特种设备检测中无损检测技术的应用

万有胜

（武威核工业同心公司设备有限公司，甘肃 武威 730000）

1 引言

目前，特种设备在社会各个行业应用较为广泛，随着科学技术的不断进步以及工业技术水平的不断发展，特种设备在专业性和操作性这两个方面取得了很大的进步，在各个工业场所占据明显的优势。不同行业内使用到的特种设备种类不同，特种设备的种类较多，但主要分为承压类特种设备和机电类特种设备这两个类型。对于需要应用到锅炉、氧气罐、含气瓶、压力管道等场景而言，其需要使用到的特种设备为承压类型，而在游乐场所、电梯、滑行索道、机动车等场景主要使用到机电类的特种设备，不同类型的特种设备存在其特定的优势，在人们的日常生产生活中得到了广泛的应用。如果特种设备操作不当，在使用过程中产生使用故障，这会给使用人员的人身安全造成严重的威胁。因此，相关企业必须对特种设备进行无损检测，在设备安装之前应用先进的无损检测技术保证设备的正常运行质量，在特种设备使用期间也要定期安排专业人员对其进行无损检测，不断优化特种设备的使用性能，促进社会不同行业的生产进度，带动工业的快速发展，创造良好的经济效益。

2 特种设备应用无损检测技术开展检测工作的必要性

对于承压类型的特种设备而言，其在不同行业内都得到了较为广泛的应用，该类型的特种设备在长期使用过程中会因为机械的磨损而产生各种内部零部件损伤，而由于特种设备较为特殊，对设备进行损伤修复需要投入大量的资金成本。因此，行业内相关人员正在逐步重视特种设备的后期维护和保养工作。在特种设备安装使用以后，安排专业的工作人员定期对设备的使用程度、磨损情况和损伤状况进行精准的检测，在获取到准确的检测数据同时安排工作人员对特种设备进行专业性的维修和养护。如果没有对特种设备进行专业化的质量检测和定期养护，无视设备的损伤和磨损情况，这可能会在后期的使用过程中给相关人员造成严重的人身威胁。然而，由于特种设备无损检测行业人才较少，检测设备的数量不足，检测技术的专业性较差，这就需要行业内专业人员对无损检测技术进行不断地研究与拓展，促使无损检测技术向着现代化、智能化、自动化的方向全面发展，确保先进的无损检测技术能够在高精度的特种设备检测工作中应用，并提高检测的准确性与精度。此外，在使用过程中也要保证检测技术不会对特种设备内部的零部件造成损害，检测人员和专业的维修人员需要同时到达检测现场，一旦检测出缺陷要及时进行修复，这样才能为特种设备企业的健康稳定发展奠定良好的基础。

3 无损检测技术的类型

当下，随着科学技术的不断进步以及特种设备行业的快速发展，相比于传统的特种设备无损检查工作而言，对特种设备的使用性能和技术类型进行无损检测技术已经得到了较快的发展和转变。相关研究人员对特种设备无损检测技术进行不断地研究与完善，使得对特种设备内部可能存在的缺陷检测的准确性和精准性得到了不断提高，确保特种设备在使用过程中能高效地发挥其自身性能和结构的优点，不仅检测效率得到了提高，检测的质量也得到了保障，先进成熟的特种设备无损检测技术在特种设备检测工作中已经得到了更加广泛的应用。

3.1 射线无损检测技术

在特种设备无损检测工作中，射线无损检测技术能够对特种设备的性能和结构进行精准的检测，是应用最为广泛的检测技术。射线无损检测技术主要利用射线的强穿透力，发出的射线能够无阻碍地散射到特种设备的内部，根据特种设备不同部位的建造材料对射线的吸收能力来判断该部位是否存在缺陷，以此来达到无损检测的目的。由于特种设备内部建造的材料种类较多，不同材料对射线的反射和吸收能力存在一定的差异性，检测人员可以在了解不同类型材料对射线吸收能力的基础上，结合光图分析方法对设备内部整体的结构进行良好的检测。如果检测人员需要对机电锅炉特种设备进行检测，那么可以选用中子射线、X射线等射线类型来提高检测的准确性与效果，利用射线发出设备将中子射线发射到特种设备内部指定位置，这便能够得到可信度较高的检测结果。此外，射线检测技术也在检测焊接缝隙等工作中得到了广泛的应用并取得了良好的效果。对于娱乐场这种存在多类型面积广的娱乐场所而言，其使用到的特种设备较多，结构较为复杂，如果利用射线无损检测技术，无法使得射线大面积全方位覆盖到所有的特种设备，这会降低检测的效率，而且射线在使用过程中存在一定的辐射，会给操作人员的身体带来危害。传统的手工射线检测技术已被先进的无人射线检测技术所取代，扩大了射线检测技术的应用范围。因此，操作人员在进行检测时，要严格按照操作步骤来进行，在保证检测效率和精度的基础上避免不必要的人身伤害。

