压力容器无损检测技术应用

2017-09-18张强文

中国设备工程 2017年17期

关键词：磁粉涡流检测

张强文

（阿拉善盟特种设备检验所，内蒙古阿拉善盟 750306）

压力容器无损检测技术应用

张强文

（阿拉善盟特种设备检验所，内蒙古阿拉善盟 750306）

压力容器作为工业生产设备，随着现代化工业的发展，应用的范围愈加广泛。在化工、冶金、炼化、国防等领域，压力容器都担任着重要的角色。因此，其安全性能也就直接关系到工业生产的安全与质量，对压力容器进行检测就变得越来越重要。但是，检测技术的不当使用有时也会造成容器的损伤，为此，对压力容器进行无损检测的技术成为一项重要的课题，经过研究被运用其中。本文主要是对压力容器无损检测技术的种类、原则、应用和发展进行阐述。

压力容器；无损检测技术；应用；发展

压力容器广泛应用于工业领域。它因为属于具备承压性能的特种设备，危险系数高于一般的容器设备。因此，对压力容器进行检测就成为一件非常重要的事情。近些年的检测数据显示，检测本身会对设备造成一定的损伤，因此，使用一种有效的技术保证检测不对压力容器造成损害就非常必要。可以说，无损检测技术既是工业生产的实际需要，也是安全生产的技术要求。

1 压力容器无损检测技术原则

压力容器顾名思义就是一种承受压力的容器设备。它在广泛应用于工业领域时，因为需要使用无损检测技术来增加其安全性能，因此必须遵循一定的原则。

1.1 无损破坏相结合

无损技术的优势是显而易见的，它可以在检测的过程中对设备减少甚至不发生损害。但是这样的技术因为其过于前沿，尚属于试运行阶段，因此，存在着较大的局限性，在实际使用时不能达到100%的安全性，因此需要和破坏性检测技术结合起来使用，例如在进行液化气钢瓶的承压度检测时，就需要进行爆破实验来完成检验的全面性。

1.2 准确选择时间点

无损检测的使用应该有着非常明确的目的。因此，在确定之后就需要根据检测对象的材料属性、制造工艺、实际用途等等进行时间点的确定。像是锻件的超声检测就需要在锻造完成后的粗加工阶段进行使用。时间点的选择直接关系到压力容器检测的准确度。

1.3 慎重选择检测技术

当下的无损检测技术主要有射线检测技术、超声检测技术、渗透检测技术、磁粉检测技术、涡流检测技术等。这些技术的适用范围和功能不一样，在使用的过程中可以达到的效果也不一样。所以，在进行压力容器的检测时，必须根据实际的情况，合理的分析与选择检测技术，从设备本身的属性和功能出发，慎重的做出选择。

1.4 注重综合技术的应用

要想对压力容器做出真正合适的无损检测，有的时候只使用一种方法很难达到全面深入的效果。最好的办法是将多种检测技术结合在一起，通过每项技术的优点去弥补另一项技术可能存在的技术缺陷，通过多种检测得到一个客观公正的结论。

2 压力容器无损检测技术的应用

压力容器的无损检测技术大致分为五种，按照发明的时间和适用的范围来看，依次是射线检测技术、超声检测技术、渗透检测技术、磁粉检测技术和涡流检测技术。

2.1 射线检测技术的应用

射线检测技术是发明时间最早的一项技术，这项检测技术在检测压力容器的接管、外壳、封头等部位的焊接性能中被广泛的应用。射线检测技术如果再进行细分，又包括了X射线探伤机和r射线源。它们都是利用射线技术照射在工件上进行检测的。透射的射线会在不同的厚度、不同的密度上产生变化，这种变化被记录下来，在底片上形成不同黑度的显现，通过这些黑度的对比，能够充分地掌握工件内部的结构状态，从而完成安全性能的检测。因为它的发明时间较早，所以适用的材质范围非常广泛，像是碳素钢、低合金钢、镍及镍合金、铝及铝合金、铜及铜合金、奥氏体不锈钢等，这些材质的缺陷出检率非常高，而其成像结果直观可见，定性定量检查均可实现，能够很好地检测和记录结果，为后续的检验和使用提供科学的依据。

