提高在用压力容器射线检测检测率的论述

摘要：压力容器是一种能够承担各个流体介质的密封性设备，被人们广泛应用在石油化工领域。压力容器是用来承担压力，可能引起爆炸或者中毒等危害性较大事故的设备。为了能够保障压力容器的顺利使用，可以在不影响被检测对象使用的情况下对设备开展射线检测，通过必要的检测及时发现压力容器中的裂纹、气孔、夹杂缺陷问题，并根据问题来提出对应的解决措施。

关键词：压力容器  射线检测  无损检测  检测率

压力容器是一种能够承担各个流体介质的密封性设备，被人们广泛应用在石油化工领域。从实际应用情况来看，伴随温度的提升，压力容器内部的压力会增强，在管理不及时的情况下会诱发比较严重的泄漏事故。因此，为了能够实现化工行业的安全生产，需要严格按照规范的标准来开展压力容器检验。射线检测是压力容器检测常用的无损检测技术，本文结合压力容器的使用情况，就射线检测技术在压力容器检测领域的应用问题进行探究，现将具体情况汇报如下[1-3]。

1 射线检测基本情况概述

1.1 原理

射线检测是按照光衍射的基本特点，借助高能X射线或者r射线来对材料进行照射，对材料的晶体结构进行全面的扫描分析。 如果材料的结构构成和规范的标准不适应，检测射线的强度就会出现变化，通过对这种强度变化的分析能够充分了解材料缺陷的位置和缺陷的属性[1]。

1.2 适合应用的范围

射线检测技术是压力容器无损检测的主要技术形式，在该技术的支持下能够精准地发现管道焊接缝隙内部存在的缺陷。射线检测实施中所需要使用到的设备包含X射线探伤机、r射线源、高能x射线。

射线检测对板厚较小的压力容器内部的缝隙检测效果最为明显，不仅如此，还可以将其应用到超声检测领域，在重复性的检测中发现容器设备可能存在的故障，就故障提出对应的解决措施，由此来提升产品的质量，为压力容器缺陷返修提供精准的数据支持[2]。

射线检测技术的应用类型具体表现在以下几个方面：第一，焊缝射线检测——射线照相检测。照相检验会使用成像板来吸收存储射线的能量，通过整合这些能量会产生阴影，形成图像。在检验操作的过程中黑度比较大的是缺陷影像。检测过程中所使用到的设备包含胶片、金属增感屏、射线源等内容。检测对象包含压力容器设备的外在形体、壁厚、接头、材质、焊接缝隙。为了能够获得精准的检测信息，对于壁厚低于80mm的钢材会选择使用电压为450kV的X射线机。第二，X射线实时成像法的使用。在压力容器检测的过程中，是为了能够精准地检测压力容器运作潜在安全隐患，并对被检测对象的质量和运行动态等作出精准的判断。从实际应用情况来看，X射线实时成像方法和传统意义上的照相检测技术相比具有自身独有的优势作用，在微小焦点X射线技术的深入发展和计算机技术的更新换代下，X射线的实时成像系统会呈现出数字化、灵敏性、可靠性的特点，在一些方面还会替代传统胶片照相法。依据国家《气瓶对接焊缝X射线实时成像检测》可以发现，一些高能实时成像检验系统开始被人们广泛应用到大厚度工件的检测领域，比如图像强化成像系统会被广泛的应用到蒸汽锅炉、汽车轮轴焊缝、液化气钢瓶焊缝检测领域。第三，射线层析检测技术。射线层析检测技术适合被人们应用到精密构件和特殊零构件的检测中，在具体实施操作的时候可以借助计算机形成图像，并在射线扫描技术的支持下获得每一层平面的物理信息，并通过对信息的转化成像处理来实现对层面的检测[3]。

2 压力容器射线检测的基本内容

压力容器在制造的初期阶段便开始了全部、局部射线探伤处理，在此之后如果容器内部没有出现异常的情况，是不需要再进行射线检测的。按照《压力容器定期检验规则》的基本规定，需要进行射线检测的情况具体表现在以下几个方面：（1）容器使用过程中补焊过的部位。（2）在检验过程中如果发现了焊缝表面的裂纹，则是需要对焊缝内部的缺陷实施必要的检验。（3）容器错边量、棱角度超过制造标准要求部位的焊缝部位。（4）容器使用中出现焊缝接头泄露部位以及两边延长的部位。（5）容器承受交变载荷设备焊接接头以及其他应力的集中部位。（6）容器内部存在衬里后者因为结构原因无法进行内外部检查的焊接接头。（7）用户提出特殊要求，需要进行额外检验的部位。在出现以上情况之后，检验人员可以根据实际情况来选择是使用射线还是使用超声波进行检测，在检测之后总结之前过往的检验经验，在发现问题之后及时采取措施予以解决[4]。

