移动式压力容器定期检验中无损检测方法分析

移动式压力容器定期检验中无损检测方法分析

管志超

（浙江省特种设备检验研究院浙江省杭州市310020）

摘要：移动式压力容器在充装、运输、卸载各环节之中会遇到各种问题，而且很多问题无法通过肉眼进行识别，需要检验人员对容器进行定期检验，才能依靠实测数据进行判断。可以对到达寿命期的容器是否能够继续使用进行判定，并可以对容器进行必要的维护。这样能够降低运输过程中出现的故障几率，有效提升设备的安全状况。基于此，本文主要对移动式压力容器定期检验中无损检测方法进行分析探讨。

关键词：移动式压力容器；定期检验；无损检测；方法分析

1、前言

通常天然气等介质遇低温环境，在温度达到-162℃时就会由气态转化为液态，天然气的气体体积远大于同质量的液体体积，为了节省储存空间，人们将低温移动式压力容器作为承载天然气等能源的容器。而要想实现安全运输必须保证运输容器的安全性，因此对低温移动式压力容器的检测是十分必要的。

2、移动式压力容器制造过程中的无损检测技术

《移动式压力容器安全技术监察规程》对汽车罐车和铁路罐车的制造要求分别作了相应规定，制造中的无损检测过程在满足相关设计标准和文件的同时还满足《固定规》的要求。下面就移动式压力容器在制造过程中的检测要求作具体分析。

2.1、制造材料的无损检测

用于制造罐体的碳素钢以及低合金钢钢板的检测应逐张进行，不可多张重叠同时进行检测，钢板的超声检测应满足JB/T4730的相关规定，钢板的合格等级不能低于Ⅱ级。通过对制造材料进行超声检测，可以及时发现钢板在冶炼、轧制过程中产生的折叠、分层以及裂纹等。检测时，应选择好钢板的某一轧制平面，检测探头沿着与钢板压延的垂直方向，与钢板保持10cm的固定距离进行平行移动检测，当发现缺陷后应在缺陷点附近进行仔细检测，对缺陷的大小尺寸进行量化测量，再依据波形特点和钢板制造工艺对波形特点进行综合判断，通常白点缺陷的波形尖锐，底波较之正常波形有明显降低，移动探头时回波有较大起伏，沿板厚方向对称。

2.2、制造过程中的无损检测

汽车和铁路罐车在制造过程中需要进行对接焊缝，如果焊接工艺不到位，就可能出现气孔、未熔合和裂纹等缺陷，因此必须在焊接完成后通过无损检测技术对罐体进行检测，以确保罐车的质量。对于焊缝内部的缺陷通常采用超声检测技术，对无损性要求较高部分如角接接头、T形接头等，可采用磁粉检测或渗透检测。

3、移动式压力容器无损检测的方式

3.1射线检测

射线检测技术一般用于检测焊缝与铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等一些缺陷。射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定量也相对比较准确，检测结果有直观的纪录，可以长期的保存。但该方法对体积型缺陷（如裂纹未熔合类），如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。

3.2超声波检测

超声检测是利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快、成本低等优点，且超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带与操作，对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。

3.3磁粉检测

磁粉检测是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。磁粉检测技术在检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快，检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料，工件的形状与尺寸有时对探伤有所影响。

3.4渗透检测

基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷，其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中，用去除剂清除多余渗透液后，用显像剂表示出缺陷。渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料。该方法操作简单成本低，缺陷显示直观，检测灵敏度高，可检测的材料和缺陷范围广，对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测。但对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高，还可用于磁粉检测无法应用到的部位。

3.5声发射检测

声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的，对缺陷的变化极为敏感，可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息，检测灵敏度很高。

3.6磁记忆检测

磁记忆检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法，其本质为漏磁检测方法。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位，它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查，从而发现焊缝上存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析，以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。但此方法目前不能单独作为缺陷定性的无损检测方法，必须辅助以其他的无损检测方法。

4、对于压力容器无损检测的创新

（1）再与传统的超声检测比较下，在可动态的聚集下和声束角度可控的情况下，在超声检测的相控阵技术上它是具有能够检测其盲区位置的缺陷和复杂的结构件以及较高检测的频率方面等的特点。这种技术是可以实现多角度和全方位的高速检测，在根据一些规则检测对象中，超声的相控阵技术是可以提高其检测的效率、降低其技术的成本，在其焊缝的检测过程当中，必须要采用合理的相控阵检测的技术，这种技术是仅需要把换能器沿的焊缝方向扫描，就可以实现对焊缝的覆盖检测。这种技术使用不同的形状多阵元的换能器来与在接收超声波的波束，也是通过在控制换能器的阵列中其各阵元发射脉冲时的延迟时间，在物体内的某点时的关系等，以实现声束的方向变化和聚焦点，最后再运用电子的扫描和机械的扫描以相结合的方法从而达到成像。

（2）在压力容器的无损检测革命中，利用磁记忆的检测技术是可以发现其压力容器所存在的高应力的集中部位。它可以利用磁记忆的检测仪器在对压力容器的焊缝快速的进行扫查，准确的发现焊缝位置存在的应力峰值部位，并且在对这些位置表面进行磁粉检测和内部超声的检测分析等。发现存在表面裂纹和内部裂纹的损伤。在铁磁性制造的材料的压力容器运行时，会受到介质的压力作用，因此材料的内部磁畴取向会改变，而发生磁场局部的异常，形成了漏磁场，这就是磁记忆的检测原理。

5、结语

总而言之，随着检测技术的不断发展的各类检测仪器设备的开发，漏磁、磁记忆以及声发射等检测设备的自动化程度逐步提高，对受检设备的要求也在降低，实时在线监测技术越来越广泛地应用到移动式压力容器的检验中，为移动式压力容器的安全运行提供了可靠的保障措施。

参考文献：

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