2.2 超声检测技术的应用

超声检测技术也是比较早的一种检测技术，超声技术本来的使用范围就非常广泛，它会在介质相同、速度相同、传播方向相同的前提下，提供可靠的数据。而当遇到另一种介质时，其产生的反应会更加强烈，比如出现折射、反射、绕射等现象。在压力容器的无损检测中，容器的材质可以被看作是介质，如果其内部存在或出现了缺陷，发射的波幅会出现方向、大小的变化，这时就会根据这样的变化来判断缺陷的位置和程度。超声检测技术主要用于复合型钢材质、锻件栓件等处，在一些焊接处进行超声检测，准确度高而成本相对较低，所以使用起来方便且广泛。

2.3 磁粉检测技术的应用

磁粉检测技术的应用需要进一步根据磁体的方向进行划分。大致分为轴向通电法和磁轭法。它主要是对磁性材料的表面进行检测，例如材质表面、紧固件、焊接口等处。它是所有方法中灵敏度最大的一种，而且操作的步骤非常简单。但是因为只能在表面上进行工作，所以得到的结果是有局限性的。

2.4 渗透检测技术的应用

这是一项新兴的检测技术。主要用于非铁磁性材料的检测，少量的应用于磁性材料。它是对磁粉检测技术的一个有力的补充。在磁粉技术无法实施的检测中，渗透检测技术会帮助我们对压力容器内部的缺陷或接缝进行检测。这项技术操作程序简单，原理也并不复杂，但是只能用于对容器表面的探测，无法对内部的检测。运用这项技术之前要做一些准备的措施，比如清洗、添加渗透液、添加显像液，最终的成像有利于我们做出客观的评价。

2.5 涡流检测技术的应用

涡流检测是一种半人工的检测方法，它要先制造出工件内部的涡流，然后通过对涡流变化的观察进行检测。在管道和接近于表面的地方进行检测时会使用这种方法。它的检测速度快，但是检测的结果却不是特别精确，可以检测出缺陷，但是不能固定位置和形状，尤其是在绝缘性材料上不能使用，所以这项技术的限制是比较多的。

3 压力容器无损检测技术的发展

通过上文对各项压力容器的无损检测技术的分析，我们可以看出，压力容器的无损检测技术始终处于发展的过程中。从当前材质的属性和工艺上来看，压力容器的无损检测技术在未来的发展会呈现出以下的一些趋势：检测技术更加高速、场外检测技术得到发展、非接触完成无损检测、传感技术和探测技术会发生革命性的变化。

3.1 相控阵技术

在检测技术的革新上，超声检测技术会首先进行改革。它可以实现动态下的数据收集，同时对角度的范围也可以有所控制。这样一来检测中可能产生的盲区就被最大程度的破除，那些即使内部结构非常精密的容器也不会在技术检测上受到限制。这项技术被称为相控阵技术，它可以极大地提高检测的效率，还会把检测的技术成本降至最低。相控技术对于容器的焊接缝进行检测就可以实现以点带面的覆盖式检测。具体的检测步骤是，先使用不同形状的多阵元换能器，然后利用发射脉冲的延迟时间对声束变化的方向和点位进行检测，最后通过电子扫描仪进行成像，完成全部的观测，从而得到检测的精确结果，可以说这项技术的使用使检测的广度更广，精度更精。

3.2 磁记忆技术

磁记忆检测技术也是未来发展的一个趋势。它可以将压力容器内所存在的高应力部位进行精准定位。这种利用科技实现记忆的能力，可以对压力容器的焊缝进行快速的扫描，从而发现焊缝位置存在的应力峰值部位的缺陷，最大程度的对这些位置的表面进行磁粉的检测和内部超声的检测分析等。一旦发现存在于表面或内部的裂纹损伤就可以进行反映。在铁磁性制造的材料的压力容器运行时，会受到介质本身的压力作用，这时，材料的内外部磁畴取向会发生改变，而这样的改变一旦是异常的，就形成了漏磁场，这就是磁记忆技术的使用原理。