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浅谈无损检测技术在压力容器中的应用

2018-05-09姚青松

科学与财富 2018年8期
关键词:超声检测无损检测技术压力容器

姚青松

摘 要: 随着我国经济发展速度逐步加快,对于能源的需求呈现快速增长的状态,而压力容器作为石油化工产业关键的设备,对其进行科学、合理的无损检测可以有效保证压力容器使用上的安全性和可靠性,所以积极对无损检测技术在压力容器中的应用情况进行研究,有助于提升我国压力容器整体的生产制造质量,对于我国经济发展有着至关重要的作用。鉴于此,本文首先对压力容器无损检测技术进行分析,并着重对超声检测技术在压力容器无损检测中的实践应用情况进行探究,并给出压力容器无损检测技术的优化措施,以供相關专业人士借鉴与参考。

关键词: 无损检测技术、超声检测;压力容器;应用;探析

随着压力容器在石油化工以及其它领域应用数量的增多,对其使用安全性与可靠性提出了更为严格的要求。与此同时,为了避免爆炸事故在压力容器使用过程中出现,降低其出现腐蚀问题的概率,有必要对其在生产制造过程中应用科学合理的无损检测技术。由此可见,为了无损检测技术可以有效的在压力容器、设计以及生产制造过程中获得应用,有必要对无损检测技术在压力容器中的应用情况进行深入探析,从而提升无损检测技术在压力容器设计、生产以及制造过程中的应用水平,进而提升我国压力容器使用的安全性与可靠性。

一、压力容器无损检测技术

1.、压力容器无损检测之超声检测技术

鉴于在介质环境下,超声波在传播过程中因具有相应的衰减特性,从而致使超声波在截面缺陷位置产生与缺陷相一致的反射线波段,从而完成对相应压力容器进行无损检测作业。在对压力容器进行超声检测时,焊缝内部缺陷以及表面裂纹等均可通过该方式检测出来。此外,还可对压力容器内部锻件以及高压螺栓进行超声检测并分析其是否存在缺陷。其中,检测成本低、响应快以及灵敏度高是超声检测的优势,但是其难以对接近表面位置的延伸方向进行检测是其最大弊端,从而难以对压力容器中的缺陷进行定性。

2、压力容器无损检测之磁粉检测技术

应用磁粉检测技术针对压力容器进行无损检测的关键在于:基于压力容器缺陷位置漏磁场与磁粉原材之间的交互关系,在交互反应过程当中使压力容器表面及近表面位置的质量缺陷能够以磁粉方式呈现出来。磁粉检测技术执行过程当中所采用的设备装置均比较简答,可操作性较强。同时磁粉检测技术也具备了与射线检测技术相似的直观性优势,现场作业人员可以通过直观的观测确定压力容器质量缺陷的所在位置、大小尺寸、扩散情况与严重程度。特别值得注意的一点在于:此类无损检测技术仅适用于铁磁材料压力容器的无损检测作业,且无损检测开始之前必须针对检测区域内的各关键部件清洁处理,且在无损检测作业完成之后针对相应部件进行工件退磁处理。在当前技术条件支持下,磁粉检测技术多适用于铁磁性材料压力容器表面及近表面位置的裂纹、折叠、夹渣或是夹层质量缺陷检测工作当中。

3、压力容器无损检测之射线检测技术

射线检测技术是指将射线射入被检测压力容器中,如其中存在缺陷会造成射线的吸收程度存在一定差异性。通常按照射线类型的不同可将射线检测技术分为X射线、γ射线以及中子射线。其中,由于X射线具有较高的适用性,并且在不同材料中均有良好的检测效果,同时缺陷影像的呈现更为直观,可以精准定性压力容器的缺陷程度,所以X射线检测技术普遍应用于化工压力容器无损检测过程中。此外,当对压力容器使用射线检测过程中,由于射线无法垂直作用于被测容器表面,有一定概率会对其缺陷漏检。另外需要注意的是射线检测相关作业人员会因射线原因影响其身体健康,检测成本高、相应速度慢。最后,射线检测范围适用性有诸多限制,仅适用于压力容器焊缝、夹渣以及密集式气孔的无损检测操作。

