压力容器无损检测技术的合理选择与应用要点

刘艳娇

(中国第一重型机械集团核电石化公司，辽宁 大连 116113)



压力容器无损检测技术的合理选择与应用要点

刘艳娇

(中国第一重型机械集团核电石化公司，辽宁 大连 116113)

压力容器的制造、使用与维护安全需要高质量无损检测技术应用为前提，研究概述了无损检测技术应用在压力容器制造与生产中的基本状况，提出了压力容器无损检测中合理选择技术的原则，提出了不同代际、不同方式无损检测技术的应用要点，为无损检测技术更为准确、全面、综合地应用提供参考。

压力容器；无损检测技术；选择；应用

在压力容器的设计、生产、使用、维护等环节中，必须系统、完整、准确地应用无损检测技术，通过无损检测技术，保障压力容器状态的安全、系统安全、运行安全，进一步提升压力容器的稳定性与安全性，提升压力容器的制造、使用和维护质量。

1 无损检测技术应用概述

无损检测的基本特点是对压力容器的非破坏，有些检测技术还可以做到对压力容器的非接触，通过声学、电磁学、造影技术，对压力容器进行深入细致、系统、全面、高效率地检验。无损检测技术的应用主要以降低压力容器的结构风险和系统隐患为主，有效防控压力容器在制造、运行中的危害，确保压力容器在高温、高压情况下处于连续而稳定的状态。从无损检测技术的提出和发展过程看，技术主要历经了三代发展：一是超声波无损检测技术，主要是利用不同介质中声波传播特性而形成的检测技术。二是射线无损检测技术，主要是利用射线的高穿透性特点，对大结构、大厚度的压力容器进行检验。三是渗透无损检测技术，通过高分子材料、磁性物质和特异指示剂的渗透作用，实现对压力容器的无损伤检验。在压力容器生产、工作和维护中，三代技术可以综合使用，也可以根据需要单独使用。

2 合理选择技术的原则

2.1 无损检测技术应用的综合性原则

压力容器的规格、结构、尺寸存在很大差异，不同压力容器的工作技术设定和基础也存在很大的区别，因此，无损检测技术应用要针对压力容器的特点，进行无损检测技术的综合性应用。对于复杂的压力容器结构，可以以渗透无损检测技术、超声无损检测技术的结合运用为主。对于压力容器内部缺陷检查，可以综合射线无损检测技术、超声无损检测技术的优势，提高检测质量和效果。对于压力容器复杂部位，可以以第三代无损检测技术为主，辅助传统无损检测技术，这样既可以提高无损检测的质量，还能确保无损检测的效率。

2.2 无损检测技术应用的关键性原则

无损检测技术应用于压力容器生产、使用、维护过程中，要根据压力容器的设计、制造和维修等工作，设置无损检测技术应用的关键点。结合压力容器的结构和元器件特点，科学配置无损检测技术的应用时间、过程和要点，使压力容器的材料性质、制造水平得到全面控制。例如，压力容器的锻造件是产生损伤和缺陷的主要部位，无损检测技术要在生产中紧跟锻造环节，在维护中把握技术应用实际，在第一时间节点上严格使用无损检测技术，做到对压力容器锻造件损伤的有效检测和识别。

3 无损检测技术的应用要点

压力容器的制造与使用过程中，由于温度、压力、材质、介质和结构等方面因素，会因结构失衡、温度过高、压力过大、金属疲劳、材料老化、应力叠加等问题导致容器出现制造与使用风险。为提升压力容器的质量与安全性，要有针对性地采用无损检测技术，对压力容器内部、构件、设备进行系统性、全面性检测，在有效应用无损检测技术的基础上，及时发现、排除和解决压力容器存在的隐患、缺陷和风险。

