无损检测技术在汽车罐车检验中应用分析

李治祥 孟红军

摘 要：液化石油气、液氨、液氯、液化天然气等工业用原料、燃料得到广泛应用，工业生产和生活用量不断增强，随着市场的不断扩大，装载这些介质的汽车罐车开始广泛进入到人们的视野，并且发挥着重要的作用。定期对汽车罐车进行检验，能够有效的预防相关安全事故的发生。采用无损检测对汽车罐车罐体进行检测，能够有效对容器存在的相关缺陷进行查明，并排除所存在的缺陷。

关键词：汽车罐车;定期检验;无损检测

汽车罐车作为移动式压力容器中的一种，承担着主要运输作用。按照SG R0005-2011《移动式压力容器安全技术监察规程》以及TSG R7001-2013《压力容器定期检验规则》的要求必须进行定期检验。在运输过程中，若是汽车汽车罐车上的某个部分出现问题，可能对运输的安全性造成影响，如罐体内表面纵向裂纹、罐体表面操作台及阀门充装部位腐蚀、安全附件失效等等。上述问题都可能危及汽车罐车的安全运行。

1.渗透检测是在被检焊件上浸涂可以渗透的带有荧光的或红色的染料，利用渗透剂的渗透作用，显示表面缺陷痕迹的一种无损检测方法。其简单原理是将渗透性很强的液态物质（渗透剂）渗进焊件表面缺陷内，然后用一种特殊方法或介质（显像剂）再将其吸附到表面上来，以显示出缺陷的形状和部位。渗透检测根据渗透液所含的染料成分，可分为荧光法、着色法和荧光着色法三大类。渗透检测通常分为预清洗、施加渗透液、去除、施加显像剂、干燥处理、观察及评定显示痕迹、后处理等7个步骤。在进行检测的时候，要注重检测的规范性，并对检测的步骤以及检测的相关数据进行记录的，来提升检测的可靠性。这种检测方式具有一定的优势，能够提升检测的准确性，另外也便于检测数据的检测，灵敏性高。由于这种操作方式较为简便，且成本较低，所以具有较强的普适性对于大型的设备检测更加适合。缺陷在于这种检测方式需要利用一定的化学原料，在清洗的过程中会产生部分有害物质，进而造成对环境的损害，以及有害物质对汽车罐车盛装介质的污染。对常温碳钢材质汽车不建议使用渗透检测技术，对部分低温不锈钢汽车罐车的检测优先使用渗透检测技术，有利于发现低温汽车罐车罐体内焊缝、外罐体与管路连接部位、管路连接部位使用过程中产生的缺陷。

2.磁粉探伤就是利用工件缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用来工作。它依靠钢铁制品表面和近表面缺陷（如裂纹，夹渣，发纹等）磁导率和钢铁磁导率的差异，磁化后这些材料不连续处的磁场将发生畸变，形成部分磁通泄漏处工件表面产生了漏磁场。磁粉探伤对于钢铁材料或工件表面裂纹等缺陷的检验非常有效;设备和操作均较简单;检验速度快，便于在现场对大型设备和工件进行探伤;检验费用也较低。不过缺点也显而易见了。它仅适用于铁磁性材料;仅能显出缺陷的长度和形状，而难以确定其深度;对剩磁有影响的一些工件，经磁粉探伤后还需要退磁和清洗。按照TSG R0005-2011《移动式压力容器安全技术监察规程》以及TSG R7001-2013《压力容器定期检验规则》中汽车罐车全面检验要求必须进行表面检测。在所检验的汽车罐车中磁粉检测是应用最多的一种无损检测方法，在对接焊缝、气（液）相接管、加强圈角焊缝等内表面使用荧光磁粉检测更能发现裂纹缺陷。

3. 超声检测是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，可以通过这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。其原理可分为缺陷回波法、穿透法、共振法。按波形分可分为纵波、横波、表面波和板波等。纵波是用来探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的缺陷;横波是探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷;表面波可探测形状简单的铸件上的表面缺陷;板波可探测薄板中的缺陷。TSG R0005-2011《移动式压力容器安全技术监察规程》以及TSG R7001-2013《压力容器定期检验规则》中对汽车罐车进行年度检验和全面检验未明确要求必须进行埋藏缺陷检测，但超声检测对于发现汽车罐车对接焊缝埋藏缺陷无疑是一种可靠的方式。在实际定期检验中超声检测可作为一种可选的检测手段，对于液氯、氟化氢等剧毒、腐蚀性较强的介质建议对罐体内表面对接焊缝进行超声检测，增加埋藏缺陷的检出率，提高汽车罐车的安全使用性能。

4.衍射时差法超声检测（TOFD）：是一種基于衍射信号实施检测的技术，即衍射时差法超声检测技术。利用缺陷端点的衍射波信号探测和测量缺陷的尺寸。最常见的方式叫做非平行扫查。这种扫查方式，探头的移动方向是沿着焊缝方向，垂直于声束的方向。它适用于焊缝的快速检测，而且常常在单一通道时使用。非平行扫查的结果称为D扫描，它显示的图像是沿着焊缝中心剖开的截面。由于两个探头置于焊缝的两侧，焊缝余高不影响扫查，这种扫查方式效率高，速度快，成本低，操作方便，只需一个人便可以完成。TOFD技术按照NB/T47013.10-2015只能使用于T≥12mm板厚的焊缝检测.对于一般内径是2200mm左右，罐体名义厚度在10mm的左右常温汽车罐车，一般不适用TOFD检测。但对于≥12mm的常温汽车罐车可用TOFD技术快速扫查罐体对接焊缝，可作为汽车罐车定期检验很好的一种辅助检测方法。

5. 射线检测，也是检测较为常见的一种方式。这种检测主要是利用射线穿透材料，来对厚度及其内部结构进行检测，通过射线所反馈的衰减程度来确定被检测物内部所存在的缺陷。射线检测方法对于汽车罐车制造过程中应用广泛，对焊接产生缺陷的检出率很高。但在汽车罐车定期检验中很少得到应用。因其定期检验中的汽车罐车罐体已与车架固定连接，使用射线机进行射线检测的操作难度较大或使用γ射线检测都对辐射与防护要求较高。如果对使用常规超声检测和衍射时差法超声检测（TOFD）难以定性分析的缺陷，在有检测工装和辐射防护达到要求的情况下，可以采用射线检测方法对缺陷部位进行定性分析，有利于分析缺陷形成的原因。

综上所述，在汽车罐车定期检验中选择合适的无损检测方法，更能有效的发现汽车罐车使用产生的缺陷，分析产生缺陷的原因，进而显著提升汽车罐车的使用年限。

参考文献：

[1]张锐 . 无损检测在汽车罐车定期检验中的方法分析. 基层建设，2019，26 .

[2]超声检测

[3]磁粉检测

[4]渗透检测

[5]衍射时差法超声检测

[6]射线检测