无损检测技术在特种设备制造中的应用与发展

彭亮

(湖北特种设备检验检测研究院孝感分院,湖北 孝感 432000)

无损检测技术在特种设备制造中的应用与发展

彭亮

(湖北特种设备检验检测研究院孝感分院,湖北 孝感 432000)

随着科技的不断发展,无损检测应用于特种设备的现象越来越多,无损检测对特种设备的质量控制有着重大的意义.本文主要讲述了无损检测技术的种类,以及应用于特种设备的现状以及其优缺点.

无损检测;超声;射线;衍射时差

特种设备一般都是用于处理易燃易爆介质以及中度、高度、极度危害介质的设备,特种设备一旦发生泄漏,后果十分严重,除了给使用单位造成巨大的经济损失外,还威胁人身安全.因此对特种设备的制造以及检验要求都比较严格,提高检验的要求,对保证特种设备的安全性有着重要的意义.

1 承压特种设备无损检测的重要性

首先,无损检测就是利用物品的磁性、透光、声音等原理来进行物体物理属性、化学属性、缺陷位置的检测,同时还要保证被检测对象的使用性能完好,不损伤其材料特性.特种设备的无损检测主要是为了防止承压设备发生失效现象,防止较大的破裂事故的发生.随着科技进步和社会发展,承压特种设备对安全要求也在不断的提高,这就要求特种设备质量要越来越好,无损检测技术凭借无损伤、高灵敏等特点在实际中有着广泛的应用.

现今对承压类特种设备检测的方法很多,设备制造与使用中采取的无损检测技术有超声、射线及磁粉等,不同检测技术有着不同检测原理,每种检测技术都有自己的优势和应用范围,因此根据实际需求选择合适的检测技术,才能确保设备质量.

2 无损检测技术在特种设备检测中存在的问题

2.1 超声检测技术

超声波检测技术是利用超声波对被检测部位的内部缺陷进行检测的一种方法,其主要是利用超声波在被检测部件内部的速度与方向性,当被检测部件内部存在缺陷,此时超声波会在缺陷与非缺陷的异质界面上发生反射现象,我们可以根据反射波来判定工件的缺陷问题.

优点:超声波检测所使用的设备重量轻,且易于操作,此外超声波的穿透性强,因此超声波检测常常用来对焊缝进行检测,对焊缝中的各种缺陷检测灵敏度均较高.

缺点:由于超声波的传播需要介质,因此当被检测部件形状较复杂时,超声检测无法对其检测.当使用超声检测时,被检测部件的表面需要打磨光滑平整.

2.2 射线检测技术

射线检测技术是利用射线直接穿透检测工件,依据阻力强度减弱程度来判定工件是否存在缺陷,放置于被检测部件X射线感应胶片的感光程度会因为上述因素的减弱程度的不同而不同,对X射线感应胶片冲洗后,可根据射线底片的黑度影像准确的显示出缺陷部位与完好部位的差异,检测人员据此对被检测部件进行判定.

优点:通过射线检测X射线感应胶片的感应图像,可以很直观的显示出被检测工件的内部缺陷,并且X射线检测结果可以作为定量和定性判定标准,此外射线检测的图像可以长期存档保存.

缺点:在使用射线检测时,当透射角度不当时,面积型缺陷难以被检测出来;此外射线检测设备比较笨重,检测时花费较高,射线对人体有害,使用时应严格防护.

2.3 磁粉检测技术

当被检测工件是铁磁性材料时,工件表面或近表面处有缺陷时,在使用磁粉检测时就会出现磁粉不连续,其依据是缺陷部位表面的磁力线出现局部畸变,缺陷部位所吸附的磁粉会与正常部位不同.

优点:磁性检测技术与超声和射线相比,其检测结果更为直观,可以明显的看出缺陷的部位大小和形状,磁性检测对表面或近表面灵敏度较高,且其不受工件的外形的限制.

缺点:磁粉检测只能用于铁磁性材料的检测,且局限于检测表面和近表面.

3 特种设备无损检测技术的发展现状

3.1 队伍不断扩大

现在的无损检测技术在企业的生产过程中有着重要的应用,因为特种设备的应用非常广泛,所以对设备进行检测也必不可少,因为企业在进行生产的过程中,应用这种无损检测技术能够大幅度的提高设备生产的效率和质量,而这也在很大的程度上提高了企业的经济效益.另外我国在无损检测技术方面的队伍不断的扩大,尤其是改革开放之后,对于这种技术的学习更加的迅速,同时引进了国外先进的检测技术,经过多年的培训和发展,我国已经逐渐的形成了高素质的无损检测团队.

