无损检测技术在承压类特种设备检验中的应用

王守国

（山东省胜利油油集兴安全设施检测检验有限公司 山东东营 257100）

1 前言

承压类特种设备指在生产过程中输送高温高压、低温低压或者有毒有害介质的设备，其稳定性和安全性至关重要，一旦承压类特种设备在使用中出现问题，将会引发非常严重的安全事故，给人们的生命及财产安全造成威胁。考虑到承压类特种设备承载介质的特殊性，在对其进行检测时，应该采用无损检测技术（NDT），避免检测过程中对设备的固有特性产生破坏，提升检测结果的准确性和有效性[1]。

2NDT概述

NDT，属于检测技术的一种，突出特点是“无损”，可以在不损坏被检测对象、不影响其性能的前提下，借助相应的物化手段，配合现代化设备，针对被检测对象内部缺陷引发的声、光、电、热等现象进行分析，以此来判断被检测对象的表面形态、内部结构、运行状态等，对可能存在的缺陷的类型、性质、形状、位置等信息进行确定[2，3]。

NDT的发展和应用能够直观地反映一个国家的工业发展水平[4]。比较常见的NDT包括射线检测、超声检测、磁粉检测、涡流检测等。NDT的发展经过了3个阶段:（1）无损探伤，通过相应的检测技术发现缺陷。（2）无损检测，对设备结构存在的缺陷、结构、状态等进行探测。（3）无损评价，评价缺陷的有无、属性、位置、大小以及缺陷对设备的综合性指标的影响程度等。

NDT具备4个显著特点:（1）非破坏性，NDT在得到检测结果的同时，不会给被检测对象造成任何破坏，能够保证被检测对象结构与性能的完整性。（2）互容性，NDT有很强的互容性，对于同一个被检测对象，可以采用多种方法进行检测，不同方法得到的检测结果能够互相验证。（3）动态性，NDT能够对正在使用中的设备进行检验，分析运行时间带来的累计影响，对结构失效机理进行分析。（4）严格性，NDT在应用中有非常严格的要求，需要用到专业的仪器设备，且检验人员必须经过专业训练，依照相应的规范和标准进行操作。

3 承压类特种设备检验中NDT的分类

3.1 超声检测技术

超声检测技术主要借助超声波在介质中传播所表现出来的传播衰减特性，对承压类特种设备中存在的缺陷进行检测。超声波具有极强的穿透性，可以用于钢材、压力容器锻件、高压螺栓等内部缺陷以及未焊透、裂纹等缺陷的准确探测，穿透力、指向性和探测速度良好，成本低且不会对检测人员和环境产生负面影响。

3.2 渗透检测技术

渗透检测技术是借助有色渗透液对承压类特种设备中可能存在的缺陷进行探测。在实际操作中，需要先将渗透液放在可能存在缺陷的位置，待其渗透后，清除多余液体，再借助对应的显像剂将缺陷展示出来。这需要检测人员合理选择压力容器试验区域，才能充分发挥检测作用。渗透检测技术成本低廉，能够直观反映被检测设备的表面缺陷，灵敏度高且较容易把控探测范围，对复杂结构特种设备检验有良好的适用性。不过，渗透检测技术只能对承压类特种设备的表面损伤和开口缺陷进行检测，并不适用于多孔设备和材料的检测。

3.3 射线检测技术

射线检测技术主要借助X射线和γ射线，对承压类特种设备的缺陷进行全面检测，一般被用于焊接工艺和钢铸件接头缺陷的检测，特殊情况下，也可以对角焊缝及其他特殊结构构件进行检测。射线检测技术能够通过直观的图像，将一些细微缺陷显示出来，也可以完成缺陷位置尺寸数据的同步计算，但该技术有一定的辐射伤害，需要做好防护工作。

3.4 磁粉检测技术

金属工件如果存在裂纹或者夹杂物，经过磁化后会产生漏磁场，依照漏磁场下磁粉的分布情况，可检测出工件中的缺陷。借助强磁场和大电流，对工件磁化，使用带颜色的磁粉或者荧光粉进行缺陷检测，配合专用的磁粉探伤仪，在特殊设备成品和半成品检验中可取得良好的效果。但磁粉检测技术研究时间尚短，尚需改进和完善。

3.5 涡流检测技术

涡流检测技术是一种基于电磁感应原理产生的NDT，主要通过对被测工件内感生涡流变化的测量，实现对导电材料和工件性能的无损检测及评定。涡流检测适用于导电材料，对工件表面及近表面的缺陷有着较高的检测灵敏度，也可以对电导率、膜层厚度以及金属薄板厚度等进行测量，且其检测信号为电信号，可以对结果进行数字化处理后，开展存储、再现和对比分析。

