压力容器无损检测技术要点分析

何昌发

摘 要：压力容器中的介质往往具有危险性，腐蚀性等特质，保证压力容器的完整性具有重要意义。本文讨论了压力容器无损检测各种方法包括表面检测法，射线法，超声检测法，声发射检测法，涡流检测法，TOFD检测法，磁记忆检测法，漏磁检测法的优缺点及适用性，对于其确定方法进行了一定阐述。进而对上述方法的操作要点进行分析。本文研究的内容对于提升压力容器检测水平具有重要意义。

关键词：压力容器 无损检测技术 范围

中图分类号：TH49 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0089-01

压力容器不管在制作过程还是在日常使用过程中，可能会由于各种各样的原因产生许多缺陷，如温度、压力频繁变化引起的疲劳裂纹，腐蚀对壁厚的影响，制造中产生的应力在使用期内逐步释放引起的开裂，因此压力容器检测是必须的一个工作。现阶段，各种无损检测技术如超声波法，射线法，涡流法，声发射法等越来越普遍的被用于检测压力容器。这其中有两个问题需要关注：一是如何选择无损检测方法（检测方法适用范围）；二是这些无损检测方法在使用过程中有哪些要点。

基于上述分析，笔者结合相关工程检测经验，着重论述了压力容器各种无损检测方法适用范围，以及其使用要点，对于提升相关压力容器检测水平有一定意义[1～6]。

1 压力容器无损检测方法

1.1 适用范围[1～2]

压力容器在确定检测方法时，首先要分析每种方法的优缺点及适用范围，具体如下：（1）表面检测法，使用最为广泛的一种方法。当压力容器采用铁磁性材料时，外部采用湿式磁粉，内部采用荧光磁粉；当压力容器采用非铁磁性材料时，外部采用着色法，内部采用荧光磁粉。（2）射线法，用于适用于检测板厚较小的压力容器，人体无法进入内部的压力容器，无法应用超声波法检测的部位，以及对超声法检测过得结果进行复检。特别注意不同的射线发射机其检测能力不同，如420 kVX射线机适用于板厚小于100 mm，而300 kVX射线机适用于板厚小于40 mm。对于气泡，夹渣等体积型缺陷容易检出，而对裂纹等面积型缺陷较差。（3）超声检测法，主要用于检测高压螺栓，压力容器锻件，容器内部裂缝，对接焊缝内部缺陷。其优势在于面积缺陷率检出高，灵敏性好，有成套自动化设备；缺点是其不适用于定性的判断，对结构表面光洁度要求较高。（4）声发射检测法，其原理同超声检测法，用于检测活动性缺陷。需要对压力容器进行加载。当确定缺陷的可疑部位后，还需要采用超声检测法确定是何种缺陷及其程度，对于缺陷的定性判断较为准确。其优点是检测效率高，检测范围广，可以预测裂纹扩展趋势。（5）涡流检测法，用于焊接表面裂纹检测（电流式扰动磁敏探头），换热管腐蚀检测（常规涡流检测用于检测非磁性换热管，远场涡流检测用于检测铁磁性换热管）。（6）TOFD检测法，用来检测厚板焊缝（400 mm以下），确定焊接内缺陷大小。（7）磁记忆检测法，检测压力容器的高应力区（易发生疲劳，腐蚀损伤）。（8）漏磁检测法，检测容器壳体的点腐蚀情况，特别适用于在役状态下压力容器的及时监测。

由上分析可知，在确定检测方法时，依据设备材料，制作工艺，使用年限，工作条件，通过预测缺陷的可能部位及其形状大小，来确定相应的检测方法。但是要注意的是，在实际工程检测中，往往要用到几种方法联合检测，这样才能满足降低检测费用，提高检测可靠度。

1.2 检测方法要点

虽然大多数无损检测方法均已实现自动化成套设备，在检测过程中人的干扰因素已被大大消减了，但是还是有必要研究这些方法的操作要点。这些要点主要集中在对于检测对象的处理，如表面清洁度的要求，表面残留物质的要求，对比试件的要求等，具体如下[3～8]：（1）渗透法，容器适宜温度：10℃～40℃；需要清洗焊接接头表面，确保受检部位清洁度，特别注意残留物中是否有强酸性物质，因而其会大大降低检测的灵敏性；需要使用静电喷涂渗透液；去除多余渗透液时，需要注意防止过度清洗；使用喷涂法施加溶剂悬浮湿式显像剂以防漏检。（2）射线法，目前射线法均是成套的自动化设备，可以直接将检测结果显示在计算机屏幕上，并且有相应的软件来帮助显示缺陷位置及缺陷等级。使用过程中，一般对于内径小于1.2 m的压力容器，采用中心法，否则采用偏心法。（3）TOFD法，注意与受检部件要紧密贴合在一起；在选择耦合剂时，尽量避免采用水（易受温度影响）和对工件，人体无伤害的耦合剂；遇到焊缝高度大于70 mm的情况时，将其划分为不同的区域来进行检测；在对缺陷进行定量分析时，以D扫描为主，B为辅。应当认识到，这种方法精度受人为操作因素影响大，其对缺陷的定位结果还不是有很大的保证。（4）磁粉检测法，注重表面清洗，将焊缝及热影响区清洗干净；对于不同的部位选择合适的磁化方法，如对接焊缝用交叉磁轭法，而角焊缝和机械损伤部位用触头法；磁化时间一般在1～3 s内；标准试片采用D或者M1型；若检测油罐，需要防止磁化形成的电火花。（5）涡流检测法，采用涡流检测时，需要采用对比试件来调节试验精度；对比试件的选择应注意要需受检试件有大致相同的电磁性能，表明状态，热处理状态，规格等，其缺陷采用通孔或者刻槽。声发射检测法，可以进行在线检测，检测点布置要适当，如焊缝至少布置两个，其他大面积检测要采用三角形或菱形布置法。在采用这种方法前，需要对缺陷的类型和位置有个大概的了解。

2 结论

（1）本文讨论了表面检测法，射线法，超声检测法，声发射检测法，涡流检测法，TOFD检测法，磁记忆检测法，漏磁检测法等方法的适用范围，对于检测压力容器时选择何种检测方法提供了标准。

（2）本文论述了渗透法，射线法，TOFD法，磁粉检测法，涡流检测法等方法的操作要点。渗透法，TOFD法，磁粉法，涡流法等要注意保持受检工件的清洁度，否则检测结果会受到影响。磁粉法注意磁化过程中的电火花。涡流检测法要做对照试验，注意对比试件的要求。声发射法要注意检测布点是否合理。

参考文献

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