关于压力容器焊缝以及其附近微裂纹检测的分析

摘要：为了保证压力容器运行的安全程度，提高其工作效率并延长其服役寿命，要定期对其进行安全检测，尤其是对焊缝及其附近的微裂纹实施严格的检测，以便及时发现问题，尽快解决以保证运行质量。文章论述了几种常见的裂缝无损检测技术，进而分析了压力容器检测的特点，针对具体的情况，介绍了检测的一般过程，以期能够为相关的实践提供些许理论依据。

关键词：压力容器焊缝；微裂纹检测；安全检测；无损检测

中图分类号：TG441 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）30-0073-03

压力容器的运行安全事关重大，不仅关系到国家的财产安全，也关乎人民群众的生命安全，所以对其可能出现的问题要实施精准的检测，争取在压力容器服役期间实现“零事故”记录。压力容器本身的构造和运行的环境对检测的效果都会带来一定的影响，因而为了提高准确度和灵敏度，最好采用多种检测方式并行的策略，达到对问题“会诊”的效果，进而提高其安全运行几率。

1 几种常见的裂纹无损检测技术

对压力容器焊缝和其附近微裂纹的检测过程中经常使用到的是无损检测方法，这种方法具有一定的使用优势。无损检测的含义就是在检测的过程中被检测的对象不能有丝毫的损害，保证在检测完成之后它的功用可以得到正常的发挥，在这一前提下利用先进的技术对零部件的缺陷进行准确的探测与定位，最后对其完整性和主要成分以及几何特征给予科学评价，以便及时整改和维护。

常用的无损检测技术包括射线检测、超声波检测、渗透检测、涡流检测、磁粉检测，这些方法在使用过程中各有千秋，要根据实际的情况来选择与应用。

射线检测方法的主要优势在于可以科学地定性和定量分析材料的缺陷，且观察起来比较容易，检测结果的底片保存的时间也比较长。这种方法对锅炉压力容器的管道的检测非常适用，却不适用于微裂纹的检测，因为射线的检测效果会受到微裂纹本身特征的制约，比如微裂纹的宽度与深度会对射线检测的灵敏度产生干扰，有时候对透照和暗室处理不当也会导致检测结果的不准确，甚至检测失灵。

超声波检测方法是根据超声波在介质中传播的特点判断出材料的性质与结构，不同的传播介质会导致超声波出现不同的反射、折射、散射、绕射、衰减等情况，反映到超声波接收换能器上时，超声波信号就会出现相应的变化，包括在声时、振幅、波形和频率等方面，通过这些变化就可以准确判断出材料的性质和内部结构，找出缺陷。

渗透检测方法经常应用在非多孔性的材料表面裂纹检测中，对不开口的近表面缺陷的检测效果不佳，甚至检测不出，另外这种方法的使用成本也比较高，检测之后的后续清理工作也比较复杂，所以在压力容器焊缝及其附近的微裂纹检测中一般不使用这种方法。

涡流检测方法利用的是电流的变化。在线圈中通入交流电，外界条件不变的情况下线圈中通过的电流是恒定的，将线圈靠近待测的材料，好似船在水中一样，材料内部会感应出涡流，这时线圈中的电流会受到涡流的影响，发生变化。材料中的缺陷越大，形成的涡流也就越大，线圈中的电流变化幅度也就越大，反之则电流恒定，没有缺陷。使用这种方式进行微裂纹的检测时，线圈不用和被测的材料相互接触，所以检测的速度大大提高，同时还有利于实现裂纹检测的自动化。即便是这种操作性强的检测方式也有局限，即当被检测的物体结构非常复杂的时候，不适宜使用，同时这种检测方式也只能检测到表面和近表面的缺陷，材料的性质会对检测的结果有一定的影响。

磁粉检测方法可以高效便捷地检测出铁磁性材料表面和近表面的裂纹，但是对压力容器焊缝及其附近微裂纹的检测就有一定的局限性。

2 压力容器焊缝及其附近微裂纹检测的特征与过程

2.1 检测特征

压力容器焊缝及其附近微裂纹检测的主要特征体现在以下几个方面：

2.1.1 压力容器不同于普通的工件，它的体积一般都很大，具有相当的重量，结构也比较复杂，焊缝的种类比较多，包括对接焊缝、角接焊缝、搭接焊缝，所以采用磁粉检测方法的时候仅仅可达到局部磁化的目的，对整体的磁化效果不佳。所以在对压力容器焊缝及其附近微裂纹检测时要保证检测设备的适用性，不仅可以适应局部磁化，还可以最大限度地提高检测效率。