4 承压类特种设备无损检测质量控制要素

要保证检测的效果，在对承压类特种设备进行无损检测时，必须对检测的质量进行严格控制，质量控制环节需要关注的要素有4个。

4.1 做好设备保护

NDT在实际应用中最大的优势就是其 “无损”的特性，不会对承压类特种设备的结构和材质造成破坏[5]。想要将NDT的性能和优势最大限度地发挥出来，作业人员需要在检测前，对被检测设备的结构、材质等进行明确，如果承压类特种设备的材质特殊，并不适用于无损检测方法，则需要采取破坏性检测来保证检测效果[6]。因此，在对承压类特种设备无损检测质量进行控制的过程中，应该加强对设备试件结构及材质的保护工作，就无损检测与破坏性检测的结果进行对比分析，选择有利于保护试件结构和材质的检测技术[7]。

4.2 选择检测技术

NDT有很多种，不同技术有着不同的原理、特点和适用范围，这使得承压类特种设备无损检测得到的检测结果存在一定的差异性。想要做好质量控制，提高检测结果的精度和准度，检测人员需要结合承压类特种设备的实际情况，对NDT进行合理选择。例如，对于承压类特种设备钢板材料中的分层方向延伸以及板体平行缺陷，射线探伤技术并不适用，应该选择超声检测技术[8，9]。

4.3 确定检测时间

在对承压类特种设备进行无损检测时，需要对照检测的目的、材料以及预先设定的结果，确定好具体的检测时间，要求其必须能够符合有关基准规范，以保证检测结果的有效性。以某承压类特种设备的裂纹延迟倾向为例，对照相应的检测要求，需要将再次检测时间安排在焊接完成后的24 h以内，而在没有特殊要求的情况下，承压类特种设备的检测时间通常都是从材料热处理开始计算。在选择NDT时，应该充分考虑设备的材质和厚度，确定相应的压力安全系数，如果是碳钢材料，一般采用磁粉检测技术，如果是不锈钢或厚度较大的构件，则多数选择超声检测技术。

4.4 技术综合应用

现阶段，NDT在承压类特种设备检验中的应用越发广泛，但与国际化标准相比依然存在一定差距，发展空间较大。为确保承压类特种设备无损检测过程的科学性、检测结果的有效性，操作人员必须从待检测设备的实际情况出发，关注NDT的综合应用，实现不同类型检测技术之间的优势互补，以此来规避缺陷，提高检测精度。例如，超声检测技术在裂纹缺陷检测方面有着较高的灵敏度，检测厚度大而且检测速度快，成本低廉，也不会对人体产生危害，但是无法将检测到的缺陷直观显示出来，技术难度较大，精确度较差。可以将其与射线检测技术联合使用，提升检测结果的直观性和精确性。

5 NDT在承压类特种设备检验中的应用

想要将NDT有效地应用到承压类特种设备检验中，不仅需要关注检测技术的特点和检测时间，还需要做好以下2个方面的工作。

5.1 做好准备工作

在对承压类特种设备进行无损检测前，设备的使用单位需要完成检验前的辅助工作，以确保无损检测的顺利实施。比如，按照相应的检验要求，提前对设备及周边环境进行清理，将设备内的介质排空，拆除保温层，搭设架子，尽可能减少外部因素对检测过程的影响，保证检测结果准确性的同时，推动检验工作的顺利实施。

另外，承压类特种设备的材质和结构多样，检测手段较多，这就要求操作人员需依照设备类型做出合理选择。从这个角度分析，设备使用方需要做好设备的分类管理，建立起专业的设备台账，对设备的规格型号、材质以及推荐使用年限等进行明确，提供相应的产品质量证明文件，确保检测人员能够充分了解承压类特种设备的基本属性[10]。

5.2 关注设备运行

无损检测工作完成后，检验机构需要提供相应的检验报告，报告中应给出承压类特种设备的安装状况等级，同时对设备资料审查、宏观检查以及无损检测结果进行明确，报告后附上设备简图，对检验过程中发现的缺陷位置、缺陷程度以及管理意见等进行说明[11]。基于此，承压类特种设备安全管理人员在关注设备检验结论的同时，还应就设备多次检测的结果进行对比分析，设置相应的设备评定数据库，确保设备使用方的管理人员和操作人员能够深入了解设备的变化情况[12]。从数据方面，对承压类特种设备的使用情况进行预判，做好维护、重大检修、改造以及设备更新的准备工作。借助相应的数据分析，检验机构能够提前制订合理的检验方案，确保检验工作的顺利实施。

6 结语

总而言之，在科学技术飞速发展的背景下，NDT在承压类特种设备检测中的应用变得越发广泛，具备全面性、可靠性、便捷性、非破坏性等优势，能够保证检测结果的有效性，帮助使用方更好地掌握承压类特种设备的运行情况和使用安全等级，及时发现设备存在的缺陷和问题，并采取有效措施对存在的问题进行解决，提高NDT在承压类特种设备检验中的应用效率。