無損檢測技術(shù)在壓力容器檢測中的應用

1、無損檢測技術(shù)在壓力容器檢測中的應用 無損檢測技術(shù)在壓力容器檢測中的應用 摘 要：壓力容器作為一種承載一定壓力的密閉設備，其質(zhì)量問題可能帶來嚴重的人員傷亡及經(jīng)濟損失。因此，檢驗是壓力容器平安生產(chǎn)與應用的重要環(huán)節(jié)。為了不破壞試件、保證檢驗結(jié)果科學可靠，無損檢測技術(shù)被廣泛應用于壓力容器質(zhì)檢工作中。無損檢測技術(shù)是一種在不破壞試件前提下，用物理和化學手段、借助先進的技術(shù)和設備對試件內(nèi)外外表的狀態(tài)、性能、結(jié)構(gòu)等指標進行檢驗，確保試件具有優(yōu)良的使用性能，有效防止爆裂等危害性事故發(fā)生。 關鍵詞：無損檢測技術(shù)；壓力容器 1 壓力容器無損檢測技術(shù)選用過程中應當注意的主要問題 1.1 合理組配無損檢測技術(shù) 實際上，

2、任何一種無損檢測技術(shù)都不是無所不能的，每一種都具有自身的局限性。因此，在選擇無損檢測技術(shù)過程中檢測人員應根據(jù)實際需要適當組配無損檢測技術(shù)，滿足不同工件及工況檢測的需要。比方，射線對缺陷的定性較為準確，而超聲波對缺陷的定性不準，探測裂紋缺陷的靈敏度那么較好。因此，在探測裂紋缺陷時就可以采用射線及超聲波結(jié)合的方式，做到取長補短、獲得更多的缺陷信息。在這里需要注意一點，如果采用兩種或兩種以上無損檢測技術(shù)，要求每一種檢測技術(shù)必須符合相應的合格級別。倘假設出現(xiàn)檢測結(jié)果不一致情況，應以危險度大的評定結(jié)果為準，進而確定危險級別。 1.2 選擇最適宜的無損檢測方法 每一種檢測方法都具有一定優(yōu)勢和局限性，并不能

3、適用所有工件的質(zhì)檢要求，故對無損檢測技術(shù)方法選擇方面提出了一些要求。在選擇最適合的無損檢測方法過程中，檢測人員應根據(jù)實際情況靈活地選擇無損檢測技術(shù)，且選擇最適宜的無損檢測方法。比方，在鋼板分層檢測中由于其延展方向與板根本平行缺陷，考慮相關檢測技術(shù)特點故而選擇超聲波檢測技術(shù)，不適合選擇射線檢測檢測技術(shù)。 1.3 應與破壞性檢測技術(shù)相結(jié)合 盡管無損檢測技術(shù)最大優(yōu)勢就是不破壞試件，有著一般檢測技術(shù)無法比較的優(yōu)越性，但是仍然不能代替破壞性檢測技術(shù)所發(fā)揮的作用和效果。因此，壓力容器檢驗過程中根據(jù)實際需要應采用無損檢測技術(shù)與破壞性檢測技術(shù)相結(jié)合的方式，保證質(zhì)檢的全面性和系統(tǒng)性。比方，在檢驗液化石油氣鋼瓶質(zhì)

4、量時，不僅需要選用無損檢測技術(shù)，還應進行爆破試驗得到壓力極限值，并在以后應用過程中嚴禁容器內(nèi)壓力超過該數(shù)值。 2 無損檢測方法 2.1 射線檢測 射線檢測技術(shù)一般用于檢測焊縫和鑄件中存在的氣孔、密集氣孔、夾渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，對于人體不能進入的壓力容器以及不能采用超聲檢測的多層包扎壓力容器和球形壓力容器多采用Ir 或Se 等同位素進行射線照相。但射線檢測不適用于鍛件、管材、棒材的檢測。 射線檢測方法可獲得缺陷的直觀圖像，對長度、寬度尺寸的定量也比較準確，檢測結(jié)果有直觀紀錄，可以長期保存。但該方法對體積型缺陷檢出率高，對體積型缺陷，如果照相角度不適當，容易漏檢。另外該方法不適宜較厚的

5、工件，且檢測本錢高、速度慢，同時對人體有害，需做特殊防護。 2.2 超聲波檢測 超聲檢測是利用超聲波在介質(zhì)中傳播時產(chǎn)生衰減，遇到界面產(chǎn)生反射的性質(zhì)來檢測缺陷的無損檢測方法。超聲檢測既可用于檢測焊縫內(nèi)部埋藏缺陷和焊縫內(nèi)外表裂紋，還用于壓力容器鍛件和高壓螺栓可能出現(xiàn)裂紋的檢測。該方法具有靈敏度高、指向性好、穿透力強、檢測速度快本錢低等優(yōu)點，且超聲波探傷儀體積小、重量輕，便于攜帶和操作，對人體沒有危害。但該方法無法檢測外表和近外表的延伸方向平行于外表的缺陷，此外，該方法對缺陷的定性、定量表征不準確。 2.3 磁粉檢測 磁粉檢測是基于缺陷處漏磁場與磁粉相互作用而顯示鐵磁性材料外表和近外表缺陷的無損檢測

