压力容器检验中无损检测技术的应用

孔祥明 马华国

（东营金茂铝业高科技有限公司，山东 东营 257000）

引言

作为社会各界较为关注的热点之一，如何确保高风险压力容器设备的安全使用就显得尤为重要。那是因为，如果压力容器在使用过程中一旦发生失误，势必会造成压力容器内气体的泄漏从而引发爆炸等。所以，为了有效确保压力容器的安全使用，无损检测技术不仅可以准确地对压力容器内部质量进行检测，而且还不会造成容器损坏。

一、压力容器的使用特点以及安全事故问题的引发因素

（一）压力容器的使用特点

压力容器与其他普通转动机械设备相比，寿命使用较长，而且，压力容器由于无须承载高频率载荷所以其也不易发生磨损的情况，但即使如此，作为特种设备的压力容器在使用过程中仍极易发生事故。根据相关研究表明，我国由于压力容器而发生的安全事故达到0.14%，而发生这些事故的原因主要就是因为超载等问题造成的。除此之外，搞破坏性作为压力容器的主要特点，其只要发生爆炸，势必会造成周围20 公里的区域造成破坏。另外，由于压力容器主要承载的是易燃、有毒的化学物质或者石油等，所以其一旦发生爆裂势必会造成严重的化学爆炸。

压力容器广泛应用于当代能源工业，适用于化工产业、军工产业等领域，其一般由筒体、法兰、管道、法兰等部件构成，主要承担在工业生产中进行能量转化、交换的任务。压力容器在工作中需要接触大量的易燃易爆或具有腐蚀性的工业原料、燃料等，同时还要长期处于高度承压的状态，很容易发生泄露、爆炸等事故。因此，在工业生产活动中，针对压力容器进行检验的要求特别高。但是，由于压力容器具有以上提到的相关特点，针对其进行检验时，一方面会受到设备本身特殊结构的影响，另一方面也面临着复杂的设备环境中各类干扰因素的影响。尤其是一些传统的检测方法在执行的过程中容易对压力容器各部件造成一定的负面影响，反而对设备的安全稳定不利，所以如今无损检测技术的应用要求越来越高。

（二）压力容器安全事故问题的引发因素

第一，技术因素。压力容器虽然内部结构较为简单，但是在具体的使用过程中，由于压力容器一直处于高压的状态，所以造成其开孔位置自身结构强度过低，从而造成其在长时间压力状态下发生磨损；第二，使用环境。压力容器作为特殊的一种特种设备，其不仅需要承担较高的压力，而且还要在深冷、高温等环境下运行，而这种特殊的运行环境势必会造成压力容器内部结构的损坏，进而导致安全事故的发生。那是因为，由于我国压力容器的各个结构主要是采用焊接方式进行连接的，因而压力容器内部焊接位置会受到焊接工艺水平的限制而存在微小的缺陷，在压力容器的运行过程中由于其处于特殊的环境，所以一旦满足焊缝缺陷的温度条件，势必会造成焊缝的微小扩张，从而导致压力容器的安全使用。

二、压力容器检验中无损检测技术的应用要点

（一）超声波检测法

超声检测法顾名思义就是借助0.5—5MHZ 的频率超声波对压力容器进行检测的技术，从而检验出压力容器是否存在缺陷。该方法主要是对压力容器内部结构进行探测，那是因为，由于超声波具有自身的频率特点，所以压力容器内部如果发生异质界面现象，超声波在传播的过程中势必会发生反射。检测人员就会根据发射情况来判断压力容器内部结构是否存在缺陷。所以，该检测方法主要是被用作压力容器焊缝位置的检验。穿透力强、反应灵敏度高以及自动化程度高作为超声波检测法的特点，所以，在对压力容器进行检查的时候可以及时地反馈出是否存在缺陷，从而为相关人员提供检修意见。但即使如此，超声波检测受自身技术条件的影响，所以被检测物的表面光洁度必须要满足其检测要求，因而，该方法无法适用在复杂的压力容器结构检测。

