对在用压力容器检验现场渗透检测的几点思考

王学斌

中国石化集团江苏石油勘探局特种设备检验检测所 （江苏 扬州 225009）

对在用压力容器检验现场渗透检测的几点思考

王学斌

中国石化集团江苏石油勘探局特种设备检验检测所 （江苏 扬州 225009）

TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》规定，在用压力容器定期检验中应进行一定比例的表面缺陷检测，铁磁性材料制压力容器的表面检测应当优先采用磁粉检测，但有时因现场环境条件限制，只能运用渗透检测来满足设备定期检验的要求。对在用压力容器焊缝进行溶剂去除型着色渗透检测法检测时，熟练掌握渗透检测的技术特点，做好检测表面预处理，制定完善的检测工艺，控制环境因素的影响，实行严格的质量控制，执行到位的安全措施，是保证检测工作质量的关键。

压力容器；渗透检测；表面缺陷检测；细小裂纹

TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》（俗称“大容规”）8.3.1条规定：“金属压力容器定期检验项目，以……、表面缺陷检测、……为主，”也就是说在压力容器定期检验中应进行一定比例的表面缺陷检测。“大容规”8.3.6条明确要求：“表面缺陷检测，应当采用NB/T 47013.4—2015中的磁粉检测和NB/T 47013.5—2015中的渗透检测方法。铁磁性材料制压力容器的表面检测应当优先采用磁粉检测”[1]。但有时因现场环境条件限制，在磁粉检测无法实施的情况下，如现场没有电源、水源，检测部位外形复杂、检测空间窄小，以及对非铁磁性材料如奥氏体不锈钢以及有色金属制造的压力容器进行表面检测时，只能采用渗透检测来满足设备定期检验的要求。于是渗透检测便成了此类设备定期检验过程中的关键一环，在此条件下保证渗透检测结果质量就显得尤为重要。

1 掌握渗透检测的特点

渗透检测方法可以检测金属和非金属表面开口缺陷，不受工件化学成分、结构以及缺陷形状、尺寸和方向的限制[2]，对表面细小裂纹的检测灵敏度比其他检测方法高，还可用于磁粉检测无法实施的部位。对在用压力容器焊缝进行渗透检测时，由于检测现场一般在野外，没有电源和水源，因此通常采用溶剂去除型着色渗透检测法（即ⅡC-d法）。ⅡC-d法因其操作简单、不用水、电、气，缺陷显示直观，检测成本低，灵敏度高，可检测的材料和缺陷范围广，对于形状复杂的工件检测效率高等优点，应用越来越广泛。但该检测方法也存在不能检测开口被堵塞的缺陷，无法检测多孔性材料，渗透检测剂易挥发、易燃易爆且有一定毒性，可能造成工件腐蚀和环境污染等缺点。

2 做好检测表面预处理

NB/T 47013.5—2015《承压设备无损检测 第5部分：渗透检测》6.1.1条对被检工件表面提出了具体要求：不得有影响渗透检测的铁锈、氧化皮、焊接飞溅、铁屑、毛刺以及各种防护层[3]。对于在用压力容器渗透检测来说，由于氧化皮、焊接飞溅、铁屑、毛刺等在制造验收前已被清除，因此，有效去除焊缝等被检表面的锈蚀和油漆防护层是非常关键的一步。常用的锈蚀和油漆防护层去除方法有机械清理、溶剂清洗、化学清洗等。在检测现场，用角向磨光机装上钢丝轮打磨清除工件表面的锈蚀和油漆防护层是常用的机械清理方法之一，为了验证这种机械清理方法的可靠性，江汉油田特种设备检验检测站通过大量室内和现场试验，得出结论，对在用压力容器焊缝进行渗透检测时，采用装有钢丝轮的角向磨光机打磨去除焊缝表面锈蚀和油漆防护层，不会影响渗透检测灵敏度[4]。

3 制定完善的检测工艺

在用压力容器焊缝渗透检测的目的主要是检查疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹，这类裂纹细小、密集，肉眼很难发现。因此，检测前要充分了解容器在使用中的受力状态，找出容易产生疲劳和应力集中部位，确定检测重点，制定完善的渗透检测工艺，明确检测操作要点。在渗透检测过程中，为了提高对表面细小裂纹的检测效果，可以适当延长渗透时间。ⅡC-d法具体检测工艺如下：

