无损检测方法在压力容器检验中的应用

张 阳，徐新民，王艳杰

（渤海石油装备制造有限公司辽河钻采装备分公司，辽宁盘锦 124010）

0 引言

近些年以来，随着我国各行各业的不断发展，尤其是工业企业，压力容器的应用非常常见，在使用的过程中，电气设备状态维修和检查出现的问题比较多。为了在到电气设备状态维修时减少经济损失，节约检修费用，降低检修成本，同时又能促进电气设备的安全运行，可通过无损检测技术，降低对压力容器的损害，提高检测效率等，进而占据更多的市场。

1 无损检测的定义与特点

1.1 定义

无损检测是指“在确保压力容器不被破坏的情况下，采用了综合光、电、磁等一种综合性的检测方法。”企业可以通过对压力容器进行无损检测，判断其能否符合企业的实际需要。

1.2 特点

（1）无损检测具有非破坏性的特点，就是这项技术在应用的时候不会造成损害。正是因为这个原因，使它受到越来越多的欢迎。无损检测技术是采用的高科技手段，其特点就是体积小、质量轻、穿透力强。人为检测的过程不够全面，安全系数比较低，在这个关键时候，就需要使用无损检测技术。无损检测方法相对灵活，既可以使用抽样检验也可以全面的检测。

（2）无损检测具有互容性的特点，主要表现在同一零件可以同时使用多种方式进行检测，也可以依次采用不同的方法进行检测，也可以进行重复的检测，进而提高检测结果的准确性。

（3）无损检测具有灵活性，无损检测技术主要是采用信息技术，通过信息反馈出来的问题，然后再采取措施，达到检测的理想效果，受到广泛的欢迎。它的灵活性体现在工作中出现问题的时候，无损检测技术能够从多个角度在短时间内通过信息技术进行重复的检测，能够发现存在的问题，便于及时补救。

2 无损检测方法

2.1 利用磁粉检测

这种方法是通过利用磁性材料的性能进行检测。磁粉检测法工作原理是：在对压力容器进行无损检测时，材料被磁化后，会出现细微的变化，经过一段时间后，形成漏磁场，通过光射，磁痕就会显现出来，通过这种方法就能对工件表面存在的缺陷进行检测。

磁粉检测所具备的优点有很多，首先就是在检测过程当中对于工件所具备的形状以及不同工件的大小能够直接的检测出来，不会影响到无损检测方式的继续展开，同时在检测过程当中检测的也更加精确，灵敏度比较高。磁粉检测的方式甚至能够将距离缩小到微米，还能够直接的检测出来其中存在的裂纹状况，对于工件出现缺陷的位置，也能够非常清晰明确的展示出来。除此以外数据分析也是其中的一个优势，能够直接检测出缺陷的具体性质，整个检测的工艺流程比较简单，所耗费的资金检测成本相对来说非常低，检测的效率同样很高，但是该检测方式无法直接进行深度的检测，如果检测深度是1～2 mm，就只能对表面的缺陷进行检测。除此以外这种检测方式对于工件也有一定的要求，如工件表面必须是干净的、不能出现杂质。另外一个问题就是不能够检测所有的材料检测的工件内部，一定要有达到标准的铁素含量，并且磁场的强度也需要维持在一定的范围内。要真正的检测出来工件存在的缺陷，对缺陷和磁场之间的夹角也要有所限制，需要维持在45°～90°。磁粉检测这种方法的适用范围有以下两点，第一点就是需要正常使用的压力容器，这样才能够对容器当中出现的一些缺陷和裂纹，包括腐蚀状况进行检测。第二点就是制造过程当中的容器，比如说可以检测锻钢零件以及焊接的坡口，包括焊缝表面的质量等等。

2.2 射线检测

射线检测也是当前一种比较常用的检测方式，射线检测自身也具备一定的优势，当然也存在一定的缺陷。射线检测在应用过程当中展现出来的基本工作原理，主要是指射线在穿透工件的时候容易遭受到物质里面的介质阻碍，所以射线自身就会逐渐的减弱，减弱的程度也是不同的，因为不同的介质对射线造成的阻力不相同。工件自身的阻力系数还有射线对于穿透物质中所含有的介质基本厚度影响到了射线的强弱，如果射线遇到了一些自身有缺陷的工件，这些存在缺陷的工件和一般的工件之间就有一定的区别，呈现出来的射线强度结果也就有差异。射线强度不同，在工件后面的X光胶片也会在感光程度上存在一定的区别，胶片在处理后形成的黑度不一样，黑度的位置还有黑度的范围，也有一定的差异，因此对工件的缺陷和具体大小以及部位就要进行及时的判断。

射线检测法的优点有很多，比如说能够直接针对检测的工件，形成直观的影像，并且进行定性和定量的检测，结果相对来说也更加的准确，还能够直接检测出来存在的气孔等缺陷，检测的结果能够长时间的保存下来。这种检测方法的缺点是在检测过程当中耗费的资金成本比较高，对人体的伤害比较大，还会出现漏检的状况。

