议无损检测在压力容器中的应用

【摘 要】由于无损检测技术具有不破坏试件，检测灵敏度高等优点，广泛使用于原材料的出厂、压力容器制造、检修。压力容器无损检测包括：超声波检测；射线检测；渗透检测；磁粉检测等技术。

【关键词】压力容器；无损检测；作用

1、无损检测技术概述

无损检测是在现代科学基础上产生和发展的检测技术，它借助先进的技术和仪器设备，在不损坏、不改变被检测对象理化状态的情况下，对被检测对象的内部及表面的结构、性质、状态进行高灵敏度和高可靠性的检查和测试，借以评判它们的连续性、完整性、安全性以及其他性能指标。作为一种有效的检测手段，无损检测在我国已广泛应用于经济建设的各个领域，例如压力容器的制造检测和在用检验，以及机械、冶金、石油天然气、化工、航空航天、等行业。尤其在保证承压类特种设备产品质量和使用安全方面，无损检测技术显得特别重要。

2、无损检测的应用特点

2.1无损检测要与破坏性检测相配合

无损检测的最大特点是能在不损伤材料、工件和结构的前提下来进行检测。但是，并不是所有需要测试的项目和指标都能进行无损检测，无损检测技术自身还有局限性，某些试验只能采用破坏性检测。例如，压力容器的焊接工艺评定和产品焊接试板，要切取试样做金相和断口检验。

2.2 正确选用实施无损检测的时机

根据无损检测的目的来正确选择无损检测时机是非常重要的。应根据检测目的，结合被检件的结构、材质、制造工艺以及环境，正确选用实施无损检测的时机。例如，对有延迟裂纹倾向的材料，至少应在焊接完成24h后进行无损检测。拼接封头应当在成形后进行无损检测。有再热裂纹倾向的材料应当在热处理后增加一次无损检测。

2.3 选用最适当的无损检测方法

为了提高检测结果的可靠性和正确性，必须在检测前正确选定最适当的无损检测方法。例如，钢板的分层缺陷因其延伸方向与板平行，就不适合射线检测而应选择超声波检测。检查工件表面细小的裂纹，就不应先选射线和超声波检测，而应选择磁粉或渗透检测。

2.4 综合应用各种无损检测方法

每种无损检测方法都有优缺点。因此，在无损检测的应用中，尽可能同时采用几种方法，以便保证各种检测方法取长补短，从而取得更多的信息。另外，应利用有关材料、焊接、加工工艺的知识及产品结构的知识，综合起来进行判断。例如，超声波对裂纹缺陷探测灵敏度高，但定性不准，而射线的优点是对缺陷定性比较准确。两者配合使用，就能保证检测结果既可靠又准确。

3、压力容器无损检测的几种方法

3.1超声波检测

超声波检测法指的是利用超声波在介质中传播中产生衰减，当遇到界面产生反射时，用其反射性质来检测缺陷的无损检测方法。超声波检测方法使用的地方非常多，在检测中可以用于检测焊缝和钢板内部埋藏缺陷，还可以检测焊缝内表面裂纹。超声波检测使用的探伤仪体积小，重量轻，对于人体也没有伤害，所以在压力容器的检验当中得到广泛的使用。

优点：超声波穿透能力强，适合检验厚度较大的工件；面积型缺陷的检出率较高；检测成本低、速度快，仪器体积小，重量轻，现场作业较方便；对缺陷在工件厚度方向上的定位较准确。

缺点：超声波无法适用于近表面延伸方向的平行性检测，不适合检验较薄的工件；体积型缺陷的检测率较低；无法利于直观图像，定性困难，定量精度不高；不易检查形状复杂的工件；要求被检工件的表面有足够的光洁度。

3.2射线检测

射线检测原理应用射线可穿透物质，透过物对射线的衰减效应及射线对胶片的光化特性实施的，是射线透过物质后的强度分布在底片上的再现。X射线检测方法主要在现场用于板厚较小的压力容器对接焊缝内部埋藏缺陷的检测，使用的射线探伤设备包括X 射线探伤机、γ 射线源和电子直线加速器。420kV 的X射线探伤机适于检测的钢厚度为80mm， 60Co γ源检测厚度为150mm。更大厚度的试件则需要使用特殊的设备加速器，其最大穿透厚度可达到400mm以上。

