压力容器检验中的无损检测方法研究李兴才 （广东省特种设备检测研究院惠州检测院，广东 惠州 516001） 摘 要：压力容器是一种非常重要的承压装置，被广泛地应用在石油、医药、食品、化工、钢铁等行业，并且压力容器往往需要在易燃、剧毒、高温、高压等恶劣环境中使用，一旦压力容器发生爆炸或者泄露，会引发严重的灾难事故。而通过采用无损检测方法，在不破坏压力容器的前提下可及时发现其缺陷问题，从而有针对性地进行维护处理，应特别重视压力容器的无损检测，结合压力容器具体情况，选择最合适的检测方法，消除压力容器安全隐患。文章分析了压力容器无损检测相关规定，阐述了压力容器检验中无损检测方法。 关键词：压力容器；无损检测；超声波；射线 近年来，现代工业的不断发展，对于压力容器的安全性和可靠性要求越来越高，与此同时也涌现出了多种不同检测技术，而无损检测是一种利用电、磁、光、声等手段，在不损坏和破坏压力容器的前提下，检测其内部结构是否存在质量缺陷，科学判断压力容器的使用性能和使用寿命。为了充分发挥无损检测的应用优势，应全面掌握不同无损检测方法的优缺点，根据压力容器实际状况，选择最合适的无损检测方法，全面提高压力容器检验质量。 1 压力容器无损检测相关规定根据压力容器检验规则和相关安全技术监察规程，无损检测方法主要包括声发射检测、涡流检测、射线检测、超声检测和表面无损检测。根据压力容器的相关操作规范，检验人员应结合压力容器的具体失效模式和操作使用情况，制定合理的检验方案，以表面无损检测、壁厚测定、宏观检查为主，条件允许的情况下，可采用气密性试验、声发射检测、耐压试验、应力测定、硬度校核、涡流检测、材质分析、金相检验、硬度测定、射线检测、超声检测等。 2 压力容器检验中无损检测方法2.1 表面检测 在压力容器检验中表面检测方法应用广泛，对压力容器的高强螺栓、焊疤部位、角焊缝、对接焊缝等进行表面检测，非铁磁性材料可选择渗透法检测，对压力容器外部进行着色渗透检测，内部结构进行荧光渗透检测；铁磁性材料最好选择磁粉法检测，考虑到压力容器内部的光线不好，对外部进行湿式黑磁粉检测，对内部进行荧光磁粉检测，使用磁粉来检测角焊缝。和渗透检测方法相比，磁粉检测具有速度快、成本低等优点，可用于大型压力容器检验，并且为了能够及时发现压力容器缺陷，向压力容器检测部位喷涂增强反差剂，可有效提高检测准确性。 2.2 超声波检测 超声波检测是一种重要的无损检测方法，其主要是利用超声波在介质中船舶遇到界面产生反射，从而检测出压力容器的缺陷。这种超声波检测的速度非常快、穿透能力强、灵敏度高，并且超声波探伤仪重量轻、体积小，操作使用非常方便。超声波检测不仅可以评定焊缝安全性，而且可准确检测压力容器内部裂纹。超声波检测适合复合材料、非金属、金属等部件的无损检测，这种检测设备轻便、检测速度快、成本低，并且具有较高的灵敏度，可以检测出压力容器中尺寸非常小的缺陷，通过准确定位压力容器缺陷，而且超声波检测的穿透能力非常强，准确检测压力容器内部缺陷。但是对于超声波检测方法，对压力容器的缺陷还需要进行精确的定量、定性分析，对于某些不规则外形或者复杂形状的工件，检测准确性不足，并且压力容器缺陷的形状、取向和位置往往会影响检测结果。 2.3 射线检测 射线在穿透压力容器时一旦受到阻力，其强度逐渐减弱，而物质厚度和阻力系数对于射线减弱程度有着决定性影响。若压力容器存在缺陷，缺陷部位的阻力系数和正常部位的不同，射线在穿过压力容器正常部位和缺陷部位时，强度会存在较大差异。因为这种差异压力容器的X光感光程度也不同，X光感光胶片经过处理以后，完好基体和缺陷部位会形成不同的黑度影像，根据不同程度的黑度，可判断压力容器的缺陷尺度。射线检测是一种重要的无损检测方法，主要用于压力容器的焊缝检测。在实际应用中，射线检测的优点在于经过处理暴露于射线的胶片，可及时发现压力容器内部缺陷，并且生成直观图像，其定量定性都非常准确，能够长期保存检测结果，对于压力容器的夹渣、气孔等体积型缺陷，检测准确率很高。