无损检测方法在压力容器检验中的应用研究

张 量，涂飞鹏

（江西省锅炉压力容器检验检测研究院，江西 南昌 330029）

无损检测技术即非破坏性检测，就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下，为获取与待测物的品质有关的内容、性质或成分等物理、化学情报所采用的检查方法。应用无损检测是在依靠先进科学技术的前提下，应用物理或者化学技术对压力容器进行检测的方法。压力容器的使用过程存在的各种安全隐患都需要由无损检测技术定期检验从而减少危险的发生。压力容器应用范围之广包括医药、石油、化工、造纸等方面，一旦压力设备发生故障，首先会影响设备的运行，甚至可能会造成无法挽回的安全事故。无损检测技术的优势在于拥有多种检测方法，根据不同工件采取与之相适应的检测方法，目前国内常用的检测技术主要是射线、超声、渗透等。本文通过浅析无损检测技术来阐述压力容器中的应用方法。

1 无损检测技术的特征

1.1 无损检测技术在应用过程中应遵守的原则

无损检测技术包括射线检测、渗透检测、磁粉检测以及超声波检测等，其中每种检测方法都有自己的适用性，也都有自己的局限性。在选择检测方法是，要根据容器性质选择一种或多种检测方法。在选择检测方法时，要遵守以下3项原则：一是必须在进行压力检测前明确检验目标，根据目的选择与之相适应的最佳检测方法。二是在选择检测技术前要根据压力容器的形状、大小、材料还有可能出现的缺损现象制定检测计划、选择检测方法。三是对于对检测要求较高的压力容器在检测前要做好计划，为保证检验结果的精准度、可靠度、全面性可以选择几种检测技术结合使用。举例来说，当检查时容器表面有细小裂纹的时候就不可以使用射线以及超声，最佳选择是磁粉或者渗透。

1.2 压力容器进行无损检测的重要性

现代工业的快速发展要求无损检测技术在企业压力容器中的应用越来越广泛，在各式各样的管道和容器中占据了十分重要的地位。无损检测的优势是其他检测方式比不上的，比如说：在检验类似工业锅炉等容器内部含有液体的设备时，容器内部的压力较高，倘若用一般性的检测方式即有可能造成事故发生，对人身安全以及企业财产带来威胁。而无损检测技术就解决了这方面的隐患。并且现阶段评测某企业竞争力大小的一个重要保准就是该企业是否具备无损检测技术；再者来说，压力容器应用无损检验技术的优势十分明显：一是在压力容器中应用无损检测能够保持设备的良好性能，降低安全隐患，从而降低可能事故的发生；二是注重压力容器得到检测工作，有利于增加生产企业的经济效益，促进企业的可持续发展；三是定期对压力设备进行检验有助于延长设备使用时间，节约成本。

2 无损检测技术在压力容器中的应用分析

2.1 超声检测方法在压力容器中的应用

超声检测方法是检测技术之一，应用价值很大，在实际应用中取得了良好的使用效果，同时也为压力容器的检测提供了技术支持。超声检测的原理是选取0.5MHz～5MHz之间频率的超声波并合理运用，在压力容器内探查有无缺损。如果该被检测设备存在缺损，超声会在接触到缺损处的异质界面而发生反射现象，技术人员便可根据反射超声对压力容器进行检验分析。在使用超声技术检测时，需要由专业人员进行操作，才能为容器安全提供技术支持。超声检测技术相对于其他检测方法发优势是具有更广的探测范围，既能对焊缝区域进行检测，也能对压力容器的母材进行探测。具体的应用方式为：一是焊缝处的缺损，压力容器需要焊接进行密封及连接，因此焊缝处格外薄弱也是缺损多发区，在压力容器使用过程中也容易产生裂纹，应用超声可以对该区域进行扫查从而确定缺损部位；二是压力容器的母材检测，在检测时，如果是在母材的表面发现裂纹或者是超声波测量厚度时发现异常而无法判断母材内部的状况时，就可以使用超声检测直接探测母材内部状况、有无分层和折叠等缺损现象，这种方式会更加简洁直观。

2.2 射线检测技术在压力容器中的应用

射线检测技术也是无损检测方法之一，可以为压力容器的检测提供技术支持。在实际操作中，X射线检验方法应用非常广泛，能够做到对设备内部的零件的缺损情况做到有效的检验。X射线的工作原理是其拥有着极强的穿透力，而在穿透工件物质时会受到阻力而降低穿透力度，并且其减弱程度会根据物质性质的不同产生差异，工件有缺损的地方相应的穿透力就更强，技术人员可以根据穿透力度的大小判断零件内部缺陷所在的位置。

X射线进行检测的优势在于通过X射线的衍射方法能够得到工件内部缺损的直观图像，能够做到定性定量基础上的精确，也能够长期保存并记忆在终端。在实际应用中，X射线检测能够满足焊缝处缺陷的检验，同时对于热裂纹、冷裂纹、应力腐蚀以及疲劳产生的裂纹都可以被检测清楚，能够是压力容器在使用过程中保持良好的应用能力。但X射线检测也存在较明显的缺陷，首先是检测成本过高，其次是在实际检测中需要提前进行合理角度的选择，并且在检测裂纹与未熔合处时可能会出现漏检的情况。

2.3 渗透检测技术在压力容器中的应用

渗透检测技术相对简单，该方法是指将渗透液置于待检设备表面，在渗透液的作用下，对该设备表面是否存在缺损进行检验和分析，从而实现对工件的裂纹、缺损及缺口的科学检测。渗透检测技术的优势在于所需成本低，操作简单且检测结果十分直观。更能够满足不规则压力容器的检测要求。但渗透检测技术的优势也是它的劣势。渗透检测技术只能应用于工件表面的检验动作，不能对工件内部的问题及缺损进行检测，这就导致其效能大打折扣，应用范围比较局限。在实际工作中应用渗透检测技术时充分利用其自身特点，做好工件表面的检测，是压力容器表面存在的裂纹、凹陷等缺损情况及时得到治理，从而最大限度保证设备正常生产的进行。渗透技术实际应用中的特点是可以检测出非铁、磁性的物质表面的缺损并且能够检测到磁粉不易检验到的部位，比如说一部分C、D类的焊接接头存在的表面缺陷。

2.4 磁粉检测技术在压力容器中的应用

磁粉检测技术在应用中主要用于铁磁类的工件，磁粉的工作机制为：当铁磁类的压力容器因为基体材料的不连续性造成内部缺损，当该工件被磁化之后，缺损部位往往会产生漏磁场。这时在适宜的光照条件下对放置于设备表面的磁粉进行照射，就能根据磁粉的痕迹确定设备缺损的部位及形状，从而完成对设备的科学无伤害检验。磁粉检测技术的优势与在实际应用中的使用方面是能够直观的确定设备的位置及形状且操作简单、经济适用、检测灵敏度高。缺点是不适用于非铁磁类压力容器。对于压力容器来说，磁粉检测技术是最常使用的无损检测技术，特别是对容器制造过程中大面积焊缝处以及热影响区表面的缺陷有比较高的检出率。

3 总结

综合来说，如果压力容器的检测设备中能够集齐超声、X射线、渗透、磁粉四种检测方式，能够为压力容器提供极高的安全保障，从而保证压力容器在使用过程中的稳定性与高效性。提示相关企业在今后开展压力容器的检测方面的工作时，尽量把四种无损检测方式根据其各自优点结合应用，提高检验工作的质量与效率，得出科学性强的检验结果。同时需要相关人员落实研究与应用工作，力求将国内检测技术的科技优势继续加强。