优点：可以直接得到缺陷的直观图像，且可长期保存；可以获得缺陷的投影图像，缺陷定量定性准确；体积型缺陷检出率很高；适宜检验较薄的工件。

缺点：无法完全发现垂直于射线发出方向的质量缺陷，存在一定的漏检可能性；面积型缺陷检出率受多种因素影响；不适宜较厚的工件；不适宜检测板材、锻件；对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸确定比较困难；检测成本高，速度慢；射线对人体有伤害，需要采取防护措施。

3.3 渗透检测

渗透剂在毛细管作用下，渗入表面开口缺陷内；在去除工件表面多余的渗透剂后，通过显象剂的毛细管作用将缺陷内的渗透剂吸附到工件表面形成痕迹而显示缺陷的存在。

优点：可检测各种材料；不受缺陷形状、尺寸和方向的限制；设备简单，操作简便，检查结果直观。

缺点：只能检出表面开口的缺陷；

3.4 磁粉检测

铁磁性材料其表面或内表面内若有缺陷，就存在基体材料的不连续性被，其被磁化后，表面和近表面的磁力线将发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下，被吸附的磁粉形成目视可风的磁粉痕迹，痕迹的位置、尺寸和开关显示出不连续性亦即缺陷的位置、大小、形状和严重程度。

优点：适宜铁磁性材料的检测；可以检出表面和近表面缺陷；检测灵敏度很高；成本低，速度快；直观地显示缺陷的形状、位置和大小。

缺点：不能用于非铁磁性材料的检测；不能用于检测内部缺陷.

4、无损检测在压力容器生产中的作用

4.1 提高产品质量

无损检测技术对工件加工的中间环节进行质量检测，可以确

保产品的最终质量，比如说，在制造压力容器的过程中，对采用的钢板、锻件等原材料，都需要对这些材料进行超声检测，只有材料通过超声检测才能够被允许使用。

4.2 降低生产成本

在产品制造过程中进行无损检测，往往被认为要增加检查费用，从而使制造成本增加。例如，在厚板焊接时，如果在焊接全部完成后再无损检测，发现超标缺陷需要返修，要花费工时或者难修补。因此在焊至一半时先进行一次无损检测，确认没有超标缺陷后再继续焊接，这样无损检测费用有所增加，但总的制造成本降低了。

4.3 改进制造工艺

在产品生产中，为了了解制造工艺是否适宜，必须事先进行工艺试验。例如，为了确定焊接工艺规范，在焊接试验时对焊接试样进行射线照相，随后根据检测结果修正焊接参数，最终得到能够达到质量要求的焊接工艺。

4.4 保障保用安全

即使是设计和制造质量完全符合规范要求的承压类特种设备，在经过一段时间使用后，也有可能发生破坏事故。这是由于苛刻的运行条件使设备状态发生变化，使设备的应力集中部位产生疲劳；由于腐蚀作用使壁厚减薄或材质劣化等。为了保障使用安全，对在用压力容器，必须定期进行检验，及时发现缺陷，避免事故发生，而无损检测就是在用压力容器定期检验的主要内容和发现缺陷最有效的手段。

5 结语

综上所述，无损检测对于控制和改进生产过程和产品质量，保证材料、零件和产品的可靠性及提高生产率起着关键作用。无损检测在材料加工、零件制造、产品组装直至产品的使用整个过程中，不仅起到保证质量、保障安全的监督作用，还在节约能源、降低成本、提高成品率和劳动生产率方面起到积极的促进作用。本文针对以上几种压力容器无损检测技术的应用原理与应用优势做出了详细分析，如何正确的运用好无损检测技术，就需要对无损检测技术充分的了解。为了使无损检测得到更高效的使用，必须正确的使用无损检测技术，这样才能确保压力容器在运行的安全。

参考文献：

[1] 王晓雷主编.承压类特种设备无损检测相关知识.2007

[2] 魏 锋，寿比南.压力容器检验及无损检测.2007.

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