特种设备检验中无损检测技术的应用

李 薇

（南充职业技术学院 机电工程系，四川 南充 637131）

为转变经济发展方式，提升我国制造业整体水平，2015年5月8日，国务院印发《中国制造2025》行动纲领，促进信息化和工业化深度融合，实现传统制造业向智能制造转型，提出“实施工业产品质量提升行动计划，针对特种设备、高档数控机床、工程机械、关键原材料、基础零部件等重点行业，组织攻克关键共性质量技术”[1]。

特种设备是指对人身和财产安全有较大危险性的设备，如锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场内专用机动车辆等[2]。

特种设备经常用于存储和运输高温、高压、易燃易爆、有毒介质，或用于起重、吊装、运输等高空作业环境，一旦发生事故，后果十分严重。因此，在特种设备生产和制造中要强化检验力度，应用无损检测技术，提高检验质量，保证设备的使用安全。

1 无损检测技术的特点

无损检测技术就是利用声、光、电、磁等原理检测被检对象是否存在缺陷或不均匀性，并给出缺陷数量、位置、性质等信息，进而判定被检对象的技术状态，同时不损伤其材料特性，保证其使用性能的所有技术手段的总称[3]。

无损检测技术具有以下几个特点：第一，非破坏性，破坏性检测方法只有将受检设备破坏后才能进行检验，使得设备的性能和使用功能受到影响，检测后设备必须重新加工。无损检测不会损害受检设备的内部组织和使用性能，检测后即可直接投入使用。第二，全面性，工程中常见的破坏性检测如拉伸、弯曲、压缩试验主要是对原材料进行检测，对成品进行破坏性检验会丧失原有的使用价值，因此只能采用抽检的形式。无损检测具有非破坏性，因此可对原材料、加工工艺半成品、设备成品进行全面检测。第三，全程性，压力容器、压力管道等特种设备内部通常有易燃易爆、有毒的介质且具有较高的压强，无损检测技术能对其运行状态和质量状况进行全程实时监测，及时发现隐患并采取措施，避免安全事故的发生[4]。

2 特种设备无损检测技术的应用

2.1 射线检测技术

射线检测技术是利用X射线、γ射线、中子射线穿透检测设备，如设备局部区域存在缺陷将改变物体对射线的衰减，引起透射射线强度的变化，再通过感光胶片检测投射强度并记录信息数据，从而确定缺陷的位置和大小。

射线检测技术通常用于一定壁厚压力容器的检测，能有效检测气孔、夹渣、虚焊等体积型缺陷，适用于电弧焊、气体保护焊、电渣焊、气焊等熔化焊接接头的检测，对裂纹等面积型缺陷检测的检测率不稳定，受投射角的影响大，裂纹影像较难辨认。

2.2 超声检测技术

超声检测技术利用超声波在被检测设备中传递的方向性，当设备存在内部缺陷时，超声波会在缺陷与非缺点界面发生反射和折射，使用接收器对反射波进行分析，从而精确地显示内部缺陷的位置和大小。

超声检测技术灵敏度高，超声波对人体无害，检测仪器携带方便，因此得到了广泛的应用，主要用于压力容器、压力管道、高强度螺栓的焊缝、裂纹的检测。

2.3 红外检测技术

红外线检测是基于红外热成像技术，采用测量设备红外辐射取得其表面温度或温度分布，以确定是否存在内部缺陷，检测设备运行状态的无损检测技术。

红外检测对设备探伤可分穿透法和反射法。利用热源对设备的一个侧面加热，反射法在同一面接收红外热图像，缺陷部位在热图像中呈现“亮区”，穿透法在另一个侧面检测设备表面温度场分布，缺陷部位在热图像中呈现“暗区”。

起重机、客运索道等特种设备的断裂、裂纹等缺陷部位会使运行温度上升，利用红外检测技术能及时发现故障位置并有效监测设备的运行状态。

2.4 磁粉检测技术

磁化后的金属设备在表面或近表面处有缺陷如夹渣、裂纹时，磁力线会发生局部畸变而产生漏磁场，吸附在设备表面的磁粉会出现不连续分布从而显示出缺陷的位置、大小、形状等特征。

通常采用强磁场或通较大电流实现工件的磁化，结合红色、黑色、荧光磁粉及磁粉探伤仪进行检测，操作简单方便，检测成本低，主要用于管材、板材、锻件、铸件、焊接件等半成品和成品的检验。

3 特种设备无损检测技术的发展

为推进无损检测技术在特种设备检测中的发展，需要政府加强统筹规划，建立完善的无损检测产业标准体系、技术评价体系、检测认证体系，规范工艺和产品。

加大财税支持力度，鼓励科技创新，支持企业对超声波衍射时差法、超声相控阵检测、声发射检测、金属磁记忆检测、机器人辅助检测等检测新技术的研发。

注重无损检测行业人才培养，支持高校无损检测技术专业发展，开展校企合作，实施现代学徒制，培养兼具专业素养和实践能力的无损检测人才。

4 结论

无损检测技术具有非破坏性，能对特种设备质量状况进行全面检测，保证特种设备的安全运行，主要分为射线检测技术、超声检测技术、红外检测技术、磁粉检测技术。

政府要加强统筹规划，规范工艺和产品；鼓励科技创新，支持企业新技术研发；开展校企合作，培养高素质技能人才。