類型的缺陷檢出率也較高，因此一些大企業(yè)逐漸用TOFD超聲檢測技術(shù)替代料射線檢測技術(shù)。但TOFD也有局限性：不能檢測到近表面處的盲區(qū)；對缺陷的定性判斷比較困難；在對形狀復(fù)雜的工件檢測時，TOFD檢測方法也不能得到很好的發(fā)揮；TOFD檢測技術(shù)對操作者的要求比較高。

3.2 應(yīng)用射線檢測技術(shù)的條件

射線檢測中需要用到的設(shè)備主要有X射線探傷機、r射線源。射線檢測技術(shù)主要是將射線透照到需要檢測的設(shè)備上，射線透過被檢測物體后的強度依照物質(zhì)的密度、厚度、種類等會有不同的變化，并借助射線熒光作用、照相作用等性質(zhì)，把強度變化情況詳細記錄到膠片上，并在顯影處理之后以不同的黑度呈現(xiàn)在底片上，技術(shù)人員可依照具體的底片黑度情況詳細了解壓力容器中各個結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，從而準(zhǔn)確地將壓力容器中存在的缺陷問題排查出來。在壓力容器的無損檢測中，射線檢測技術(shù)主要用在檢測銅合金及銅、鋁合金及鋁、鎳合金及鎳、奧氏體不銹鋼、碳素鋼、低碳合金等材料加工成的壓力容器的縱縫及環(huán)縫缺陷。射線檢測技術(shù)的最大優(yōu)點是易定量、易定性、直觀、檢出率高，并且檢測結(jié)果可記錄與保存。雖然射線對人體有輻射，但基于射線檢測技術(shù)具有以上諸多優(yōu)點，仍然被普遍的應(yīng)用在壓力容器的無損檢測中。

3.3 應(yīng)用渦流檢測技術(shù)的條件

渦流檢測是通過讓壓力容器中產(chǎn)生渦電流，借助對渦電流具體變化情況的檢測，從而獲得壓力容器內(nèi)部缺陷情況的一種檢測方法。渦流檢測技術(shù)通常被用在對壓力容器管道近表面及表面缺陷的精確檢測中，其最顯著的優(yōu)點是自動化檢測程度高、檢測速度快。但是渦流檢測技術(shù)也有自身的一些缺點，比如對壓力容器缺陷的形狀、類型、位置等估計不夠準(zhǔn)確，并且不能用于檢測絕緣材料。在實際檢測活動中，渦流檢測技術(shù)適用的檢測范圍主要包括壓力容器中的銅合金及銅管、鈦合金及鈦管、鋁合金及鋁管、圓形無縫鋼管、焊接鋼管。

3.4 應(yīng)用磁粉檢測技術(shù)的條件

磁粉檢測是通過磁化壓力容器，利用磁粉會在不連續(xù)部位產(chǎn)生的漏磁場中的堆積，依據(jù)磁粉分布顯示了解壓力容器表面和近表面的缺陷的檢測技術(shù)。該檢測技術(shù)的特點是簡便、顯示直觀、檢測速度快，靈敏程度高。在壓力容器的無損檢測中，磁粉檢測技術(shù)主要用在鐵磁性材料制的壓力容器的板材、復(fù)合板材、管材、鍛件表面或近表面缺陷的檢測及其對接接頭、T形接頭、角接接頭表面近表面缺陷的檢測。但是非全部鐵磁材料都能使用此檢測技術(shù)，而且磁粉檢測檢驗深度不夠，若工件表面有油漬或其他黏附磁粉的雜質(zhì)，則檢驗效率會降低；對容器表面的形狀要求較高，不適合檢測不規(guī)則的壓力容器。

3.5 應(yīng)用滲透檢測技術(shù)的條件

滲透檢測將滲透液涂抹于壓力容器的表面，利用毛細現(xiàn)象將壓力容器零部件、設(shè)備上的裂紋、缺口、凹坑之類的缺陷顯示出來的檢測技術(shù)。滲透檢測操作簡便、設(shè)備少、成本低，可以檢測形狀復(fù)雜的壓力容器，且一次操作就可大致做到全面檢測。滲透檢測技術(shù)主要用于非多孔性金屬材料制壓力容器的表面開口缺陷的檢測；無法進行磁粉檢測的壓力容器及奧氏體不銹鋼、有色金屬制等壓力容器的檢測。但是由于滲透檢測只能檢測出壓力容器表面的開口缺陷，不適用于多孔性材料制的壓力容器機器零部件，且對壓力容器和工作環(huán)境都會造成一定的污染。

總而言之，無損檢測技術(shù)屬于一種高技術(shù)含量的綜合性檢測技術(shù)，其在壓力容器的設(shè)計、加工、使用過程中發(fā)揮著重大作用，因此在應(yīng)用無損檢測技術(shù)檢測壓力容器的缺陷問題時，應(yīng)依照容器的設(shè)計要求、材料特點、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等恰當(dāng)選擇合格級別與檢測方法，尤其應(yīng)重視對檢測時機與檢測位置的選擇必須符合相關(guān)法規(guī)及材料特點，只有這樣才能不斷提高壓力容器的缺陷檢出率，才能切實保證壓力容器在整個使用過程中都處于穩(wěn)定、安全狀態(tài)。

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（責(zé)任編輯：蔣建華）