压力容器焊缝无损检测方法的比较

压力容器焊缝无损检测方法的比较

杨涛

湖南科信检测有限公司湖南株洲412011

摘要：压力容器的质量好坏关乎着其使用安全。本文通过介绍常用的几种无损检测方法的原理，比较其优缺点，并研究其优化性能，使其优化性能能够应用于合适的工作场合，扬长避短，最终达到高效、准确地检测压力容器焊缝的效果。

关键词：压力容器；焊缝；无损检测；方法比较

引言

压力容器在各种生产和仓储部门，是一种极其常见的储存设备。由于在使用过程中往往承受较大的压力，具有较大的危险性，因此在制造时都会经过严格的质量把控；但是细微的几何缺陷却在所难免，同时使用过程中的储存介质影响和外界条件作用，致使容器在使用过程中也难免不断损伤，因此，在管理运营过程中，要定期对阿里容器做好检测分析，以避免泄漏等危险事故的发生。

1.压力容器检测概述

因为压力容器在工程实际中往往处于高压储存环境，因此在检测时往往采用无损检测的方法，对容器的几何缺陷进行检验，以减免对容器的再次伤损。无损检测即采用外部介质对压力容器全面覆盖，并通过对应的分析方法将缺陷放大或者具体化，从而获悉压力容器的几何缺陷。根据覆盖介质的不同，压力容器的无损检测主要包括射线检测、超声检测、磁粉检测、声发射检测以及液体渗透检测等。

2.选择无损检测技术的原则

采用无损检测技术对压力容器进行监测时，为了确保检测结果的可靠性，需要考虑以下几项内容：（1）无损检测技术与破坏性检测技术相结合。无损检测技术在具体应用过程中具有局限性，这也导致无损检测技术在一些方面的应用无法取代破坏性检测。例如，在对液化气钢瓶的具体承压性能进行检测时，就必须要对爆破检测技术进行合理应用，只有这样才能完成最终的检测，确定其性能是否能够满足使用需求。（2）注重无损检测技术的应用时机，严格依据检测过程中的最终目的，同时应当在该基础上，结合检测对象的采用的材料的具体属性和制造工艺，确定合理的检测时机，从而提高检测结果的可靠性。（3）通过合理的分析，选择合适的无损检测技术，应用不同无损检测技术所具有的特点，将其合理的应用在不同的压力容器检测中。因此，应当结合实际情况，对被检测对象的材料属性、制造工艺、形状等各项内容进行分析，最终选择出一种或者几种合适的无损检测技术。

3.常用无损检测方法比较

3.1射线探伤

射线探伤运用的方法是其穿透性及其直线性而进行探伤检测。射线探伤首先起作用的是射线发生器发出射出穿透金属的构件。这些特殊的射线能够让照相底片具有可感光性能，因为这些射线用肉眼是看不见，所以它用特定的接收器进行接收。常用探伤的射线有X射线光，及运用同位素的发出的γ射线进行探伤，两种方法分别称为X光探伤和γ射线探伤。当这两种射线在穿过物质时，如果物质密度越大，射线强度受阻度越多，即射线对该物质的穿透性就越小。此时如运用照相底片来接收，则照相底片的感光度就越小，如用接收仪器收获信号，那么接收的信号就越弱。射线探伤的优点为能够确定缺陷的大小，形状，适合比较精细的内部探测，并且底片易保存。其缺点是对人体有一定伤害，因此应注意防辐射。

3.2超声波探伤

超声波探伤运用了超声波可探入金属器材的深处这一特点，同时当射线由一截面进入另一截面时，会在两者边缘产生反射的现象从而发现零件缺陷。当超声波束从材料表面的探头到金属内部时，碰到缺陷与零件底面时便可分别发生反射波形，并且在萤光屏上变成脉冲波来，以此波形就可以判断缺陷大小及位置。超声波探伤的优点有操作周期短、效率高、成本低、对人体无害、方便灵活等，且较X射线探伤更具灵敏度。缺点是需要有做丰富经验的技术人员才能够精确分辨缺陷种类，且对缺陷缺乏直观性，并且要求工作表面保持平滑。超声波探伤对于厚度比较大的零件的检验更合适。