2.3 超声波检测

超声波指的是声波频率超过2×104Hz，这种声波在传播的过程当中，能够按照相对比较稳定的速度以及固定的方向进行传播，如果说在传播的过程当中遇到了异质的界面或者是阻抗不同的缺陷，就会直接出现反射，利用反射就可以直接判断缺陷。

超声波检测的优点也非常明显，首先就是安全性高，在检测过程当中的危险性比较小，其次操作的过程也比较简单方便，对于无损检测来说有着一定的促进作用。同时超声波检测的穿透力也比较强，检测更加灵敏，能够直接检测出缺陷的深度以及大小。这种检测方式的缺陷就是检测结果需要专业的技术人员才能看明白。检测工件的表面也有一定的要求，需要具备较高的粗糙度，同时超声波检测也有一定的适用范围，不仅能够检测锻件缺陷，还能够检测焊缝的缺陷以及铸件的缺陷。

3 无损检测方法应用

3.1 超声波

超声波无损检测技术是常用方法之一，技术人员需要使用超声波脉冲反射式探伤仪开展检测工作，借此来了解当前容器中是否存在锻件和焊接等问题。与传统方法相比，超声波探伤仪在应用方面具有多方面优势，同时可以最大程度避免对技术人员的伤害，这使得其被广泛应用在压力容器检测工作中。

3.2 磁粉

除了超声波方法之外，当前部分技术人员在开展容器检测工作中也会使用磁粉检测方法，其在整个检验体系中同样占据重要地位。在开展压力容器检测工作中，技术人员可以借助磁粉来检测容器表面，其原理在于磁性粒子磁化作用，借此来形成特定泄漏磁场并获取容器形状、尺寸和位置等信息。通过使用这一检验方法，技术人员可以准确判断容器是否存在白色斑点缺陷问题。与传统检测方法相比，磁粉具有灵活性和准确性等优势，因此得到了较大范围的应用。

3.3 渗透检测技术

针对表面存在缺陷的压力容器，技术人员通常采用渗透无损检测技术，其离不开成像试剂，需要用其浸透压力容器的表面缺陷，通过直观地观察毛细管液体来判断容器表面缺陷情况。在具体应用方面，渗透检测技术存在一定缺陷，其仅仅具备测试性能，因此使用频率不及上述两种方法。

3.4 磁记忆检测方法

针对疲劳损伤情况，技术人员通常使用磁记忆检测方法，在这一过程中需要全面结合实测数据资料，并在此基础上使用磁化技术来实现压力容器磁化，由此来更直观具体地分析损伤情况。从压力容器角度来看，其在使用过程中极易出现疲劳损伤。导致出现这一问题的主要原因在于外部压力和环境温度，一旦出现这一问题，则容器外表会出现裂纹，导致其使用过程中的安全性能受到影响。在具体的测试工作中，技术人员首先需要全面检验容器焊接过程，一方面要做硬度测试，另一方面要结合其他无损检验方法进行试验，由此来最大程度提高最终检测结果的真实性和全面性，这对于提高容器使用安全性具有重要意义。

3.5 电磁涡流检测技术

针对电磁和压力容器，技术人员在开展检测工作中通常采用电磁涡流检测技术，借助电磁涡流来判断容器不同部位存在的缺陷。在具体的测试工作中，技术人员需要根据电磁涡流是否平衡来判断容器情况，当实现平衡时，则可以判定压力容器没有任何问题和缺陷，出现变化时则表明压力容器存在缺陷。

4 其他注意事项

时间对于检测结果准确性而言具有重要影响，这就要求技术人员结合具体情况来选择准确恰当的时间，除此之外，技术人员还需要注重检验方法的合理性和科学性，结合实际情况和需要来选择恰当的方法。就非破坏性测试而言，技术人员需要综合分析不同方法的检测范围、设备介质、材料质量、使用条件、制造方法，由此来选出更为恰当的方法。上文提到，不同检验方法各有优缺点，因此技术人员需要综合分析不同方法，在此基础上结合压力容器检测具体情况来实现多方法综合应用，一方面可以实现多方法的互补，另一方面可以显著提高检测结果准确性和检测过程的系统性。

5 结束语

在开展压力容器检测工作中，技术人员需要全面了解不同检测方法的特性和使用优缺点，在此基础上结合实际工作经验进行总结分析，由此来进一步提高熟练度和准确度。通过积累检测经验，针对不同的情况，技术人员可以采用不同方法，例如针对内部缺陷问题优先使用射线和超声波，针对不同厚度的容器，可以分别采用超声波（适用于较厚情况）和射线（适用于较薄情况）。针对不同材质也要选择不同方法，例如针对铁磁性材料选择磁粉，而针对非磁性材料或结构复杂情况，技术人员可采用渗透检测技术。在这一过程中需要实现多方法结合使用，由此来提高压力容器缺陷检测结果的准确性和全面性。