3.1 第一代超声无损检测技术的应用

声波在均一的介质中具有传播方向稳定、传播速度固定的特点，如果出现传播过程中的漫射、反射与折射，代表着介质存在均一性的问题。超声波检验正是利用这一特性，通过对压力容器材质超声波的散射与反射来检验内部缺陷，根据反射强弱、散射幅度确定压力容器缺陷的位置、大小、形状等具体信息与情况。在压力容器结构钢板、锻造件的检验中，在压力容器焊接部位、奥氏体部件、钢板结合部位、高压高温固定件、螺栓螺母的检测中，在容器钢结构主体部位、压力部位、不锈钢、特种钢等部位的检测中，可以有效利用超声无损检测技术，确保无损检测的质量、速度。

3.2 第二代射线无损检测技术的应用

射线，例如X射线可以有效透过钢结构、无机材料和高分子材料，在显示器上反映出穿透压力容器的内部层次和结构特点。借助荧光剂、胶片等成像材料，可以将压力容器的物质构成、结构密度、材料厚度、材质种类等相关因素加以呈现，无损检测人员可以利用成像和显示详细了解压力容器的内部系统特点，明确压力容器的结构状态，进而分析研究容器内部隐藏的缺陷和问题，在排查压力容器具体问题的同时，实现压力容器无损检测的目标。射线无损检测技术的优势是对压力容器结构具有广泛适应性，对各类材料具有普遍兼容性，方便无损检测工作得出定量的结果、定性的结论和直观的表现，能有效提升无损检测工作的效率。但是射线无损检测技术也存在辐射过大、人体防护复杂等劣势，在应用中要做好射线强度、射线方向等方面的控制，强化操作人员的防护工作，这样才能确保射线无损检测操作的安全、效率等综合目标。射线无损检测技术应用于压力容器合金结构和特殊钢材结构的检测中，特别是在奥氏体复合结构、铜合金、镍合金、铝合金等材料的检查中，具有独特效果，在高碳钢、不锈钢、低碳合金等材料的检测中具有较高质量。

3.3 第三代渗透无损检测技术的应用

渗透方式是利用磁粉、高分子材料的渗透特点，通过对压力容器结构和系统的特殊处理，形成对压力容器缺陷部位的聚集和标识，这是新型无损检测技术。渗透式无损检测技术具有简便、显示直观、检测范围广、检出速度快、标识灵敏程度高等优势，在现代化、大型压力容器生产与维护中，具有特殊的价值和功能。在压力容器的无损检测中，磁粉检测技术主要用于铁磁J性材料制的压力容器板材、复合板材、管材、锻件表面或近表面缺陷的检测，以及对接接头、T形接头、角接接头表面、近表面的缺陷检测。但是非全部铁磁材料都能使用此检测技术，磁粉检测检验深度不够，若工件表面有油渍或其他杂质，则检验效率会降低，不适合检测不规则的压力容器。

4 结语

无损检测技术属于非接触、非损伤的探测技术体系，具有综合性与实用性的特点，是各类压力容器生产加工、使用维护、维修检验过程的基础性技术，特别是在高新科技和新型材料的应用背景下，无损检测技术遇到了合理应用选择的问题。要推进无损检测技术的应用，使无损检测技术适应压力容器设计、生产、工作和维护的实际，这样才能不断提升无损检测技术的实际检出效率和效果，保持压力容器的安全状态，实现安全生产、安全使用、安全维护等目标。

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Reasonable selection and application of nondestructive testing technology for pressure vessel

LIU Yan-jiao

(China First Heavy Machinery Group Nuclear Power Petrochemical Company, Dalian 116113, China)

This paper summarizes the application of non-destructive testing technology in the manufacture and production of pressure vessels, and puts forward the reasonable selection technology of pressure vessel non-destructive testing. The paper puts forward the basic situation of non-destructive testing technology in pressure vessel manufacturing and production. The different inter-generational, different ways of non-destructive testing technology application points for the non-destructive testing technology are proposed, which provides a reference for comprehensive application.

Pressure vessel; Nondestructive testing technology; Selection; Application

2017-03-14

刘艳娇(1984-)，女，工程师，硕士。

TH49

B

1674-8646(2017)10-0028-02