6、方法。在以鐵磁性材料為主的壓力容器原材料驗收、制造安裝過程質(zhì)量控制與產(chǎn)品質(zhì)量驗收以及使用中的定期檢驗與缺陷維修監(jiān)測等及格階段，磁粉檢測技術(shù)用于檢測鐵磁性材料外表及近外表裂紋、折疊、夾層、夾渣等方面均得到廣泛的應用。 2.4 滲透檢測 滲透檢測是基于毛細管現(xiàn)象揭示非多孔性固體材料外表開口缺陷，其方法是將液體滲透液滲入工件外表開口缺陷中，用去除劑去除多余滲透液后，用顯像劑表示出缺陷。 滲透檢測可有效用于除疏松多孔性材料外的任何種類的材料，如鋼鐵材料、有色金屬材料、陶瓷材料和塑料等材料的外表開口缺陷。隨著滲透檢測方法在壓力容器檢測中的廣泛應用，必須合理選擇滲透劑及檢測工藝、標準試塊及受檢壓力容器實際

7、缺陷試塊，使用可行的滲透檢測方法標準等來提高滲透檢測的可靠性。該方法操作簡單本錢低，缺陷顯示直觀，檢測靈敏度高，可檢測的材料和缺陷范圍廣，對形狀復雜的部件一次操作就可大致做到全面檢測。但只能檢測出材料的外表開口缺陷且不適用于多孔性材料的檢驗，對工件和環(huán)境有污染。滲透檢測方法在檢測外表微細裂紋時往往比射線檢測靈敏度高，還可用于磁粉檢測無法應用到的部位。 2.5 聲發(fā)射檢測 聲發(fā)射是指材料或結(jié)構(gòu)受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷裂，以彈性波形式釋放出應變能的現(xiàn)象。而彈性波可以反映出材料的一些性質(zhì)。聲發(fā)射檢測就是通過探測受力時材料內(nèi)部發(fā)出的應力波判斷容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷程度的一種新的無損檢測方法。 壓力容器在

8、高溫高壓下由于材料疲勞、腐蝕等產(chǎn)生裂紋。在裂紋形成、擴展直至開裂過程中會發(fā)射出能量大小不同的聲發(fā)射信號，根據(jù)聲發(fā)射信號的大小可判斷是否有裂紋產(chǎn)生、及裂紋的擴展程度。聲發(fā)射與X射線、超聲波等常規(guī)檢測方法的主要區(qū)別在于它是一種動態(tài)無損檢測方法。聲發(fā)射信號是在外部條件作用下產(chǎn)生的，對缺陷的變化極為敏感，可以檢測到微米數(shù)量級的顯微裂紋產(chǎn)生、擴展的有關信息，檢測靈敏度很高。此外，因為絕大多數(shù)材料都具有聲發(fā)射特征，所以聲發(fā)射檢測不受材料限制，可以長期連續(xù)地監(jiān)視缺陷的平安性和超限報警。 2.6 磁記憶檢測 磁記憶檢測方法就是通過測量構(gòu)件磁化狀態(tài)來推斷其應力集中區(qū)的一種無損檢測方法，其本質(zhì)為漏磁檢測方法。 壓

9、力容器在運行過程中受介質(zhì)、壓力和溫度等因素的影響，易在應力集中較嚴重的部位產(chǎn)生應力腐蝕開裂、疲勞開裂和誘發(fā)裂紋，在高溫設備上還容易產(chǎn)生蠕變損傷。磁記憶檢測方法用于發(fā)現(xiàn)壓力容器存在的高應力集中部位，它采用磁記憶檢測儀對壓力容器焊縫進行快速掃查，從而發(fā)現(xiàn)焊縫上存在的應力峰值部位，然后對這些部位進行外表磁粉檢測、內(nèi)部超聲檢測、硬度測試或金相組織分析，以發(fā)現(xiàn)可能存在的外表裂紋、內(nèi)部裂紋或材料微觀損傷。 磁記憶檢測方法不要求對被檢測對象外表做專門的準備，不要求專門的磁化裝置，具有較高的靈敏度。金屬磁記憶方法能夠區(qū)分出彈性變形區(qū)和塑性變形區(qū)，能夠確定金屬層滑動面位置和產(chǎn)生疲勞裂紋的區(qū)域，能顯示出裂紋在金屬組織中的走向，確定裂紋是否繼續(xù)開展。是繼聲發(fā)射后第二次利用結(jié)構(gòu)自身發(fā)射信息進行檢測的方法，除早期發(fā)現(xiàn)已開展的缺陷外，還能提供被檢測對象實際應力變形