压力容器的无损检测技术及应用

刘国余

摘要：随着现代工业的快速发展，压力容器无损检测技术得到了越来越广泛的应用。由于其灵敏度高，对试样无损伤，产品的质量和安全性越來越受到重视，对产品可靠性的要求也越来越高。测试技术具有许多优点和工作原理的科学性，获得了更广阔的应用空间。本文介绍了无损检测技术及其在压力容器使用中的应用。

关键词：压力容器；无损检测技术；应用

引言：

一般来说，含有压力介质的容器是压力容器，也就是说，承受流体介质压力的密封装置可以称为压力容器。压力容器是一种能引起爆炸、中毒等有害事故的特殊设备。一旦发生爆炸或泄漏，往往会发生火灾、中毒和环境污染等灾难性事故。因此，压力容器比一般机械设备具有更高的安全要求。

1无损检测技术阐述

在对压力设备进行无损检测时，应在保证安全的基础上，根据压力设备的结构、材料、制造方法、介质、使用条件和故障模式，选择最合适的无损检测方法。压力设备及相关产品标准及相关技术文件和图纸。适用于压力设备内部缺陷的检测；磁粉检测适用于检测铁磁材料压力设备的表面和近表面缺陷；渗透试验适用于检测由非多孔金属材料和非金属材料制成的压力设备的表面开孔缺陷；涡流检测适用于检测导电金属材料制造的压力设备的表面和近表面缺陷。对于铁磁材料制成的压力设备及部件，应采用磁粉探伤法检测表面或近表面缺陷。磁导率测试只能在由于结构形状等原因无法进行磁粉测试的情况下使用。采用两种或两种以上的检测方法检测同一压力设备部件时，应达到各自的合格水平。例如，同一检测方法的不同检测技术应该用于检测同一零件。当试验结果不一致时，应以风险较高的评价水平为标准。

2压力容器无损检测技术的应用

2.1射线检测

射线探伤技术常用来检测压力容器中是否存在气孔、致密孔、夹渣、焊缝不透水缺陷。也可用于检测人体及单层、多层、球形压力容器的不便。这些容器不能通过超声波检测，但不适合锻件、管道、棒材的检测。x射线探伤可以获得缺陷的视觉图像。它可以更准确地测量缺陷的长度和宽度，结果也更直观，有利于长期保存。该方法对体积缺陷（气孔和夹渣）的检出率较高，但在照相角度不好时容易漏气。此外，该方法不适用于较厚的工件，具有检测成本高、速度慢、对人体有害和特殊保护等缺点。

2.2采用超声波的检测

超声检测方法是一种缺陷检测方法，它利用超声在介质中传播过程中的衰减现象，并利用其反射特性在遇到界面产生的反射时检测缺陷。在压力容器的制造过程中，这种超声检测方法更适用于检测厚压力容器壳体或大口径喷嘴与壳体对接焊缝的缺陷。通常采用脉冲反射式超声探伤仪探头进行缺陷检测。在压力容器的检测中，这种超声检测方法的主要功能是检测压力容器焊缝的裂纹表面和埋地缺陷。该方法也可用于检测高压螺栓和压力容器锻件的裂纹。超声波探伤仪体积小、重量轻，操作和携带十分方便。与射线检测方法相比，它对人体无害。因此，这种超声检测技术可以广泛应用于压力容器的检测。但是，该方法既不能检测压力容器表面，也不能检测与压力容器表面平行的近表面延伸方向的缺陷。此外，该方法不能准确检测缺陷的定量和定性特征。

2.3渗透检测技术

表面检测是基于物理现象的渗透原理。根据材料的渗透性特点，有渗透法和磁粉法两种方法。渗透方法是将一种特殊的渗透剂附着在凹槽表面，渗透到凹槽的裂缝中，清除残留的液体，最后用深度显像剂显示凹槽。该方法对表面微缺陷的检测灵敏度很高，甚至高于射线检测技术，但并不适用于多孔材料的检测。磁粉法是以磁场原理为基础的，通过磁粉与磁场的相互作用，方便、广泛地用于检测铁材料表面及附近的裂纹、夹杂物和夹层。上述方法最适用于压力容器的表面和近表面检测，保证了容器的密封，提高了安全性能和产品质量。

2.4磁粉检测技术

磁粉检测是一种基于缺陷泄漏磁场与磁粉相互作用的铁磁材料表面及近表面缺陷的无损检测方法。在铁磁材料原材料的检测、制造、质量控制阶段，将产品质量的检测与监控与定期检查和缺陷修复相结合，如采用磁粉检测技术对铁磁材料表面进行检测。表面及近表面缺陷、褶皱、夹层、夹渣等应用。磁粉检测具有成本低、速度快、灵敏度高等优点。缺点只适用于铁磁材料，工件的形状和尺寸有时会对损伤产生影响。

2.5红外检测技术

许多高温压力容器都有一层保温材料，如珍珠岩，所以压力容器外壳的温度低于材料的允许温度。如果内部保温层破裂或部分脱落，压力容器壳体将超过温度，造成热损伤。传统红外成熟成像技术容易发现压力容器壳体局部过热现象。如果在大量的疲劳载荷作用下发生早期疲劳损伤，压力容器的高应力集中区域就会出现热点。压力容器壳体疲劳热点红外热成像检测可以尽早检测出压力容器壳体的薄弱环节，为今后重点检测提供依据。

3无损检测在承压设备上应用时，主要有以下四个特点：

3.1无损检测应与无损检测相结合

无损检测的特点是在检测过程中不会对材料、工件和结构造成损伤，与一般检测相比具有无可比拟的优势。然而，无损检测技术有其自身的局限性，不能替代无损检测。例如，除了进行无损检测外，还进行了液化石油气气瓶的爆炸试验。

3.2正确选择无损检测时间

压力设备进行无损检测时，应根据检测目的、设备的工作条件、材料的质量和制造工艺的特点，正确选择无损检测的实施时间。例如，锻件的超声波探伤通常是在锻件完成并粗化后，在最终加工如钻孔、铣削、磨削等之前进行。

3.3正确选择最合适的无损检测方法

对于压力设备的无损检测，各种检测方法都有一定的特点，不能适用于所有的工件和所有的缺陷。应根据实际情况灵活选择最合适的无损检测方法。例如，钢板的分层缺陷不适合射线检查，因为其延伸方向与钢板平行，所以应该选择超声波检查。

3.4合理的综合运用

无损检测技术是一项综合性很强的应用性技术。所有无损检测技术都不可能是全面的，都有一定的局限性，每种技术都有其优缺点。在实际应用中，各种技术相互配合，可以更好的提高集装箱的检测效率和安全性。此外，为了提高产品质量，在保证安全、减少不必要的浪费和降低成本的前提下，我们应该注重经济效益。

4结语：

随着我国科学技术的进步，无损检测技术的研究取得了巨大的成就。从引进国外技术和设备到自主研发和制造，无损检测技术不断丰富和创新。无损检测技术具有很大的发展空间。无损技术的不断创新和发展，将大大提高压力容器无损检测技术，降低压力容器爆炸泄漏的风险。新技术的不断出现和改进需要在实际应用中加以操作。在测试项目中，根据材料的特点和测试要求，严格依照有关法律、法规的要求，确保检出率，提高压力容器的安全，确保人民的生命和财产的安全，从而提供一个强有力的推动工业化的发展。

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（作者单位：北方华锦化学工业集团有限公司）