1）预清洗。对工件表面用清洗剂进行预清洗，彻底清除被检表面机械打磨后的残留物和其他污垢。

2）渗透。用喷涂法在被检表面均匀喷涂渗透剂，要确保被检表面被渗透剂完全覆盖，并保持润湿状态至少10 min。

3）去除。通常先用渗透检测专用的布或纸（要求干燥、洁净不脱毛）依次擦拭，去除检测表面多余的渗透剂，待清除了大部分多余渗透剂后，再用专用的布或纸蘸清洗剂进行擦拭，直至多余渗透剂全部清除干净。操作过程中需要注意的是不能往复擦拭，禁止用清洗剂对工件表面直接冲洗，以防过度清洗。

4）干燥显像。待被检面自然干燥5～10 min后，先将喷罐中的显像剂充分摇匀，再将显像剂均匀地喷涂在被检面上，然后自然干燥，时间控制在10～60 min。

5）观察记录。在显像剂干燥后，用目视法对红色显示进行观察，可利用5～10倍放大镜协助对细小显示进行辨认，当确定为缺陷显示时，应在检测记录上用草图标示下来，必要时可采用照相和录像以及可剥性塑料薄膜等方法记录缺陷显示。检测完成后应对被检表面进行清理，去除检测残留物。

4 控制环境因素的影响

在用压力容器现场渗透检测主要环境影响因素是压力、温度[5]，由于大气压是一定值，对检测灵敏度影响可以忽略不计，但温度对检测灵敏度的影响就比较大，必须加以控制。随着现场温度的升高，渗透剂的黏度会因温度升高而降低，便于流动，有利于提高检测灵敏度，但如果温度过高，渗透液中有机溶剂会迅速挥发，导致渗透剂干在被检工件表面，不仅影响渗透液的渗透性能，而且会给随后的清洗去除等工序造成很大困难，还有可能形成伪缺陷，影响对真实缺陷显示的识别；如果温度太低，渗透剂会变黏变稠，流动性变差，直接影响渗透检测效果。因此，标准规定在整个渗透检测过程中，渗透检测剂和工件表面温度应控制在5～50℃之间，当温度条件不能满足时，应用A型铝合金试块按NB/T 47013.5—2015附录B规定的方法进行对比试验，以确定在实际温度条件下进行渗透检测的有效性，并对检测工艺参数和操作方法进行修正。

5 实行严格的质量控制

根据以往的统计数据分析得知，表面细小裂纹在设备使用过程中的产生和扩展，是导致大部分特种设备发生事故的直接原因。而渗透检测作为检查表面细小裂纹的重要手段，检测工作的自身质量在一定程度上决定了被检对象的安全质量，是保证被检工件安全使用的重要条件，因此，必须对渗透检测的全过程实行严格的质量控制。对在用压力容器焊缝进行检测的ⅡC—d法来说，质量控制可以从以下几个方面入手。

1）检测人员技术水平和能力是保证检测质量的重要因素。承压设备的渗透检测属于特种作业，因此，从事渗透检测的人员，必须按照国家特种设备行业的相关规定，通过严格的知识培训和技能考核，取得不同级别（分初、中、高3个级别）的渗透检测资格证书，且只能从事与证书规定的方法和级别相应的检测工作。

2）渗透检测用材料的质量关系到渗透检测工作的成败，因此，必须加强对渗透检测剂的质量控制，确保其性能稳定可靠。渗透检测所用的清洗剂、渗透剂和显像剂必须是同一厂家生产的同族组的检测剂，不同族组的检测剂禁止混用，检测单位鉴定、验收或批准之前的检测剂不得使用。检测过程中必须定期对渗透检测剂的性能进行校验，包括对渗透剂的灵敏度、可去除性、腐蚀性能校验，对显像剂的沉定性、灵敏度、再悬浮等特性的校验等。

3）渗透检测标准试块分A、B、C型3种，必须是经业务主管部门认可并鉴定合格的厂家的产品。使用前，应根据用途不同选用合适的试块，不同场合使用不同试块。使用后，应按规定进行清洗，彻底清除渗透检测剂残留，最后放入装有丙酮的密闭容器中保存，灵敏度下降或有堵塞的试块必须及时修复或更换。

4）渗透检测工艺操作主要包括表面准备和预清洗、渗透、去除、干燥、显像、观察及评定、后清洗等步骤，每个步骤必须严格执行渗透检测工艺规程，每班开始前以及工艺条件发生变化时，应用B型标准试块对工艺操作系统的灵敏度进行校验，确认合格后方可开展检测工作。