3.2 人员素质较低

虽然现阶段我国的无损检测的队伍在不断的壮大,但是这些人员所从事的依然仅仅是生产线上的简单的检测操作,因为在进行检测的过程中,检测人员仅仅依靠的是检测的经验也就是实践技术,有的人员没有受过专业的检测知识的教育和培训,这就导致这些无损检测人员的专业素质较低,不能进行这方面的技术研究.

4 无损检测新技术

4.1 TOFD技术

(1)技术原理.TOFD技术又名衍射时差法超声检测,其也是一种利用超声波对工件进行检测的方法,TOFD技术是通过缺陷端部衍射波的时间差来对被检测部件内部缺陷进行检测,并以此为依据来判定缺陷程度.TOFD技术与传统脉冲超声检测的不同之处在于,TOFD技术是利用超声波衍射现象,传统超声检测是利用超声波的反射现象.当被检测部件无缺陷时,先发射超声脉冲,直通波会比第二反射波更快的到达接收探头.当被检测部件中存在缺陷时,探头就会接收到衍射波或反射波.

(2)优缺点分析.TOFD技术的检测数据是以数字形式表现出来,检测数据能够永久保存,后期可以对TOFD的检测数据随时进行选取和分析,TOFD技术的数据通讯及传输非常便捷.其检测灵敏度高,能够检测一些较难检测的缺陷,例如裂纹等;其适应性也极强,可以对超过2000℃的被检测工件表面进行检测,且检测时易于操作.TOFD能够在生产过程中随时进行检测,迅速评定缺陷.

(3)技术应用.TOFD技术目前主要用于现场检测中,包括石油管道天然气管道等对接焊缝的检测.目前,现代的工程项目正在不断增加,TOFD技术实际应用经验不断提高,技术水平也在不断进步.

4.2 声发射技术

(1)技术原理.声发射检测技术,是利用声音的反射原理,声音发射源通过发射一定的波,经过一段时间的传播到达工件的表面,根据工件表面接受波位移的不同来判断工件表面的质量,然后通过探测器将工件的位移转变成电信号,进行一定的处理,对工件质量进行判断.这种技术的缺点在于,工件缺陷的具体结构无法确定,而且声发射受其他噪声影响,检测中必须予以排除,才能保证检测结果有效可靠.

(2)技术应用. 声发射主要应用于大型工件,在其水压试验检测时,进行缺陷检测,对于缺陷及时发现,发现隐患及时报警处理,声发射技术的应用目前越来越广泛,特种设备、锅炉检测、管道检测中都经常用到.

5 结语

综合上文分析探讨,我们得出以下几点建议.

5.1 选用最适当的无损检测方法

无损检测的各种方式都有缺陷,任何一种无损检测方式都不可能合适所有的工件,为了提高无损检测的质量,我们应该根据每一种无损检测方法的特点以及工件的特点选取最为适当的方法,比如,在检测工件内部缺陷时,我们应该选取射线或者超声检测,如果我们要检测工件的外观时,磁粉和渗透才是最佳选择.

5.2 多种检测方式相互结合

在特种设备制造过程中,为了保证产品的质量,单一的无损检测不能充分检测产品的外观以及内部缺陷,这时候我们就要选取多种检测方式,各种方法相互补充,取长补短,最大限度的保证检测效果.比如,我们可以利用衍射时差超声法进行检测,但是这种方法存在表面盲区,这时候我们可以增加射线检测,两种方法相互结合,保证了检测结果的准确性.

5.3 合理安排无损检测顺序

除了选取合适的检测方法以及多种方法并用,无损检测时机选取也很重要,一般状况下在产品制造完成后应及时进行无损检测,防止长时间过后因其他原因造成质量问题,但是针对高强度钢焊缝,因为高强度钢出现延迟裂纹的可能性大,无损检测必须安排在焊接完成24h后.

总之,无损检测作为特种设备制造过程中的一个重要环节,无损检测的重要性不言而喻,在我们现有水平的基础上,我们应不断改进加强无损检测方面创新,为特种设备的制造和应用保驾护航.

[1]张云海. 特种设备检验中无损检测技术的应用[J]. 科技创新与应用,2016,(34):299.

[2]孙铂尧. 无损检测技术在特种设备检验中的应用[J]. 石化技术,2017,24(04):89.

[3]白俊杰. 简析特种设备无损检测技术的应用[J]. 中国标准化,2017,(08):35..

[4]肖辉方. 无损检测在压力容器制造中的应用分析[J]. 科技风,2012,(08):112..

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