压力容器无损检测技术的选择及应用郭红伟

压力容器无损检测技术的选择及应用郭红伟

郭红伟

（中国能源建设集团山西电力建设有限公司山西省太原市030006）

摘要：无损检测这种技术具有综合性的特点，它的应用是非常广泛的。在使用压力容器的时候，需要按照有关的法规要求、设计的标准，以及材质的特性来选择和应用比较适合的检测技术，尤其是要重视检测的时间与检测的位置。只有如此，才能把缺陷检测得更加全面一些，从而保障压力容器能够安全地投入到实际应用中。本文对压力容器无损检测技术的选择及应用进行分析。

关键词：压力容器；无损检测技术；选择；应用

检验是压力容器安全管理的重要环节。压力容器检验的目的就是防止压力容器发生失效事故，特别是预防危害最严重的破裂事故发生。因此，压力容器检验的实质就是失效的预测和预防。在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法一定会得到更广泛的应用和发展。

1压力容器无损检测技术的选择

1.1压力容器无损检测技术的种类

主流的压力容器的无损伤检测技术的发展主要分为五个阶段[3]：超声波技术，射线技术，磁粉技术，渗透技术和涡流技术。超声无损检测技术，主要利用不同介质中声波不同传播特性而形成的检测技术。射线无损检测技术，主要利用射线的高穿透性特点，对结构大，厚度高的压力容器进行检测。磁粉技术，主要来检测铁磁性材料，利用磁粉和铁磁材料磁场反应的特性来进行检测。渗透技术，主要利用高分子材料、特异指示剂和磁性材料的渗透作用来对非铁磁性压力容器进行检测。涡流技术，利用探查设备内产生涡电流的变化来检测的技术。

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压力容器无损检测技术选用过程中应当注意的主要问题

尽管无损检测技术具有一定的强大优势，可仍具有一定局限性，每一种检测技术都不是万能的。比如，超声波及射线检测技术适用于承压设备的内部缺陷检测；渗透检测技术适用于非多孔性金属材料检测；磁粉检测技术适用于铁磁性材料制成的承压设备表面和近表面缺陷检测；等等。因此，选择无损检测技术过程中应注意以下问题，尽量选择最合适的检测技术，才能在应用过程中充分发挥自身的有效性。

2.1确定无损检测技术实施时间

压力容器质检过程中，检测人员应当根据检测目的，结合容器工况、制造工艺及材质等情况科学、合理地确定无损检测技术的实施时间。由于每一种工件及每一道工序都有属于自己的最佳检测时间，不能颠倒检测循序与检测时间，否则起不到质检效果。比如，锻件超声波探伤一般在锻造完成后，钻孔、精磨等工序加工前进行。

2.2选择最适合的无损检测技术

各个检测技术都有自己的长处与不足，并不是对任何工件的检测标准相适用的，因此，需要对无损检测技术进行有效地选择。在对无损检测技术进行选择的时候，检测人员需要针对现实的各种状况（应用的条件、材料的特性、容器的构造等）自由地选用无损检测技术，并要使所选择的无损检测技术是最适合的。比方说，在对钢板进行分层检测的时候，因为它的延展方向和板是大致平行的，基于这种不足，所以，综合思考各个检测技术的优势，会选择超声波这种检测技术。

2.3选择最合适的无损检测方法

每一种检测方法都具有一定优势和局限性，并不能适用所有工件的质检要求，故对无损检测技术方法选择方面提出了一些要求。在选择最适合的无损检测方法过程中，检测人员应根据实际情况（容器结构、材质、介质、使用条件、实效模式等）灵活地选择无损检测技术，且选择最合适的无损检测方法。比如，在钢板分层检测中由于其延展方向与板基本平行缺陷，考虑相关检测技术特点故而选择超声波检测技术，不适合选择射线检测检测技术。

3压力容器无损检测技术的应用

3.1在进行制造时的无损检测技术

第一，射线检测技术。由于射线检测技术能够准确地定位缺陷，因此，它非常适合用来检测压力容器的壳体。使用这种检测技术对缺陷进行检测的过程中，是有一些限制要求的，比如，钢的厚度保持在4～20cm范围内的时候，使用co―60射线；钢的厚度小于或者等于8cm的时候，使用x射线。第二，表面上的检测。一般使用渗透和磁粉检测技术进行表面检测，这种检测技术非常适合于压力容器在制造过程当中的对接焊缝、角焊缝和钢板破口等地方的表面上的检测，还有锻件在进行加工之后表面上的检测。第三，超声波检测技术。由于超声波这种检测技术不能够准确地检测缺陷，而能够准确地定位裂纹缺陷，因此，它非常适合用来检测钢的厚度大于0.6cm的压力容器壳体。

3.2压力容器使用过程中的无损检测技术

第一，磁记忆检测技术。压力容器中的高应力集中部位容易产生应力腐蚀开裂和疲劳损伤等问题，为了保证压力容器具有持续的使用效应，故采用磁记忆检测技术探测压力容器内的高应力集中部位。其工作原理就是：通过磁记忆检测仪器对容器内焊缝进行快速扫查，发现最高应力集中部位后，对这些部位进行内部超声波检测、硬度检测、金相分析和磁粉检测，进而得到内部裂纹、表面裂纹等情况。第二，常规红外热成像技术。常规红外热成像技术主要用于发现压力容器壳体局部超温现象。压力容器中的高应力集中部位经过长时间负荷后，可能由疲劳损伤引起壳体局部超温，成为压力容器壳体的薄弱部位。因此，需要利用常规红外热成像技术准确探测该种情况，严禁出现薄弱部位造成严重后果。

结束语：

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：

[1]李绍元．压力容器无损检测技术的合理选择与应用研究[J]．河北农机，2015，（12）．

[2]吴凤兴．压力容器无损检测技术的选择与核心应用分析[J]．科技与企业，2015，（4）．

[3]张志刚．无损检测在压力容器中的应用分析[J]．化工中间体，2015，（2）．

[4]车帅．压力容器无损检测技术的应用[J]．科学中国人，2015，（33）．