3.3磁粉探伤

磁粉探伤是利用铁磁性的材料的磁率大于非铁磁性材料导磁率的一特性，应用工件被磁性化后的磁通密度来分析，在工件单位面积上透过B根磁力线，在缺陷区域里的单位面积上不容允许B根磁力线穿过，就迫使其中部分的磁力线挤到了缺陷里的材料中，其余磁力线就不得不被迫溢出工作的表面以外而形成了漏磁，磁粉则将被这些所引起的漏磁而吸引。如在工件磁化时，有缺陷存在于各种表面，那么缺陷处的磁阻力将加大从而产生漏磁，局部磁场形成，缺陷处便被磁粉所显示。这种探伤的优点是灵敏度较高，对细小裂缝探伤准确，速度快，成本低。缺点是对于内部缺陷探伤不足，且对试件材料要求高，同时受到材料的尺寸与形状影响。

3.4渗透探伤

渗透探伤的原理是应用物理学的毛细管的渗透吸附现象中的显像原理，在检测工件的表面加以含着色剂或荧光染料的渗透液，该渗透液在毛细血管的作用下，经过一定的时间，液体渗入表面开口中的缺陷，去除检测工件表面的多余渗液，干燥后再施加显像剂（吸附介质）。同条件，通过毛细血管的作用，显像剂在吸附缺陷中的渗透液，将渗透液重新回渗入显像剂中，达到合适的光照条件可显示出缺陷内的渗透液，从而完成检测工件缺陷的目的。渗透探伤优点有设备简单、缺陷显示直观、操作容易、判断容易、无材料类别的限制，还可检查各种类型的钢材，甚至包括了奥氏不锈钢、铝、铜等非铁磁性的材料。其渗透探伤缺点是不能用于检测多孔性的材料，只能检测工件表面开口的缺陷，所用的试剂也有一定毒性，并要求被检测工件的表面光洁，使其应用范围在一定程度上受到限制。

3.5着色探伤

着色（渗透）探伤基本的原理是应用毛细现象，让渗透液渗透入缺陷，经清洗去除表面渗透液，而会有残留在工件缺陷中，然后再用显像剂中的毛细管吸附作用使缺陷中的残留渗透液吸出，从而完成检测缺陷的目的。着色探伤可分为湿粉法检验和干粉法检验，湿粉法检验对于表面细小的缺陷验出能力高，尤其适合不规则形状的微小型零件批量的探伤。干粉法检验则对近表面缺陷检出能力高，尤其适合大面积或者野外探伤。

4.各类探伤方法适合的场合

各类探伤方法适用的具体场合，要根据焊缝具体位置及其结构的形态，以及产品所要求的精确度，按检查人员的经验而选择合适的探伤方法。本文重点介绍射线探伤、超声波探伤和磁粉探伤之间的比较，具体如下：①射线探伤的优点为能够确定缺陷的大小，形状，适合比较精细的内部探测，效率中等，并且底片易保存。其缺点是对人体有一定伤害，因此应注意防辐射；②超声波探伤的优点有操作周期短、效率高、成本低、对人体无害、方便灵活等，且较X射线探伤更具灵敏度。缺点是需要有做丰富经验的技术人员才能够精确分辨缺陷种类，且对缺陷缺乏直观性；③磁粉探伤的优点是灵敏度较高，对细小裂缝探伤效率中等，速度快，成本低。缺点是对于内部缺陷探伤不足，且对试件材料要求高，同时受到材料的尺寸与形状影响。射线与超声探伤适合于内部缺陷检测，而磁粉、渗透以及着色更适合焊缝表面探伤。

5.结束语

无损检测技术作为一种先进的检测技术，其在压力容器检测过程中，不会对压力容器造成破坏，因此得到了广泛应用。本文主要针对超声波、射线、磁粉、渗透几种无损检测技术的应用情况进行了详细分析。需要注意的是，无损检测技术的种类很多，不同的检测技术都有各自的优点与缺点，在具体采用过程中，应当依据实际分析情况，结合各种无损检测方法优点和局限性，选择一种或者几种合适的无损检测方法。

参考文献：

[1]张永德，范琴，张瑞华.焊缝X射线实时成像检测系统与应用[J].石油化工设备，2005，12（05）：2-5.

[2]王嘉玲.焊接质量与焊条使用[M].北京：国防工业出版社，1994.