3 射线检测的优缺点分析

射线检测的优点是能够直观地显示出工件内部的缺陷和加工工件的大小，在具体实施操作的时候对缺陷所在的位置、缺陷长度和宽度的尺寸大小确定比较精准;射线底片可以作为原始的检验记录长期保存;对于存在体积缺陷的夹渣、气孔等缺陷问题会显示出较强的检出率。

射线检测的缺点是对一些面积型的缺陷检测率较低，比如无法精准的检测裂纹、面积缺陷，在具体实施操作的时候需要适合的透照角度才能够顺利检测，在检测中受外界因素的干扰很容易出现遗漏检测的问题;在具体的检测工作中如果零部件的厚度比较大，在具体检验操作的时候很容易出现检验精准度下降的问题;射线检测不适合应用在钢材、锻件等材质结构压力容器的检测;在对压力容器内部零构件检测的过程中很难精准的确定工件厚度方向的位置尺寸的大小[5]。

4 影响在用压力容器射线检测检测率的因素分析

4.1 射线源和能量

在使用X射线、Y射线开展压力容器检测时，受检测方法和照相质量差异的影响，射线检测率不同。而出现这个现象的本质原因是两个类型射线的能谱不同，X射线是连續谱，Y射线是线状谱。从实际应用操作上来看，X射线检测的穿透能力较强，且在检测操作的时候具有比较多的对比度较强的软射线，和Y射线检测相比，X射线检测的精准度较高。在使用X射线检测时，可以通过调节管电压来因地制宜地对检测信息进行调节控制，根据检测在用压力容器的厚度来设置适合的管电压，目的是能够有效提升检测的精准性。和X射线检测相比，Y射线的能量由同位素的种类大小决定，每一个同位素所产生的Y射线能量是固定的， 因此也就无法根据检测零部件的实际情况来对Y射线能量做出适当的了解，更无法根据检测零部件的实际情况来对Y射线能量进行调控，最终导致射线检测的精准性无法被保障[6]。

4.2 透照方式

通过对几何不清晰公式的分析可以发现，压力容器上小裂缝出现的原因是内透照缺陷到胶片的距离远远超过了源在外透照相缺陷到胶片的距离，最终使得检测过程中几何形状的不清晰度增加。另外，在将射线检测应用到压力容器检验中时还会发现，压力容器内部表面裂纹开口会小于焦点的尺寸，这样的差距会使得裂纹和胶片之间的距离增大，裂纹和胶片之间距离的增大會影响到底片上的小缺陷影像，导致检测对比度在不同程度上降低，检测图像的横向尺寸会变宽，图像上的缺陷边界也会变得更加模糊，最终会导致检测数据的灵敏度降低[4-5]。

4.3 焦距

在采取射线检测时，为了能够提升检测的精准性，要根据实际情况来选择的焦距，不能出现因焦距选择不合理所引发的射线检测率受损问题。在开展测试的时候还需要采取措施增大射线源和底片之间的间隔距离。

在具体实施操作的时候，通过使用几何不清晰度的公式会发现，几何不清晰度会伴随射线源和底片距离的增大而减小，这样的变化趋势十分有利于对压力容器内部裂纹缺陷的检测，且检测效果良好。但是在射线检测焦距增大之后，为了能够对不清晰的裂纹的精准把握，还需要采取必要的措施降低管电压，从而确保底片能够达到合理的黑度。

5 提升在用压力容器射线检测检测率的对策分析

5.1 采取积极的措施选择适合的射线源和能量

在开展压力容器检测的过程中需要优先选择X射线，特别是需要使用X射线来检测压力容器内部裂纹。在X射线能量无法满足压力容器在线检测标准的情况下，可以额外使用Y射线来开展检测。

X射线检测底片作用下的检测对比度、清晰度、颗粒度要优于Y射线，基于这样的特点需要按照规范的标准来选择Y射线开展检测，从而有效提升检测效率。

5.2 选择适合的透照方式

在使用射线检测方式检测压力容器的过程中发现，与双壁透照相比，单壁透照在使用的时候会获得更为精准的检测结果，因此，在检测分析的时候要着重选择使用单壁透照的检测方式。在射线检测无法对压力容器开展单壁透照时，可以选择使用双壁透照的检测方式。在压力容器表面出现裂纹缺陷时，需要在使用外透检测的同时，辅助使用内透检测方法。

5.3 选择适合的焦距

在使用射线检测压力容器的时候，需要相关人员能够根据压力容器的应用情况留下确定适合的检测焦距，通过科学地确定检测焦距来提升射线的检测率。而从实际检测操作来看，能够携带的X射线机的焦距是固定的，在检测的过程中无法进行有效的调节。因此，在对压力容器开展检测的时候可以按照规范的标准来进行计算，结合计算结果开展检测。

6 在用压力容器射线检测工作开展所需要注意的问题

6.1 优先选择单壁透照的方式

在选择透照方式的时候要注重选择单壁透照的方式，且射线探伤的灵敏度和射线照相的对比度、清晰度存在密切的关联。在胶片、暗室基本条件固定的情况下，检测对比度和衰减系数u、散射比n存在关联，

