关于压力容器无损检测技术的应用分析

王滨

东营市特种设备检验所 山东东营 257091

压力容器是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备。其在生活和生产活动中应用非常广泛，因此做好压力容器的日常维护更加重要，定期进行压力容器检测工作，才能最大限度地保证压力容器发挥其功能。而无损检测技术在压力容器检验中合理应用可以有效掌握其实际运行情况，并且及时获取准确的数据，以便于发现和解决问题，从而为压力容器持续稳定运行提供保障。

1 无损检测技术概述

所谓无损检测技术就是在不影响被检测对象性能，不对其造成损坏的基础上，对检测对象性能进行检测，在检测时可以采用化学手段，也可以采用物理手段，使用相关的仪器设备，按照相关规定的技术要求，实现对检测对象表面及内部的性质、结构、缺陷、状态等各项内容的全面检测，检测结果能够准确体现被检测对象的性能。在现代工业快速发展的今天，无损检测技术水平，可以体现一个国家的工业发展水平，同时，在对无损检测技术进行应用时，要注重不同无损检测技术的优缺点，依据实际情况，最终选取合理的检测方案，确保无损检测技术在压力容器检验中作用能够得到精准高效的发挥，完成相应的检测工作。

2 压力容器无损检测技术的应用分析

2.1 射线无损检测技术的应用

在利用射线开展无损检测工作时，可利用 X 射线较强的穿透性，从显示器中观测到压力容器内部的结构和特点。根据压力容器的组织结构、形状特征和材质类型等因素，无损检测人员对压力容器各类特点进行整体把握，从而更好地发现压力容器内部存在的问题，实现无损检测的目的。射线无损检测具有广泛的适用性，能检测各类材质的压力容器，实现定性和定量的检测工作。虽然射线无损检测能很好的提高工作效率，但依然存在成本较高、检测速度较慢、辐射较强等弊端。X 射线检测压力管道焊接缝可以使用照相操作，从而准确找出管道焊缝内缺陷的具体位置。但 X 射线可能会对操作人员的身体造成伤害，因此，在检测过程中，一定要控制好射线的强度和方向，要做好工作人员的防护工作，确保检测过程是安全的。此外，在针对合金结构和钢材结构的压力容器进行检测时，尤其是针对各类铜、镍、铝合金进行检测时，具有较为明显的效果。

2.2 加强对设备试件结构和材质的保护

无损检测技术的优势在于其无损的特性，检测过程前后，对于被测件不会产生破坏性影响，尤其是承压类特种设备不能够因检测对设备造成损坏影响使用。在实际检测时，测试操作人员会对特种设备试件的材质和结构进行分析，对于一些特殊材质的承压类设备无法采用无损检测方法进行检测，只能选择传统的具有一定破坏性的试验进行检测。总之，在对承压类特种设备进行检测时，必须先进行检测方法分析，根据无损检测的结果和破坏性检测试验的结果的差异性，选择有利于保护设备试件结构和材质的检测技术。

2.3 磁粉检测方法

该检测方法主要适合应用在具有铁磁性材料工件中，铁磁性材料的工件被磁化后，如被检测工件存在缺陷，材料会呈现不连续性，使工件表面或近表面产生漏磁场。在压力容器检验中，检测人员将磁悬液喷洒在容器待检测部位的工件表面，磁悬液中的磁粉会堆积在漏磁场处，在光照下会呈现出磁痕，磁痕所在区域就是缺陷位置。磁粉检测在铁磁性材料压力容器中是一项十分重要的检测手段，具有很高的检测灵敏度，能够对容器焊接接头表面质量做出较准确的判断，其在应用期间的优点就是可以全面展示工件各个部位的表面缺陷，操作简单，成本低，缺陷检测的重复性好，在压力容器检测中其局限性就是只能用于检测表面和近表面缺陷且能够被显著磁化的压力容器。

