无损检测在压力容器制造中的应用

摘 要：本文简要论述了四大常规无损检测方法――射线检测（RT）、超声波检测（UI）、磁粉检测（MT）和渗透检测（PT）在制造中的正确选择及其应用。

关键词：压力容器；质控系统；无损检测；X射线检测；透照方式；暗室处理；底片；质量评定

中图分类号：TH49文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2010）035(C)-0079-01

一、正确选择无损检测（NDT）方法，提高对压力容器焊缝无损检测（NDT）的可靠性。我们知道，无损检测是指在不损坏和破坏材料或工件本业使用目的和价值的情况下，对其内、外部质量进行检测和评定的一种检测方法。而压力容器无损检测是在容器应力分析和材料性能评价的前提下，确定焊缝中是否存在缺陷，以及缺陷当量、缺陷性质和危害程度，以保证压力容器安全运行的一种手段。无损检测的可靠性依赖于缺陷的检出率和对检出缺陷定笥、定量结果的正确程度两方面。而四大常规无损检测方法各有其优缺点：射线检测（RT）和超声波检测（UI）主要是检查焊缝内部的缺陷。射线检测对于气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷比较敏感，但对裂纹、未熔合等面状缺陷并不敏感，且检查操作比较麻烦，并受到擦伤设备能力和射线检测方向的限制；而超声波检测对于裂纹、未熔合等面型缺陷比较敏感，而对体积型缺陷的检出率相对比较低，且检出结果取决于探伤人员的熟练程度和探伤仪器的精确灵敏度。磁粉检测（MT）和渗透检测（PT）主要适用于表面裂纹的检查，磁粉检测主要适用于铁磁性材料的表面和近表面缺陷的检测，但无法检测有色金属和奥氏体不锈钢等非铁磁性物质；而渗透检测不仅适用于铁磁性材料，而且适用于有色金属材料表面开口缺陷的检测，尤其对针孔和疏松类缺陷的检测更合适，但不能判断缺陷的取向和内部尺寸，只能检出表面开口缺陷。

二、无损检测（NDT）质控系统工作质量的提高依赖于整个检测过程各工序的质量把关。（1）依据有关规程、标准，正确制定出检测工艺，尽量做到缺陷不漏检。压力容器一般按GB150《钢制压力容器》制造、检验和验收，并受《压力容器安全技术监察规程》的监督，所以在编制检测工艺时，就应考虑采用哪种检测方法探伤，探伤比例是多少等。如压力容器壁厚小于或等于38mm的碳素钢，其A类及B类焊缝，主要采用射线检测（RT）。又如压力容器封头拼缝应在冲压成型之后进行100%的射线检测，检测的合格级别应与筒体的要求一致；若在冲压前检测，因过渡段在冲压过程中变形较大，易引起一些微小缺陷的扩展，产生超标缺陷，所以冲压成型后应对过渡段进行一定比例的检测抽查，合格级别仍与筒体要求一致。鉴于此，在执行《压力容器无损检测》JB/T4730―2005标准时，封头拼缝按纵缝（A缝）K值要求。当用周向X射线机曝光时，其一条拼缝至少得内透三次，此时工作效率较高，且检测质量可靠。（2）射线检测的实施时间和局部检测时的检测部位。压力容器的焊缝应在规定的形状尺寸和外观质量检查合格后，才能进行射线检测；有裂纹倾向的材料，应在焊接完成24小时后，方能进行了射线检测。局部检测时，首选每一相交的焊缝部位，其次选开孔附近焊缝部位、支座垫板等覆盖焊缝部位和最后组焊部位。因为这些部位都是应力比较集中，焊接条件恶劣且易产生危险性缺陷的部位。（3）射击线检测（RT）透照方式、工艺参数等的正确选择和灵活运用。射线检测（RT）中焊缝的透照方式主要根据产品或工件的结构和几何尺寸来确定，其目的是为了保证焊缝的抽检率和保障检测的准确性。（4）暗室处理质量的提高。有人说，射线检测起始于暗室，又终止于暗室。这主要是强调底片质量的好坏贯穿于检测的每一过程，且最终还是要靠观察评定底片的结果来判断焊缝质量的优劣。我们现在采用的是胶片手工处理，整个暗室处理过程分为显影、停显、定影、水洗、干燥五个步骤。暗室处理不当，会带来各种各样的伪缺陷，直接影响检测结果的可靠性。在暗室处理中，曾经底片发黄。我们分析原因，主要有以下几点：①胶片本身质量差；②定影液严重氧化失效；③水洗时间不够等。经仔细分析，定影液温度高，长期没换，氧化失效极有可能。重新配制定影液，再进行暗室处理，则底片黄色消失，验证了推论是正确的。又如，中间有段时间没使用停影液，底片上有蛙机状条纹，经分析观察，发现是显影液的碱和定影液中的酸相互作用产生CO2，在定影时气泡沿胶片表面上升，至此胶片定影不均匀造成的，找到了原因，此后暗室处理时经过停显、并在处理过程中不断抖动底片，消除了这一不良现象。（5）底片的正确评定和检测结果的处理。正确理解各种标准，合理评定底片，对保证产品的质量和降低制造成本起着积极重要的作用，在平时底片评定中，应尽量先了解产品的结构、坡口型式、焊接方法、材质、透照方式等评片信息，估计材料焊接可能产生的缺陷情况，再运用有关标准，获取底片上的所有信息，综合评定。记得有一次在评片中，我发现底片焊缝热影响区有一类似裂纹的“缺陷”，仔细观察其两端，发现既无发展趋势的尖锐分叉，且黑度也较均匀。为安全起见，我先用超声波复验，发现无缺陷反射波，后又在工件原位置适当改变射线机检测角度（防止射线干涉现象产生伪缺陷）重新拍了一张底片，发现并无此“缺陷”。再一分析，可能是装胶片或暗室处理显影前由于轻微划痕所造成的。对于局部检测评定不合格的底片，发放返修通知单时还应考虑由于透照方式不同引起的缺陷影像的偏移，以便正确确定返修部位。局部检测返修部位焊缝除进行复拍外，还要按标准规定对该条焊缝增拍，产品检测结果合格后，Ⅱ级以上检测人员应对检测结果及时出具报告、存档。

三、无损检测（NDT）作为一种先进的综合性应用科学技术，在生产上发挥其巨大作用。众所周知，国外将NDT称之为现代工业的基础。随着改革开放的不断深入，国内NDT也越来越受到人们的关注与重视。有人预计，无损检测要经历无损探伤、无损检测、和无损评价三个阶段。目前我国在检测仪器设备和尖端技术上与国际先进水平相比还有一定差距（如TOFD技术在厚板检测领域的普及应用）。在检测技术标准上，有关部门已结合我国实际情况与国际先进工作者标准接轨。我国的无损检测技术也正在向微型化、数字化、智能化和自动化的方向发展。

作者单位：河南油田油建公司