（二）磁粉检测技术

1.磁轭法的应用

在压力容器中使用磁粉检测技术时，磁轭法比较常见。这种技术用到的设备比较简单，并且在检测过程的效率、质量方面也很有保证。在采用该方法进行探伤检测时，通常要对检测到的裂缝，沿另一个方向再检测一次或多次，确保得到更为精确的检测结果。同时，针对压力容器焊接的位置，还要做好检测流程的合理划分，确保能够精确分析焊接部位存在的缺陷，尤其是要明辨是否存在缺陷重叠的情况。

2.交叉磁轭法的应用

交叉磁轭法在压力容器检验中的应用率也比较高，主要是因为交叉磁轭法可以在容器上产生旋转磁场，达到更高效、更准确检测缺陷的目的。交叉磁轭法一般仅做一次磁化处理，便能对容器各个位置的缺陷进行检测，具有效率高、操作简单的优势。需要注意的是，采用交叉磁轭法时要选择合适的环境，如果现场无法提供360V 电源时，该方法就不再适用。同时在使用该方法对压力容器进行检测时，需要将磁化时间控制在1～3s 范围内，确保缺陷上的磁痕形成得更为清晰。而交叉磁轭运行的速度应当控制在4m/min左右，如果交叉磁轭运动速度过快，会导致缺陷位置磁痕无法很好地形成，无法保证缺陷磁痕的形成效果，导致漏检的发生。

（三）x 射线检测法

通过X 射线来对压力容器的零件内部结构进行检测方法就是X 射线检测法。此方法主要是借助于X 射线的超强穿透力，所以，相关人员X 射线在穿透过程中所受到的工件物质阻碍情况来判断压力容器零件内部是否存在缺陷以及位置大小。那是因为，如果压力容器内部发生故障时，X 射线穿过该容器时其自身的穿透强度将会呈现出差异化的变化，而相关人员就可以根据这个差异变化来对故障进行分析判断。与传统的X 射线检测方法不同，X 射线衍射法可以直观的为相关人员提供压力容器内部缺陷图像并且其检测结果更为准确，而且X 射线衍射法的检测结果可以直接以电子形式进行保存，极大的为后期相关人员分析压力容器使用情况提供便利。但由于各方面因素的影响，例如压力容器检测角度没有选择准确等势必会导致一些缺陷不能及时的发现，而且，X 射线衍射法的使用成本较高，所以此方法并没有被广泛地应用在压力容器检验中。

（四）渗透检测法

渗透检测法顾名思义就是通过渗透液作为检测媒介对压力容器内部进行检测，既在压力容器表面涂抹适当的渗透液，从而有针对性地对压力容器表面开口进行检测。其检测原理主要是由于渗透液自身具有较强的渗透性，所以，当压力容器存在缺陷时，渗透液可以沿着开口缺陷的缝隙渗透到容器内部，检测人员则可以通过显像剂来对容器开口缺陷情况进行判断。渗透检测方法由于其可以有效地节约成本，而且性价比高以及傻瓜式操作等优势，所以可以广泛地应用在对压力容器表面开口缺陷的检测方面。但即使如此，此方法仍会受到检测范围的影响而影响其使用，那是因为，此方法主要是通过涂抹渗透液进行检测，所以对于那些表面没有开口的缺陷或者内部存在的缺陷则无法准确地进行检测。

（五）射线探伤

相比超声波探伤，射线探伤也是一种常用于检测锅炉压力容器内部质量的方法，主要包括两种类型，一种是X 射线，另一种是伽马射线，利用胶片分析内部情况，在感光胶片被感光后，就可以将容器内部情况在胶片上呈现出来，这样更有利于检测人员清晰看到存在的缺陷。

结束语

无损检测技术在压力容器检测中具有较多的优势，所以此技术被广泛地应用在压力容器的检测中并发挥了不可替代的作用。通过无损检测技术的应用，可以及时直观地反映出压力容器缺陷问题，从而可以采取有效的方法及时地对缺陷进行处理，但即使如此，此技术仍存在不足之处，所以，还应不断地对此技术进行创新和完善，也只有这样才能更好地确保检测效果，有效的降低压力容器的检测成本，进而促进相关企业的长久稳定发展。