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浅析无损检测方法及在压力容器检验中应用

2021-09-10袁兴海

油气·石油与天然气科学 2021年7期
关键词:无损检测措施

袁兴海

摘要: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。本文探讨介绍了无损检测方法在及其在压力容器检验中的具体应用。

关键词:壓力容器;无损检测;措施

压力容器是一种高风险的特种设备,如果压力容器存在缺陷,或使用不当,产生缺陷出现了故障,发生泄露、爆炸等事故。在压力容器中,使用无损检测方面能提高容器的质量,使用无损检测应在不损伤被检物结构、使用性能的基础上,检测原材料、部件、产品工序、产品焊接表面及焊接内部等质量有无超标缺陷。

1、压力容器检验中无损检测方法

1.1 超声检测技术

超声检测的原理是在均匀材料中,缺陷造成材料不连续,从而使得声阻抗的不一致,超声波传播遇到不同界面时反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。如遇到缺陷,缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时,则超声波在缺陷上反射回来,探伤仪可将反射波和入射波的及其叠加及衰减特性显示出来;如缺陷的尺寸甚至小于波长时,声波将绕过缺陷而不能反射。焊道表面一定要光滑。这种超声检测方法的适用范围是对于厚度较大的压力容器的壳体,以及直径较大的支管与壳体之间的焊缝的检测效果较好,多使用超声脉冲发生器来具体实现。

1.2 磁粉检测技术

磁粉检测技术主要的检测内容是探查磁性材料的内部与外部是否存在问题的重要手段。作为无损检测方法中检测磁性材料的首要手段,在正常的检测过程中,磁粉产生不连续性,则表示该检测容器出现问题。可以说,因为受检容器本身出现缺陷,因此导致在检测过程中磁粉分布不均,经过光照影响,自然可发现磁粉痕迹不均。另外,磁粉检测技术还可以测试压力容器是否遭受腐蚀,如果压力容器内部存在腐蚀情况,在设备内部进行荧光磁粉检测,焊缝内表面的缺陷分布也能展现的一览无遗。可以说,磁粉检测技术在无损检测之中是极为灵敏且高效的,其不受受测设备的形状、大小影响,无论表面如何都能进行此种检测。但是,磁粉检测同时还存在无法规避的不足,这一不足来自于受检设备的性质,因此,非磁化材料

是无法应用磁粉检测技术的。

1.3 X 射线无损检测技术

X 射线无损检测方法在压力容器检验中的应用流程是在需要检测的位置照射射线,在设备厚度与阻力系数的作用下于感光胶片反射回信息对设备的影像进行显示,从而为压力容器内部状况的检验提供直观的参考。X 射线无损检测方法的原理通过放射技术实现,优势主要表现为能够将射线直接穿透需要检测的部分且不会对设备造成任何伤害,借此通过射线反射回来的阻力值对压力容器内部的状况进行判断。

1.4 渗透检测技术

渗透检测的原理是利用液体毛细现象将渗透液渗入表面开口缺陷,再将多余的渗透液清洗掉,使得缺陷中的渗透液保留,再利用显像剂的毛细作用吸附出缺陷中的余留渗透剂从而实现检测缺陷。这种方法能够使用于多种材料的检测,除了包括几乎所有的金属外还可应用于很多非金属材料。它对于裸露在表面的缺陷有着十分好的检测效果,但对于深藏于试品内部深处的缺陷则检测不到。这种技术应用起来操作十分简单,对于受过专业训练的人来说,要掌握它并不困难,而且它对于那种整块表面的缺陷的检测十分高效。

1.5 电磁感应探伤技术

该方法主要原理是使被检测物产生涡流,通过检测涡流变化来进行探伤。因为是利用交流电和感应线圈来产生的感应电流,所以感应电流的强度主要集中在表面,缺陷所处位置越深强度越弱,探伤效果越不显著。这种除了能对表面存在的缺陷探伤,还能对压力容器的腐蚀进行检测,焊缝结构中的存在的残余应力检测。

1.6 压力容器射线检测技术

射线法检测原理是利用不同厚度被检测体对射线吸收强度不同,主要是用来检测容器内部缺陷和质量一种方法,主要是针对焊缝结构是否满足压力容器要求。具有一定厚度的焊缝,选用穿透性强的硬X射线或射线,较薄的焊缝选用软X射线就能满足检测要求。对于焊缝中不同类型的缺陷,射线透射方向要相应变化。气孔、夹杂等缺陷在厚度方向显著变化时,检测效果较为明显,特别时一些小尺寸的缺陷也能检测出来。对于裂纹等一些较大的缺陷,需要射线透射方向与裂纹方向平行,才能观察到明显的检测结果。

2 各种检测方法在压力容器缺陷检测的具体应用

2.1 超声波检测

通常情况下,在使用超声波检测方法时,经常会在压力容器缺陷中进行检测,应用场合如下:(1)焊缝缺陷检测。此种检测方法非常适合检测压力容器中的焊缝,针对焊缝中存在的气孔、未熔合、夹渣、裂纹等缺陷,拥有非常高的检测效率。尤其对压力容器使用中产生的应力腐蚀、疲劳裂纹等也有很高的检验率(2)锻件缺陷检测。制造压力容器过程中,锻件较为适合此种检测方法。由于锻件中存在的缺陷呈线条、面积型,这样的缺陷特点非常适合检测超声。

2.2 X射线检测方法

此种检测方法是压力容器无损检测中非常成熟有效率的方法,非常适合压力容器制造过程中产生的焊接内部缺陷的检测,尤其是对于对焊缝中气孔、夹渣、未焊透等体积性的缺陷检测非常适用。

2.3 磁粉检测

这是压力容器缺陷检测中惯用的方法。制造压力容器过程中,针对焊缝存在的表面缺陷,焊接坡口是否有分层以及焊接过程中,在进行下一层焊接前,对上一层焊接质量进行检测通常用磁粉探伤进行检测。对在压力容器使用中产生的疲劳裂纹以及应力腐蚀等方面的表面缺陷,磁粉探伤也是有非常高的检出率。

结束语

综上所述,通过检测超声、渗透、磁粉、射线等检测方法,并对其实施了详细的论述,描述了他们所存在的优点与缺点,最后,论述了它们在压力容器检测中应用的原则,为无损检测法在压力容器制造及使用中的定期检验提供借鉴。

参考文献:

[1] 苏红哲.无损检测方法在压力容器检验中的综合应用[J].科学技术创新.2020(12).47-48

[2] 马骏,王巍.压力容器无损检测技术的现状与发展体会[J].科技创新导报.2018(18).109+111

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