3.2 红外线无损检测技术

对于红外线无损检测技术而言，其使用到的原理是组成不同类型材料的原子和分子在不同强度的运动情况下，会向外产生不同强度的辐射。检测人员将不同强度的热红外线收集到检验仪器中，根据其散发出的热量强度大小来检验特种设备内部材料的结构与性能，在检测的同时要将待检测物体的温度与温度梯度上的分布情况进行比较，然后利用红外热像仪将不同部位的温度绘制成序列图谱，这样就能够准确反映出特种设备不同部位在实际运行中的状况。红外线无损检测技术使用的方式主要分为主动和被动这两个方面，在使用过程中可以自行调节红外线辐射的强度，以此来提高特种设备无损检测结果的准确性和可靠性。如果操作人员选用被动检测形式，而且特种设备自身在运行过程中会散发较多的热量，那么就可以在正常情况下使用红外线发射仪，无需对红外线进行增强或加热。如果特种设备的表面温度较低，那么设备所散发的红外线辐射强度相比于高温状态下会弱很多，那么操作人员便应当采用主动形式来对特种设备进行无损检测，需要对特种设备内部进行热传导，加热到固定温度以后才能用红外检测仪接收特种设备散发的红外线，根据不同部位散发出的红外线强度就能够检测出设备内部是否存在缺陷。红外线无损检测技术是当下特种设备无损检测技术中应用效率最高的检测技术，能够适用于所有类型的特种设备，在不同行业中都得到了广泛的应用，而且检测的可信度较高。

3.3 超声波无损检测技术

一般而言，利用超声波无损检测技术的探测仪器体积较小、重量较轻，便于操作人员随身携带，使用的操作流程较为简单，在对焊接缝、螺栓、压力容器等特种设备的裂痕检测工作中应用广泛，而且不会对操作人员的身体造成辐射危害。操作人员如果需要检查特种设备的使用流量、外壳硬度、厚度、强度、内部工件的黏性和应力等性质，而且设备表面的形状较为规则且光滑，那么选用超声波无损检测技术可以提高检测的准确性和精度。形状参差不齐，表面外壳粗糙的特种设备尽量选用其他类型的无损检测技术。此外，随着科学技术的不断进步，超声波无损检测技术也得到了快速的发展，对探测仪器进行不断的改革以及所发出的超声波进行不断的优化，能够不断提高无损检测技术的性能优势及检测精度。

3.4 涡流无损检测技术

在对超声波检测技术无法应用的特种设备进行无损检测时，工作人员可以选用涡流无损检测技术，该技术在一定程度上有效弥补了超声波无损检测技术的缺点，能够在低频率使用的情况下检测出压力容器内部是否存在缺陷，在准确定位缺陷存在位置的同时也能够判断出特种设备内部是否存在损坏，并为检测人员提供准确的损坏面积信息。涡流无损检测技术无法单独运行，必须配备专业的检测探头，在使用之前需要对涡流检测设备内部的换热管进行质量检查，确保热换管表面不存在磨损、损坏等缺陷，这样才能利用涡流无损检测技术对特种设备进行精准的缺陷检测。目前，特种设备行业内以涡流无损检测技术为原理的特种设备无损检测仪器和设备基本上需要从外国引进。然而，随着科学技术的进步以及行业内工程师对涡流无损检测技术原理不断地研究和学习，也能够独立设计制造出涡流无损检测设备，而且政府部门也在为设备检测行业注入更多的资金和技术支持，为涡流无损检测技术的快速进步和发展奠定了良好的基础。