在开展检测操作的时候，为了保障射线具有一定的穿透力，需要根据工件的厚度来确定射线的能量。在具体实施操作的时候，双壁透照所需要的射线能量要比单壁透照所需要的能量大。为此，在具体实施操作的时候，单壁透照要比双壁透照显示出更高的对比度。不仅如此，射线探伤本身的清晰度水平也和射线的能量存在正相关的关系。通过以上分析可以总结出，单壁透照要比双壁透照的清晰度、对比度强，更加适合被应用到压力容器的检验中。

6.2 单壁外透方法是单壁透照的主要检测方法

在具体实施操作的时候，单壁透照中的单壁外透检测方式是常用的单壁透照检测方法，因为在k数值确定的情况下，单壁内透方法要比单壁外透方法的透照长度长。但是在实际检验工作中发现，受压力容器主体焊缝接口不对称、破口外大内小的影响，越是靠近压力容器内部，期间所展现出来的缺陷就越明显。压力容器内表面在长期和腐蚀介质接触的情况下，很容易出现各个形态的腐蚀问题。

6.3 在透照分析的时候要尽可能地选择较高的透照电压，提升照相宽容度

通过选择较高的透照电压，能够减少透照分析的对比度，提升射线探伤的宽容度，降低不同区域范围内的黑度数值。确保透照电压在满足标准规定黑度要求数值的情况下来提升检测成效。

在开展检验的时候发现，容器焊缝超过3mm的压力容器比较多，基于压力容器的自动化属性，在对压力容器开展检测的时候，需要根据常规参数设定来透照这个类型的焊缝，并在检测的时候严格控制射线的照射角度。

射线探伤对压力容器体积缺陷的检测会显示出较高的灵敏度，在具体实施操作中发现，对压力容器裂纹缺陷的检出率和压力容器的透照方向存在关联，如果容器缺陷所在平面和射线处于平行状态时，射线透照方向上的缺陷厚度将会增大，这时射线透照的对比度也会达到最大的状态，压力容器的缺陷检出率达到最高的状态。而当压力容器缺陷所在平面和射线透照方向呈现垂直状态时，缺陷在射线透照方向的厚度好对比度一般为零。通过射线探伤检测是无法发现缺陷的。

经过一系列的实验研究证明，在射线对压力容器裂纹的照射角超过15°时，就容易出现漏检的问题;在射线对压力容器裂纹的照射角等于15°时，裂纹的检出率为50%;在射线对压力容器裂纹的照射角是10°时，裂纹的检查率是70%。因此，为了能够更好地检测出压力容器上的裂纹，照射角的度数越小越好。

6.4 在检测压力容器裂纹缺陷的时候需要注重区分介质垢层和氧化皮表面的开裂

按照规范的压力容器检测标准，在对压力容器设备开展探伤检测时需要采取积极的措施清理焊接缝隙的探伤部位，消除影响检测的干扰因素。但是在实际操作中发现，受各个因素的影响，介质垢层、氧化皮开裂在底片上出现的影像和容器本体的裂纹很难区分，在检测的时候容易出现错误的判断。为了能够解决这个问题，需要对容易出现裂缝的现场进行判定，排除垢皮和氧化皮对裂纹缺陷检测的干扰[6]。

7 结语

综上所述，提升压力容器检测的精准度和检测质量是相关检测人员在工作中始终追寻的一个发展方向。在对压力容器开展检验分析时，需要相关人员全面收集整理压力容器检测的缺陷性问题，针对缺陷制定出对应的方案，选择适当的检测技术实施检测。其中，射线检测是用来压力容器检测的重要技术形式。在具体实施操作的时候，为了能够提升压力容器射线检测率和检测精准性，需要相关人员对射线检测的影响因素进行全面的分析，并根据分析结果制定出科学的、能够提升检测率的措施，从而有效提升压力容器的检测率。

参考文献

[1]韩艳丽.射线检测技术在压力容器检验中的应用[J].中国化工贸易，2019，11（8）：162.

[2]王科.压力容器监督检验中射线检测控制的探讨[J].石油和化工设备，2020，23（3）：2.

[3]李鹏泽，王森.锅炉压力容器检验中无损检验技术应用分析[J].节能，2019，38（6）：149-150.

[4]何志伟. 核反应堆压力容器分段式整体螺栓拉伸机设计与研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2021.

[5]张子剑，叶瑞，张豪俊，等.X射线实时成像系统在GIS焊接壳体检测的应用[J].高压电器，2019，55（1）：215-219，225.

[6]蔡亮，高帅，牛志勇，李世平，等.超声相控阵技术在压力容器焊缝无损检测中的应用[J].石油和化工设备，2020，23（11）：75-77.

作者简介：舒玲玲（1982—），女，大专，工程师，研究方向为机械、工程管理。