但是这种射线检测方法对于未熔合、裂纹等压力容器面积型缺陷，若照相角度不合适，易发生漏检情况，并且射线检测方法成本相对较高，实际检测操作过程中为了避免射线伤害人体，必须做好有效防护。 2.4 渗透检测 渗透检测主要是根据毛细作用原理，用于检测压力容器表面开口缺陷，在压力容器表面涂抹特质渗透液，考虑到渗透液可以逐渐渗透到压力容器表面上的凹坑、缺口、裂纹等缺陷中，然后通过显示剂在工件表面显示渗透液，准确检测出压力容器存在的缺陷。对于压力容器可利用渗透检测来检测压力容器的焊缝和延迟裂纹、冷裂纹、热裂纹等热影响区开口缺陷，并且在线检测可用于检测压力容器的基材表面和热影响区的开口缺陷，例如晶间腐蚀、应力腐蚀、疲劳裂纹等以及表面焊缝。这种渗透检测法具有检测结果直观、成本低、操作简便、设备简单等优点，可用于形状不规则和大型复杂的工件检验。但是渗透检测无法检测出压力容器表层以下的缺陷问题，只能检测出表面缺陷。 2.5 磁粉检测 如果铁磁性材料工件的浅层表面存在缺陷，会直接影响基体材料的连续性，一旦被磁化后，压力容器表面区域的磁力线会出现局部畸变，形成漏磁场，工件表面吸附的磁粉，只要光照条件合适，压力表面磁粉就能够形成非常清晰的磁粉痕迹，而不连续的痕迹形状、尺度和位置即可代表压力容器缺陷的严重程度、形状、大小和位置。这种磁粉检测能够准确出铁磁体材料近表面和表面的缺陷，直观显示压力容器缺陷的严重程度、大小、形状和位置，并且检测灵敏度较高，甚至能够检测出微米级宽度缺陷，对于单个工件的检测污染较少、成本低、工艺简单、速度快，通过合适磁化方法，能够对压力容器表面各个部位进行检测，几乎不会受到压力容器形状、大小方面的限制，可以对压力容器存在的缺陷进行反复验证，具有较好的检测重复性。但是这种磁粉检测方法只能用于铁磁性材料的压力容器检测，不能检测非铁磁性材料和不锈钢焊缝，而且对于近表面和表面的检测准确性较高，对于其内部检测往往效果较差。具体检测过程中磁化方向直接影响检测灵敏度，若磁化方向和缺陷方向之间的夹角过小，经常难以发现工件缺陷。 2.6 涡流检测 涡流检测主要用于检测压力容器焊缝表面裂纹和换热管腐蚀状态。检测过程中利用内穿过式探头，应用远程涡流检测技术来检测铁磁性换热管，应用常规涡流检测技术来检测非铁磁性换热管，可以及时发现换热管外部和内部的壁厚减薄、蚀坑、穿孔等缺陷。通过电流扰动磁敏探头，即使压力容器焊缝表面有防腐层或者比较粗糙也可以快速获得准确的检测结果，并且在压力容器停止使用时，还能够利用涡流检测技术对压力容器内部和外部的焊缝进行全面检查，使用渗透检测法或者磁粉检测法进行复验，从而确定压力容器裂纹的大小和具体部位。 3 结束语压力容器检验是一种发现其质量缺陷的重要方法，而无损检测方法方便快捷，对于压力容器自身损害较小，检测准确性较高，在实际应用中受到广大工作人员的青睐。但是无论哪种无损检测方法都有其自身的优缺点，在压力容器检验过程中，尽量在检测条件允许的情况下，结合压力容器的参数和特性，采用合适的无损检测方法，制定合理、科学检测方案，有控制检测成本，提高压力容器检验的准确性和可靠性。 参考文献： [1]肖维鹏.无损检测方法在压力容器检验中的综合应用[J].石油和化工设备,2011,(8):60-62. [2]朱政果,杨海堂.在用压力容器检验中如何选择无损检测方法[J].装备制造技术,2012,(5):224-225+236. [3]马翠霞.无损检测技术在压力容器检验中的应用[J].硅谷,2013, (11):128+65. [4]周敏,王梅.压力容器和压力管道中无损检测技术的应用[J].工程技术研究.2016,(4)52+78. 中图分类号：TH49 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2017）02-0116-02 |
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