5）对在用压力容器焊缝进行渗透检测时，应保证检测现场有足够的活动空间、通风顺畅，如需进入容器内检测时应设置抽排风装置，检测现场温度应控制在5～50℃范围内，不能满足时应进行对比试验。渗透检测工作应在自然光或灯光下进行，被检面可见光照度应大于等于1 000 lx，如遇特殊情况，必须保证不低于500 lx，且不得有其他反射光。

6 执行到位的安全措施

在用压力容器现场渗透检测必须执行使用单位的安全生产管理规定，特别是在石化行业检测时，要严格遵守“中国石化安全生产禁令”和企业自身的安全管理制度，确保检测作业安全。

6.1 防火防爆

渗透检测剂的主要成分中含有大量有机溶剂，特别是盛装检测剂的压力喷罐，罐内除了要充装可燃性的渗透检测剂外，还要充装经高压液化的丙烷或氟利昂等气体。丙烷是易燃气体，与空气混合后，遇到明火和热源很容易发生燃烧和爆炸，所以使用喷罐式渗透检测剂时，检测现场防火防爆措施必须到位，并有完善的应急预案，如遇突发事件，迅速按规定处理，避免造成人身伤害和财产损失。

6.2 防中毒

喷罐式渗透检测剂中含有多种易挥发的有机溶剂，这些有机溶剂，一般具有刺激性气味，并有一定毒性。当检测人员在通风不良的容器中或室内进行渗透检测时，这些挥发性的有毒气体很容易聚集，并被吸入体内，引起人体中毒。因此，在对在用压力容器进行渗透检测时，卫生安全措施必须到位。

1）在保证检测灵敏度和工件技术要求的前提下，优先采用低毒配方。

2）在通风不良的容器中或室内进行检测操作时，应设置通风装置，提高空气置换速度，降低操作环境中有毒气体浓度。

3）配备齐全和正确使用劳动保护用品，严格按照操作规程作业，避免皮肤与渗透检测剂直接接触，进入受限空间检测时，应做到全程监控。

4）检测场所严禁吸烟，尽量减少有毒气体呼吸量。

5）提前防范，避免使用对渗透检测剂存在过敏等健康问题的人员，定期对从事渗透检测的工作人员进行健康体检，及时掌握检测人员健康动态，确保检测人员健康安全。

渗透检测，作为5种常规无损检测方法（射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测）之一，对于提高产品质量有着极其重要的作用。随着渗透检测新技术、新材料的出现和检测过程自动化的发展，渗透检测必将为我国工业生产和设备安全做出更大的贡献。

[1]国家质检总局特种设备安全监察局.固定式压力容器安全技术监察规程：TSG 21—2016[S]．北京：新华出版社，2016：75-77.

[2]胡学知.渗透检测[M]．2版.北京：中国劳动社会保障出版社，2007.

[3]全国锅炉压力容器标准化技术委员会.承压设备无损检测第 5 部分：渗透检测：NB/T 47013.5—2015[S]．北京：新华出版社,2015：236.

[4]李华桃.在用压力容器渗透探伤表面漆层去除方法探讨[J].无损探伤,2004,28（3）：40-41,48.

[5]李平利,黄 磊.影响液体渗透检测灵敏度的因素[J].无损探伤,2004,28（6）：38-40.

In TSG 21—2016"Regulations for safety technical supervision of stationary pressure vessels",it is stipulated that in the periodic inspection of in-use pressure vessels,a certain proportion of surface defect inspection shall be carried out,and the surface detect examination of pressure vessels of ferromagnetic materials shall be carried out with magnetic particle testing.But sometimes because of the limited environmental conditions,we can only use penetration testing to meet the requirements of periodic inspection of equipment.In the detection of the weld seam of pressure vessel using IIC-d method,the proficiency of the characteristics of penetration testing technology,the good pretreatment of the detected surface,the formulation of perfect detection process,the control of environmental factors,and the implementation of strict quality control and safety measures are the key to ensure the testing quality.

pressure vessel;penetration testing;surface defect inspection;fine crack

王学斌（1965-），男，高级工程师，主要从事特种设备检验检测及质量管理、油田特种设备腐蚀研究等工作。

王 梅

2017-05-10