2.4 超声波检测技术

因为在实际应用过程中成本低廉，操作简便，因此更容易被接受。如果超声波能够顺利通过并且没有被反射回来，就说明压力容器中没有缺陷存在。如果超声波会受到阻碍并且被反射回来，就说明压力容器中有缺陷存在。超声检测法的优点是:穿透能力强，对平面型缺陷如裂纹、夹层等探伤灵敏度比较高，并可测定缺陷相对大小的和深度；此外，超声波检测设备体积比较小，携带方便，对检测工作人员的人身安全不会有任何影响，便于实现自动化检测并且也不会污染到周边的环境。但是也具有一定的缺陷，如：对于形状不规则工件检验难度较大，对于被检查工件表面光洁度具有较高的要求，且需要被检查工件与耦合剂所使用探头接触充分，只有确保充分的声耦合才能确保检验结果准确性。对于一些存在焊缝或者是晶粒粗大的焊缝检验结果还容易受到杂乱反射波的干扰，还需要检验人员具备丰富的经验来对超声检测结果进行判定。

2.5 校准

校准包含的内容较为复杂，主要有以下内容：①检测灵敏度校准，使用模拟源进行校准，一般选择声发射信号作为模拟源装置。②处理器，实施检测之前，须校准信号处理器，保证通道正常。在检测前和检测结束后，都需要对各个通道模拟源声发射幅度值实施校准。模拟源与换能器的距离要小于100cm，各个通道响应幅度值和通道平均幅度值的误差应小于4dB。③衰减性测量，要实施和声发射检测条件相同的衰减特性测量，如果已经有了相同检测条件下的衰减特性信息，也可以移植到本次检验中，进行定位校准。检测目标阵列中的任一部位，声发射模拟源信号都应能被时差定位阵列获取，同时获得唯一的定位数据，在区域定位过程中，该区域换能器应能够接收信息。④声发射源校准，在容器壁上某一位置进行模拟源发射，若定位与检测所得声发源部位一致，则模拟源位置即指检测所得声发射源位置。

2.6 相控阵检测

超声相控阵技术经历了几十年的发展，初期主要应用于医疗领域。后来随着技术的进步和成本费用的逐年降低，特别是数字电子和DSP技术的发展，使得精确延时越来越方便，并逐步解决了系统的复杂性、固体中波动传播的复杂性等问题，使超声相控阵技术在工业无损检测应用发展尤为迅速并应用越来越广泛。工作原理超声相控阵是超声探头晶片的组合，由多个压电晶片按一定的规律分布排列，然后逐次按预先规定的延迟时间激发各个晶片，所有晶片发射的超声波形成一个整体波阵面，能有效地制发射超声束（波阵面）的形状和方向，实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。它为不连续性的形状、大小和方向提供出比单个或多个探头系统更大的能力。相对于普通超声检测，相控阵检测检测主要优点是：可以检测复杂形状的物件、检测范围更大，检测精度更高，并且可以提供更多的数据给检测人员，帮助检测人员判断缺陷性质。

2.7 多种无损检测技术的综合应用

随着无损检测技术的不断发展，使得承压类特种设备的无损检验技术也越来越成熟。相较于国际检测技术，我国检测技术仍然有待提升，包括检测仪器的精度、人员素质以及检测过程管理等方面。为了提升检测方法的科学性和结果的合理性，需要结合待测设备的实际情况，将各种无损检测技术综合起来，充分发挥各种无损检测技术的优势，提升无损检测精度。例如，射线探伤检测技术有着良好的检测精度和图像反映，但是，其对于操作人员存在着一定的辐射伤害，而超声波技术则对人体没有损坏，并且具有检测厚度大的、检测速度快、成本低等优势，但是，在缺陷显示方面不直观，检测精度低于射线探伤检测技术。若将超声波技术和射线检测技术相结合，形成一套全新的检测方案和设备，从而有助于无损检测技术的提升。

2.8 把握检测时机

正确把握压力容器检测时机，是合理应用无损检测方法的一项基础条件。要把握好检测作业时机，才能实现对各种不同无损检测技术的综合应用。在选择压力容器检测时机时，要在结合检测目的的基础上，进行全面分析，及时发现压力容器存在的缺陷，为后期采取合理补救措施处理提供支持。

3 结语

在压力容器检验中应用无损检验技术对于问题的排查和解决都有较为重要的意义。在生产过程中要尽最大的努力避免发生安全事故，尤其是主要依赖于压力容器生产的企业，更要把其安全运行放在重点监控位置，在保证运行效率的情况下还要保证其运行环境安全稳定，如此才能够最大限度地减少安全隐患。因此要将无损检验技术合理应用到压力容器检验中，从而为生产企业经济效益的增长和稳定的发展奠定坚实的基础。