3.5 磁粉无损检测技术

特种设备在建造过程中会处于半成品和成品阶段，在对该阶段的特种设备进行无损检测时，可以选用磁粉无损检测技术，该检测技术使用到的原理是金属在受到电磁影响下会产生磁化现象。若金属存在缺陷，那么在其被磁化以后，内部会存在许多杂质和裂缝，这就会破坏磁场的均匀性，降低金属对磁粉的吸附性。因此，工作人员可以根据磁场的分布情况以及磁粉的吸附数量来对半成品或成品阶段的特种设备进行精准的无损检测工作。此外，磁粉无损检测技术存在使用简单、高效、快捷等优点，在特种设备制作过程中就能够发现设备内部是否存在缺陷，一旦检测出缺陷便可以安排生产人员对特种设备进行及时的修补，确保其达到实际的使用标准。科技不断发展的同时也促进了磁粉无损检测技术的快速发展，目前，磁粉无损检测技术也能够准确检测出特种设备的疲劳程度、使用程度以及损伤程度，该技术在不断改革和完善中使用的范围逐步扩大，能够检测的特种设备类型逐步增多，检测结果的精准性也得到了良好的保证。

3.6 渗透检测

操作人员在利用渗透检测技术时，一般会使用附着能力较强的荧光染料，检测工作开始之前，将荧光染料送入特种设备的工件内部，然后在染料表面撒上一层显像剂，如果工件某个部位存在缺陷，那么缺陷便会立刻显现出来。由于荧光染料的使用存在一定的缺陷性，因此，渗透检测技术一般用来检测由有色金属、陶瓷、非金属材质制成的特种设备，而其他类型的特种设备则会产生染料附着在设备内部的现象，这会给设备后期的使用造成不利影响。对于奥氏体不锈钢材料而言，其焊接的环境温度不得高于250 ℃，检测人员在对焊接部位进行检测时，可以采用渗透检测技术来提高检测的准确性。渗透检测技术能够检测出焊接部位是否存在裂纹、气孔、氧化等缺陷，即使检测环境存在水电隔绝的现象，渗透检测技术依然能够顺利开展，而且渗透检测技术在户外特种设备无损检测时也能够高效利用。然而，该检测技术无法检测特种设备内部可能存在的闭合性缺陷。

3.7 盲区补充检测

在对特种设备进行无损检测工作中，操作人员使用不同的检测方法会得到不同的检测结果。一般都会选择利用专业的检测仪器获取特种设备的使用数据，而如果安装的特种设备内部结构较为复杂且特殊，即使检测人员采用先进的超声波检测方法，这也会出现超声波的直通波无法渗入特种设备内部的每一个部位，无法全面检测特种设备，这便会产生检测盲区。检测人员可以通过以下几个方面来对特种设备内部的检测盲区进行有效的补充检测：第一，如果特种设备存在焊接缝且焊接缝的大小小于50 mm，那么要将焊接缝检测的距离控制在10 mm以内，这样才能提高实际的检测准确性。第二，在对盲区进行补充检测时，尽量选用宽屏大窄脉冲探头和变更探头，这两种探头在检测到数据以后能够立即在配套的计算机专业软件上绘制成TOFD图像，检测人员根据该图像就能够检测出特种设备内部存在的缺陷，精准定位缺陷所在部位。第三，检测人员要保存好TOFD图像上的特种设备缺陷数据，然后利用扫描信号对设备内部的缺陷盲区可能存在的危险进行准确的估计，根据估计结果和实际检测到的数据制定针对性的缺陷解决方案。

4 结束语

综上所述，对于特种设备无损检测工作而言，检测人员必须根据特种设备的使用需求和性质，选用合适的无损检测技术，综合考虑不同类型检测技术的优势，确保在检测过程中能够获得最准确的检测数据。在特种设备行业发展过程中，特种设备的内部结构越来越复杂，种类越来越多，这就需要更加先进、智能化的无损检测技术对使用到的特种设备内部损坏情况进行精准的测量，更先进的无损检测技术能够获得更准确的检测数据，在获得的检测数据基础上根据设备的使用年限和后期使用需求，制定针对性的缺陷预防措施和解决方案，不仅需要提高特种设备的无损检测效率，还应当为特种设备后期的安全稳定运行提供良好的保障，只有高质量的运行状况才能避免人身安全事故的发生，为企业带来良好的经济效益。