二、探析超声检测技术在压力容器无损检测中的实践应用

1、超声检测在压力容器板材中的应用

板材主要用于压力容器壳体的制造作业当中,其厚度参数集中于6~250mm范围之内,现阶段大部分压力容器应用钢板板材的厚度多为8~40mm。当前技术条件支持下,压力容器制造过程当中一般不进行该项检测,仅在发现侧厚异常或是鼓包质量缺陷的情况下进行该项检测。整个过程当中应重点关注以下几个方面的问题:(1)对于厚度参数在6mm范围以内的板材而言,应优先选用兰姆波方式进行探伤处理;(2)对于厚度参数在6~20mm范围内的板材而言,应优先选用双晶直探头进行检测作业,检测探头频率选取5MHz效果最好;(3)对于厚度参数在20mm之上的板材而言,此应当截止于单直探头检测方式进行无损检测作业,优选2.5/5MHz频率,确保标准试块相关数据指标符合规定。

2、超声检测在压力容器焊缝中的应用

众所周知,压力容器使用的安全性与其焊缝质量有着极为密切的联系,并在一定程度上影响压力容器的工作年限。其中,在焊缝质量无损检测过程中,超声检测无疑是其中最为常见的检测方式,并且超声检测在检测未熔合以及裂纹质量方面有着比射线检测更加突出的优势。对于现阶段接触较为普遍的8~400mm全焊透熔化焊超声检测作业而言,无损检测技术应当重点关注对焊缝、溶合线以及热影响区的检测作业。

3、超声检测在压力容器高压螺栓中的应用

处于运行状态下的压力容器高压螺栓及螺柱由于清洗难度比较大,且不彻底,传统意义上的磁粉检测作业效率并不理想,为此应当进行超声检测。除一般性检测项目之外,超声检测还应当特别针对高压螺栓螺纹根部位置是否存在裂纹进行合理检测,整个过程中应重点关注以下几个方面的问题:(1)高压螺栓或是螺栓端部位置无损检测应当采取纵波小K值探头完成纵波斜入射性检测作业;(2)高压螺栓无螺纹位置无损检测作业应当采用K1.5~2.5,2.5MHz频率横波斜探头完成轴向性检测作业;(3)在将超声检测应用于压力容器高压螺栓或是螺柱的过程当中,若发现螺纹根部位置出现较切槽部位回波相对而言更高的缺陷反射波情况下,应直接将其做判废处理。

三、优化压力容器无损检测技术的措施

1、优化无损检测技术

对于压力容器的无损检测技术而言,国际对其的研究力度非常大,但是在我国的应用状况不是太明显。要想优化检测技术,首先,要加大对检测技术的投入。我国应在压力容器无损检测技术中投入相应的资金,实现检测技术的更新和发展,扩大无损检测技术的应用范围 ;其次,将压力容器无损检测研究应用到石化企业和油气部门的检测中,加强新检测技术在相关工业和部门中的应用。

2、无损检测技术的智能化发展

智能化是压力容器无损检测技术未来发展的趋势,在智能化的发展过程中,要不断加强压力容器无损检测的自动性和可控性。首先,在压力容器无损检测技术中融入计算机技术和网络技术,从而实现无损检测的网络可控性和动态性 ;其次,改进传统的压力容器无损检测技术,并且不断更新,使无损检测技术日臻完善、智能化。

3、研发现代化的检测仪器

要想充分发挥压力容器无损检测技术的作用,要配置相应的检测仪器为其提供保障,因此,我国的相关部门和检测机关要不断开发新型的检测仪器,从而加快压力容器无损检测技术的使用,确保容器的安全性和可靠性。

四、结语

由此可见,随着我国压力容器使用量的快速提升,为了确保压力容器使用的可靠性与稳定性,有必要对无损检测技术在压力容器中的应用情况加以研究。本文对射线、磁粉以及超声等无损检测技术进行了简要的分析,并对压力容器中超声检测技术的应用情况进行重点了阐述以及给出了优化压力容器中无损检测技术的具体措施,从而为无损检测技术更好的在压力容器设计、生产以及制造环节中的应用打下坚实的理论基础。

参考文献

[1]张金波,王元亮.压力容器无损检测技术的原理及应用[J].硅谷.2008(11).

[2]王在峰.压力容器无损检测新技术的原理和应用[J].机械管理开发.2007(03).

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