压力容器无损检测技术选择与应用

郑旭

摘 要：压力容器是我国工业生产中的一类重要的设备，在化工、冶金、炼油等各个领域中被大范围地应用。压力容器的质量满足实际生产要求对于实现生产的社会效益和经济效益有着积极的意义。只有对压力容器进行全面、准确的无损检测，才能保证压力容器的质量。现阶段可应用的无损检测方法种类多，每种方法都有其自身的优势以及适用范围，技术人员在工作中应该合理选择检测方法，以保证检测结果的准确性和真实性。该文就压力容器无损检测技术选择与应用进行了详细的讨论。

关键词：压力容器 无损检测技术 选择与应用

中图分类号：TH49 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（c）-0113-02

1 压力容器无损检测技术的选择

1.1 无损检测种类

压力容器无损检测技术包括多种检测方法，分别为：超声波检查、射线检查、磁粉检查、涡流检查等。

1.2 选择原则

选择压力容器无损检测的方式时，主要在射线检查和超声波检查的选择中存在着一定的争议，射线检查和超声波检查都是无损检测的方法，但是基于其使用的特点不同，所以存在着一定的差异，在对焊缝的检查中，不同种类缺陷的探测技术有所区别。对于夹渣、气孔等一类与体积相关的缺陷，使用射线检测的灵敏程度高，对未融合、裂缝或者裂纹等一类与面积相关的缺陷，采用射线检查的灵敏程度高，这些缺陷只有在照相的条件下才能表现出缺陷。如果在与检测平面垂直的方向上进行检测，则基本上不能发现缺陷。通常情况下，对于面状缺陷，采用超声波的方法进行检测具有极高的灵敏性。当声波与主平面相垂直时，即使厚度较小，也可以获取足以用于检测的缺陷波返回，所以，就面状缺陷来说，使用超声波技术进行检查具有极高的检出率。在检测过程中发现，就延迟裂缝来说，使用射线的方法很难检测出缺陷，就横向裂纹来说，超声波检测又不容易检出，所以，对于横向裂纹以及延迟裂纹两种类型的缺陷，可以将射线检测技术与超声波检测技术相结合，共同进行缺陷的检测，或者一种用于检测，一种用于复查。使用射线检测技术和超声波检测技术，在缺陷检测方面的结果存在着一定的差异，所以在同时应用这两种技术对同一部位的缺陷进行检查时，采用各自检测技术的评定标准进行评价，进而评定无损检测的合格等级。

2 无损检测的应用原则

2.1 与破坏性检测联合应用

无损检测的适用范围有一定的限制，不能实现对压力容器所有位置的检查和探测，为了实现全面的检查，工作人员还应该根据压力容器的结构特点以及实际状况，进行一系列合理的破坏性检查。但是，应该尽量减少使用破坏性检查，将这类检查与无损检查联合使用，以满足检查的全面性以及准确性。比如：对于无损检测能够检测到的位置，准确性满足实际要求，则可以不进行破坏性检查，当特殊的位置需要同时应用两类检查的，可以同时开展破坏性检测和无损检测。如果破坏性检查可能导致压力容器的质量受到影响或者导致其使用寿命受到影响，应该采用无损检测技术。在实际中，尽可能减少破坏性试验的次数。

2.2 合理选择检查时间

无损检测应该合理选择时间，比如：如果需要检查高强度钢的焊缝是否存在缺陷，包括裂纹、夹渣等，应该首先了解压力容器的生产作业流程，在完成焊缝焊接的24 h之后，才可以进行无损检测，在焊接完成的24 h之内，首先，焊缝的稳定性不足，并没有完工，需要待其性能稳定以后，再开展测试工作；其次，在开始检测之前，首先确定检测时间，通常在热处理以后的2～3 h开始进行无损检测，以保证热处理操作不受到任何影响，保证检测数据的准确性和真实性。

3 压力容器无损检测技术的应用

3.1 超声波检测技术的应用

超声波在相同的介质中传播时，如果介质均匀，则传播速度不发生改变，传播的方向也不发生改变，当在传播的过程中遇到另一类介质，则将发生反射、折射或者绕射等现象。进行容器制造所采用的钢材是一类均匀性介质，当内部存在缺陷的时候，超声波在缺陷的位置就会发生折射现象，所以依据反射波的大小以及方向，就可以实现缺陷的判定，判定的内容包括：第一是否存在缺陷；第二，如果存在缺陷，则缺陷的实际状况。压力容器的部件以及材料的超声波检测范围包括：压力容器用复合钢板、压力容器用锻件、压力容器用奥氏体锻件、压力容器用无缝钢管以及紧固件等。压力容器焊接方面的超声波检测包括：不锈钢堆焊层检查、压力容器钢结构焊缝检查、镍合金焊缝检查等。超声波检查具有较大的应用范围，在压力容器无损检测技术中，应用较多。

3.2 射线检测技术

射线检测技术可以应用于压力容器的接管、壳体、封头等一些具有对接焊缝的缺陷的检查，射线探伤设备包括：射线源、探伤仪。检测中将射线照射在待测试件上，投射以后，射线的强度以及状态随着工件的种类不同、厚度不同、密度不同而有所区别，根据射线以及荧光等物质的作用程度而发生改变。将所有检查记录体现在胶片上，显影以后发现底片上存在改变。依据底片中黑度的区别变化获取工件内部的状态信息，了解缺陷是否存在，如果存在，缺陷的状态如何。在实际使用中，射线检查主要应用于低合金钢、碳素钢以及不锈钢以及铝合金等材料的压力容器焊缝的检查，射线检测技术的优势在于直观、操作简单、检出率高，既可以用于定性分析也可以用于定量分析，检查结果可以记录，能够保存。

3.3 磁粉检测技术

根据磁化方式的区别，磁粉检查可以分为磁轭法和轴向通电法。主要应用于铁磁性材料的表面和附近区域的缺陷检查，比如：钢管表面、高压紧固件、焊缝表面、坡口以及热影响区的表面等，这种检测方法的特点是灵敏性更强，同时，操作简单，结果准确。

3.4 渗透检测技术

渗透检查技术应用于一类非铁磁性材料的检查，同时对磁性材料也有较好的检查效果。如果使用磁粉检查不能满足实际要求，则可以采用渗透检查来对材料表面的开口缺陷进行探伤。渗透检查的优势在于操作简单、显示直观、可以用于各种不同的开口检测，缺点是只能够实现表层缺陷的检查，采用渗透检查必须按照检查流程开展工作，首先进行清洗，然后添加渗透液、排去剩余的渗透液、添加显像剂、观察结果并做出分析和评价。

3.5 涡流检测技术

涡流检查的工作原理是在工件内部产生涡电流，然后通过观察涡电流的变化来实现探伤。这种检测技术应用范围包括管道表面以及附近的区域，优势在于检测速度快、自动化检测效果好，技术的弊端是無法判断缺陷的准确位置和类型、对于形状的判断准确度不高、无法检查绝缘材料。在实际探伤中，主要的应用范围是焊接的圆管以及无缝钢管、铝合金以及铝制材料的厚度较小的管壁、钛合金和钛管、铜合金和铜管等。

综上所述，无损检测技术是一类综合性较强的无损检测技术，在压力容器的缺陷探伤中具有实际的应用意义。不同检测方法的特点、优势有所不同，适合应用的检测位置也存在区别，技术人员需要结合压力容器的实际情况，针对检测位置以及检测目的的不同，选取合理的检测方法。

参考文献

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