压力容器检验中无损检测技术的应用研究

王建中 王继新

（浙江金象科技有限公司 浙江·金华 322100）

1 压力容器的工作运行特点

压力容器使用寿命较长，与一般的机械容器相比，无需承受高频载荷的工作，所以也不容易发生磨损。各行业所使用的压力容器种类越来越多，应用也越来越广泛。在相关调查中，我国有0.14%的安全事故是由于压力容器发生损坏而导致的，它是一种特种设备，发生事故的主要原因就是超载。除此之外，压力容器还具有极高的破坏性。只要其受热不均发生爆炸，就会使周围20公里左右面积的区域遭到破坏。而压力容器一般都用于易燃易爆、有毒有刺激性等化学物质的存贮应用，所以只要发生爆炸就会造成周边环境污染和中毒事故。据报告显示，全国有500多家综合性特种设备检测机构和无损检测机构，在其监督检测工作中发现，安装、改造、修理的过程都会有安全质量的问题。

2 引发压力容器安全事故的因素

压力容器管道损坏引起泄露、爆炸等安全事故的原因来自于多方面，受到人为主观因素和环境客观因素的影响。主要分为以下几方面原因：

2.1 长时间使用

压力容器都是有使用寿命的，长时间的使用会使其内部原料受损，从而使压力容器内部的状况发生变化，甚至产生质量问题，尤其是一些重要零件的老化和损坏等，都会让压力容器不能正常工作，如果不及时发现问题，继续使用，就会造成进一步的损伤，进而造成压力容器损毁甚至引发安全事故。

所以对于压力容器，除了要在设计制造过程中充分考虑材料、设计对于容器寿命的影响。还要定期对压力容器进行检测，避免因老化而造成安全事故。

2.2 技术操作不当

压力容器的内部结构虽然简单，但是在其使用过程中一直处于高压状态，而这种高压会对其自身结构强度造成影响，在长时间的高压状态下很容易出现磨损情况。所以这也对工作人员的操作规范有着极高的要求。工作人员一旦操作不当就有可能使压力容器内部压力变化进而引起容器爆炸。压力容器工作时受到外界因素影响，内部的温度会升高，内部压力也会随着温度的变化而变化，甚至影响安全的工作环境，从而引发事故。

所以，为了避免此类安全事故，就要对相关工作人员定期展开专业技术培训和安全技能演练，还可以进行事故模拟演练，降低因操作不当而引发事故的可能性。

2.3 使用环境

压力容器是一种特殊设备，内部的高压情况对于外部环境也有着极高的要求。深冷高温是其正常工作的必要条件。我国压力容器生产时各个结构主要是通过焊接的方式进行连接，由于焊接工艺水平的限制内部焊接位置也可能存在一些微小的缺陷，高压高温的内部运行环境在不断变化，一旦满足了焊接缺陷的条件，就可能导致焊接处的扩张甚至是损坏。

这种特殊的运行环境和内部结构对压力容器的内外部造成的损坏，会进而导致安全事故的发生。

3 压力容器中无损检测技术的应用

无损检测技术速度快、范围广，是很多企业和机构检测压力容器的首选。它主要是利用某些先进仪器或科学技术的物理性质对压力容器的内外部质量进行检测，检测压力容器内部的物体结构和表面结构是否出现磨损，不会损坏检测物体。由于不同的无损检测技术有各自的侧重点，所以在选取无损检测技术时要根据检测目的来选择合适的检测技术。以下是当前市面上应用比较广泛的几种无损检测技术。

3.1 超声检测

超声检测是压力容器的无损检测技术中应用最广泛的方法，这是因为超声检测的成本低、操作简单，其工作原理是在材料传播能量过程中，利用超声波进行衰减、反射、折射的现象来检测压力容器的内部情况。它不仅可以检测内部结构，也可以用于检测压力管道。其设备携带起来方便，体积小，无危害性质，不会对检测人员造成人身伤害，也不会对环境带来污染。脉冲反射法是超声检测常用的一种方法。在检测时采用横波斜入射探伤，采用纵波垂直探伤。从压力容器的一侧射入，反射的回波在另一侧射出，射出的位置就是缺陷的位置。检测人员可以根据回波的不同状况来分析压力容器的缺陷情况。

