无损检测技术在锅炉压力容器检验中的应用研究

张英豪　于成志　杨楠

摘要：无损检测利用声、光、磁、电等手段，能在不破坏和损坏检测对象的情况下对检测对象进行深层次检测分析，判断检测对象是否存在缺陷，是一种极为有效的新型检测手段。本文针对锅炉压力容器的特点，就无损检测技术在锅炉压力容器检验中的应用进行探讨，供同行借鉴参考。

关键词：无损检测；锅炉压力容器；射线检测；超声波检测

引言

目前在锅炉压力容器检验中，常用的方法有目测检验法、重击检验法、钻孔检验法、灯光检验法以及专用仪器检验法等多种，不同的方法有不同的适应性和准确度。不过在众多的检验技术中，无损检测技术利用专业化设备，通过声、光、磁等手段对锅炉压力容器进行检测，能很好的适应压力容器的结构、材料、工艺、介质、使用条件等特点，具有极高的可靠性和安全性，并能减少传统检测技术对锅炉压力容器的损伤，是一种极为优秀的检测方法。下面，本文就无损检测技术在锅炉压力容器检测中的应用进行浅要的探讨。

1.无损检测技术及锅炉压力容器特点分析

1.1 无损检测技术分析

无损检测技术是一种非破坏性检测技术，能够在不破坏待测目标的状态、化学、物理性质的前提下，对检测目标进行结构、性质、成分等物理、化学方面的检查，具有非破坏性、全面性、动态性、可靠性等优点。无损检测技术的应用原理，是利用声、光、电、磁等的特性， 来判断被测对象是否存在缺陷，以及缺陷位置、大小、性质、数量等信息。目前常用的无损检测技术有超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测等方法，不同的检测方法有不同的适用性，需要根据具体检测对像和检测任务来选用合适的检测方法。

1.2 锅炉压力容器特点

锅炉压力容器是具有特定工艺并能承受一定压力的设备，一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔、接管、支座等构成，还包括大量的安全装置、仪表等。锅炉压力容器需要承受一定的工作压力，往往需要进行定的密封处理，其承压能力受材料介质、结构特点、使用环境等多方面因素的影响，发生故障往往容易产生爆炸、燃烧等安全事故。对锅炉压力容器性能具有影响的安全因素，如筒体裂纹、材料介质物理性能降低、安全装置失效、密封装置失效等都有可能造成锅炉压力容器安全事故，在检测时需要较为全面进行。

2.无损检测技术在锅炉压力容器检测中的应用

2.1 材料介质无损检测

锅炉压力容器由金属板、管材、锻件等组成，这些材料介质的制造工艺、几何形状等都必须进行相应检测，以确保其质量符合要求。对于金属板材料的质量，通常采用超声检测技术，对板材是否符合制造规范或标准的要求，在相应的工作参数下如剧毒、腐蚀、高压环境下性能下降是否在工艺需求范围，并对板材制造或程中是否产生分层、孔洞、裂纹等缺陷进行检验。对于压力容器所使用的管材，可采用超声波检测技术，来检测管材是否存在纵向缺陷，或采用锅流检测法来对管材表面或近表面缺陷进行检测。对于接管、法兰、管板等钢锻件，可 采用超声波检测技术，来检测这些锻件是否存在危害性冶金缺陷。对于铸件，可采和射线检测技术来对铸件的几何形状、截面厚度等进行检测，以检验铸件是否存在缩孔、疏松、热裂等缺陷。

2.2 制造过程无损检测

在压力容器制造过程中，往往有大量焊接工艺，必须保障焊接质量，如对焊接接头内部缺线、表面开口缺陷、标准抗拉强度等进行检测。对于壳体或接管对接焊缝的内部缺陷，可采用射线检测的方法，利用射线探伤设备，如X射线探伤机、电子直线加速器等进行检测，不同的设备有不同的检测厚度范围，如X射线探伤机的检测厚度在90mm左右，直线加速器的检测厚度适用于200-400mm，需要根据具体检测目标特点来确定。对于表面检测，如坡口、焊缝等，可采用磁粉检测的方法，利用太强粉探伤机进行检测，不过对于不锈钢或有色金属的焊接质量检测时，则应当采用渗透检测的方法进行。除此之外，对于对接焊缝内部缺陷，则需要采用超声波检测来获取更为准确的检测结果。在锅炉压力容器制造完成后，还行耐压试验，以判断其安全质量是否符合需求，一般来说耐压试验利用水、油或空气等介质进行，不过对于一些有特殊要求的压力容器，还需要同时进行声发射监测，判断压力容器在耐压试验中是否出现裂纹萌生、开裂、裂纹扩展等问题。

2.3 使用过程无损检测

锅炉压力容器即便采用了最优秀的材料，经过了严密的生产质量检测，也无法完全确保其使用过程中的安全水平。根据有关规程规定，锅炉压力容器在运行期间，必须进行定期检验，定期检验有不停止运行外部检验和停止运行内外部检验两种。根据国家规定，锅炉压力容器不停止运行外部检验周期为1年，停止运行内外部检验周期最长为6年，检验重点应判断是否在使用中存在开裂、疲劳开裂以及材料劣化等缺陷。在停止运行内外部检验中，常用表面检测方法来对压力容器的对接焊缝、角焊缝、螺栓强度、焊接部位等进行检测，如果材料是铁磁性材料，一般可采用磁粉检测法进行，对于压力容器内部，考虑可视度不好可采用荧光磁粉法来检测，外部则多采用湿式黑磁粉法检测，对于磁粉检测不到位的角焊缝，则多采用渗透检测法。对于压力容器腐蚀状态和焊缝表面状态的检测，可采用涡流检测法，利用内穿过式探头、远场涡流检测技术等，对其是否存在穿孔、蚀坑等缺陷进行检测。此外，对于压力容器高应力集中部位，可以采用磁记忆检测法， 检测这些部位是否存在腐蚀开裂、疲劳损伤以及蠕变损伤，便于判断高应力集中部位是否存在表面裂纹、内部裂纹或微观损伤。

3.结束语

无损检测技术检测全面，可靠性高，对锅炉压力容器不会造成破坏性影响，能很好的应用于锅炉压力容器检验中，从材料介质性能、制造质量、使用过程损伤等方面进行全过程的检测，是一种极为有效全面的检测技术。在锅炉压力容器检验中，应当根据实际情况和检测需求，选用相适应的检测技术，以获取更为准确、更为全面的检测结果，确保锅炉压力容器使用安全。

参考文献：

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