2.1.2 压力容器属于一种特殊设备，通常都是在高温高压的介质环境中进行工作的，它的安全性不仅关系到国家的财产安全，更关系到人民群众的生命安全，一旦出现质量问题发生爆炸，后果不堪设想，所以要杜绝焊接裂缝和微裂缝的存在，进行检测的设备仪器不仅要具备很高的检测效率，更需具有相当高的灵敏度，这样才能确保将细微的缺陷如数检测出来，为压力容器的安全运行提供可靠的保障。

2.1.3 压力容器焊缝及其附近的微裂纹检测的客观环境比较恶劣，很多需要检测的压力容器依然处于服役状态，在对其表面进行检测的时候，遇到比较复杂的结构不能将其移动和转动，有时候需要检测的位置在立面或者仰面，还有的处于高空，有的在阴暗面上，这些情况都对正常的检测产生了一定的阻力，所以选用的设备和方法也要适应恶劣的环境。

2.2 检测过程

为了保证压力容器的使用安全性，对焊缝和其附近的微裂纹都要进行严格的检测，不仅要采用适宜的方法，更要遵循一定的步骤程序，确保检测结果的准确性。检测过程中的主要步骤包括以下

几点：

2.2.1 要用肉眼观察压力容器的表面，对存在裂纹的地方大致有所了解，检测人员对哪些地方的焊缝有所怀疑，就要进行及时细致的观察，需要的时候可以使用放大镜，对一些非常有可能出现裂纹的地方要做好标记，避免在检测的时候遗漏。

2.2.2 彻底去除压力容器内部介质油污、锈迹等。压力容器被测表面的状态会对检测的灵敏度造成很大的影响，所以在检测前一定要进行必要的清洁工作，尤其是对容器内部价值的氧化皮、锈迹和污迹进行有效的清理，还要经过检测人员的检查合格才行。合格之后就可以使用无损检测技术进行检测了。先用磁粉检测方法。通常选用磁膏配制的水基磁悬液，磁粉的颜色也要和待检测容器的表面有所区别。将磁膏与少量的水进行混合研磨成糊状，再加入一定量的水剂，采用这样的方式配置出的磁悬液浓度具有均匀性，磁粉不容易结团，这就提高了检测时候的灵敏度。

2.2.3 采用不同的检测方式进行检测，通常先用超声波检测的方式，再使用渗透检测的方式。

2.2.4 如果使用磁粉检测、超声波检测、渗透检测的方法检测出了问题，为了保证结果的高度准确性，再次使用射线检测的方式进行必要的复查。在对压力容器焊缝及其附近微裂纹检测的时候，要综合使用各种方法，对每一种方法检测出来的问题，不能急于下结论，要保持谨慎的态度，再使用其他的方法进行会诊，这样就可以充分保证结果的准确性。

3 结语

综上所述，压力容器的焊缝和附近的微裂纹的检测对设备运行的安全有着重要的影响，只有切实采用适宜的方法，利用先进的检测仪器，并根据当时的具体情况，按照一定的程序执行检测的步骤，对每一环节都严谨认真对待，最大限度地排除影响检测效果的因素，那么压力容器中可能存在的风险才会被一一检测出来，从而采取有力的解决措施，为维护压力容器的安全运行奠定良好的基础。

参考文献

[1] 程树翔，马晓梅.压力容器焊缝及其附近微裂纹的检测

[J].信息技术，2001，（11）.

[2] 韩蕴绮.压力容器无损检测的探析[J].电站系统工程，2009，（3）.

[3] 姜菊生，姚鸿生.一种研究单晶硅加工表面微裂纹的新方法[J].半导体技术，2008，（4）.

[4] 李华清，成丽娟，李旭东.平面微裂纹扩展过程的计算机模拟[J].兰州理工大学学报，2004，（3）.

[5] 姜寿林.压力容器质量保证体系在产品制造过程中的体验[J].甘肃科技纵横，2004，（6）.

作者简介：屈念文（1983-），男，重庆潼南人，江西省锅炉压力容器检验检测研究院南昌分院助理工程师，研究方向：特种设备检验检测。

（责任编辑：周 琼）