但超声检测也有一定的局限性，无法对压力容器进行全面检测，而缺陷的判定需要分析回波性质，具有较高的专业技术性，检测结果很难定量分析。

3.2 磁粉检测

磁粉检测技术有一定的局限性，它主要作用于磁性材料的压力容器的内部结构检测，如磁性锅炉等。由于运用场所的单一性，磁粉检测技术的应用并不广泛。它主要压力容器的铁磁性质，铁磁性材料的缺陷部位会产生磁场泄露，从而导致该部分的磁场线发生变化，这种异常变化可以用磁粉来检测。它的工作原理是在被测物体的表面分撒铁磁性材料，然后对其进行磁化检测，铁磁由于高度磁化性不会连续分布在压力容器内部，而压力容器的表面附近磁力线发生的局部变化会造成漏磁现象，吸附在压力容器表面的磁性粒子会在光照下产生磁性痕迹。根据磁痕的分布情况来判断压力容器表面的损坏情况。

磁粉检测技术可以直观地找到压力容器缺陷部分的位置、大小形状，检测周期短，速度快，方法简单成本低，但也有一定的局限性。它只能检测磁性材料的压力容器，只能检测容器表面的损坏情况，对于容器内部进行检测。压力容器的零件形状和尺寸还可能会影响探伤结果。对于被检测的压力容器也有要求，除了要磁性容器外，还与表面的光滑度有关。在检测工作结束后还要对磁粉进行退磁。

3.3 射线检测

射线检测技术是一种效率较高的检测方法。它在压力容器无损检测的应用过程中应用时间很长，技术相对来说比较成熟。主要是利用射线对压力容器内部的裂缝进行检测和探伤。因为制造工艺的原因，压力容器的裂缝主要是在焊接部位。一旦焊接缝隙不符合标准，就会因内部压力不稳给压力容器的运行带来隐患。按照放射源来分，射线检测主要分为X射线经检测和 射线检测。X射线主要应用于体积小、厚度薄的压力容器，射线主要用于厚壁、球形或难以架设X射线的压力容器。

射线检测技术可以准确地直观显示出压力容器的内部缺陷，判定内部焊缝、夹渣、气孔等问题。但其也有不足之处，可能会因为拍摄原因漏检。检测成本高，放射源有一定的危险性，在检测时要采取防护措施。

3.4 渗透检测

渗透检测技术主要应用于非吸收性材料的表面。渗透剂在设备缺陷位置形成非多孔物质而留下痕迹。这种技术主要应用于有色金属、塑料陶瓷等压力容器表面的开口缺陷。具体工作原理是将渗透液注入压力容器管道中，渗透液会自动流入并出现在压力管道的裂缝中，然后用显影剂在表面找到裂缝处。这种检测方法操作简便，可以用于各种形状的压力容器检测，显示的缺陷问题比较直观，检测成本低。但它和磁粉检测的局限性一样，对于被检物体表面的光滑性有要求，只能检测表面，无法探究内部问题。

在采用无损检测技术对压力容器检测前要做好准备工作。对待检容器做好实验和调查，对于压力容器的形状、结构、大小、面积等信息进行收集整理，对于缺陷位置进行预判断。然后徐根据检测目的选择合适的检测技术。还要保证压力容器内部工作环境稳定。还要对压力容器无损检测进行校准，根据标准要求校对设备参数，调整灵敏度。还可以采用多种检测无损检测技术进行检测，来保证检测评估的准确性。在检测结束后还要对检测结果进行评估。结合相关文件标准，根据危险缺陷的程度划分等级来评定。判定为不合格或是待整改等。

4 结语

压力容器在使用过程中可能会因为各种原因而造成内部压力变化，从而导致容器损坏甚至引发爆炸。因此，确保压力容器的安全使用、最大限度避免工厂发生安全事故来保证企业的效益和安全，保障每个工人的人身安全是十分重要的。无损检测技术在压力容器检测中被广泛应用是由于它本身具有很大的优势。通过无损检测技术，对压力容器的各个环节进行严格检测，及时发现压力容器存在的问题缺陷，并作出处理，从而降低压力容器的危险性，保证其良好地运作。但是现阶段的无损检测技术还存在一些不足之处，需要继续探索完善创新。这样才能提高检测效果，促进相关行业长久稳定发展。