试论无损检测技术在特种设备检验中的应用

方效伟

（忻州市综合检验检测中心，山西 忻州 034000）

虽然承压特种设备已经被广泛应用到各个领域中，但在温度和压力等因素的影响下，设备的稳定性很难得到保证，如果不及时解决，还会导致多种有毒有害气体的生成。为此，在特种设备运行期间，工作人员应采取有效的措施，对安全事故进行预防和控制。与此同时，还要加强对这些设备的检测力度，目前，常用的检测技术以无损检测技术为主，究其原因，主要是此类技术的优势显著，不仅检测精度高，并且不会对设备造成破坏。但在选择无损检测技术时，需要将设备种类作为依据，以保证检测精度，并在此基础上，完成解决方案的制定。

1 无损检测技术的应用依据

不同行业在对特种设备进行使用的过程中，都应将《特种设备安全监察暂行条例》作为依据，遵循其中的条款，科学合理地检查设备，该文件对无损检测技术提出了明确的技术要求，具体要求是检测人员在检查特种设备的过程中，需要严格落实其中的各项法律法规。

现阶段，常用的无损检测技术主要包括四种：第一种是超声检测，第二种是射线检测，第三种是磁粉检测，第四种是渗透检测。该条款对这些技术均制定了相关标准，其目的在于确保特种设备无损检测结果的准确性。

2 无损检测技术在承压特种设备检验中的应用要点

在相关企业检验特种设备的过程中，需要将设备材料型号和使用情况作为依据，选择合适的无损检测技术。比如，某生产企业在制造承压特种设备时，会对焊接的方式进行使用，但在焊接容易受到多种因素的影响，一旦出现问题，就会导致设备缺陷的产生，比如，焊缝缺陷等，该企业为规避此类问题，于是，在焊接过程中对其进行了预防性的检测，所采取的检测方法主要包括超声波、渗透、磁粉等，与此同时，为保证检测数据的精确性，还对涡流检测方法进行了使用。考虑到不同检测方法在检测范围上存在差距，且对操作人员技术水平的要求不同，因此，检测人员在检测过程中，应明确不同检测技术的优势和劣势，并基于自身能力，制定合适的检测方案，只有这样，才能获得预期的检测效果。

2.1 射线检测的应用要点

结合上文可知，射线检测技术在特种设备检测领域的应用较为广泛，这种检测技术的检测原理是对X、Y射线的光量子能力进行利用，究其原因，主要是X、Y射线具有非常强的穿透力，在照射物体后，能够找出物体内存在的缺陷，同时，还能对缺陷的具体情况进行确定。在查阅资料后得知，目前，企业中所应用的承压特种设备，其材质普遍为碳钢、铝合金和不锈钢，这些材质的内部缺陷均能被射线检测技术所找出。此外，对射线检测技术进行使用，还可以检测特种设备材质中的气孔缺陷，但值得强调的是，该方法在材料厚度不超过200mm的特种设备中较为适用，可以检测出设备中存在的细裂纹和融合不充分的问题。但在应用这项检测技术的过程中，检测人员务必要做好个人防护，同时，采取有效的措施，对有毒有害气体排放进行控制，其目的在于保护自身安全和减少对环境的污染。

2.2 磁粉检测技术的应用要点

在对特种设备进行检测时，可以使用磁粉检测技术，其原理为在设备材质内注入磁粉，并在此基础上确定材质内是否存在缺陷。相较其他无损检测技术，这种检测技术的操作难度较低，且成本远远低于其他检测技术，但却存在检测方面的局限性，如果待检测设备，其材质内并未含有铁磁物质，则不能使用该技术。在查阅资料后得知，该检测技术适用的材质为镍、碳素钢以及合金钢。此外，这种方法主要检测范围是设备表面和近表面，故检测尺寸不大，可以检测出设备表面缺陷，比如，裂纹，未焊透。在采用这种技术检测特种设备时，如果环境温度不超过300℃，此时，可以对干磁粉进行使用，所得到的检测数据，会被视为常温下结果。但干磁粉方法的应用，对检测人员技术水平提出了非常高的要求，只有这样，才能保证检测效率和质量。

2.3 渗透检测技术的应用要点

渗透检测技术在应用过程中，需要对荧光染料进行使用，如果没有此类材料，使用具备附着能力的染料也可。具体操作方式为将这些染料注入工件中，然后，借助显像剂进行检测即可，具体分析对象是液体毛细。在查阅资料后发现，在有色金属和陶瓷等非金属材质中，这种方法的应用可以取得良好的效果，具体表现为能够保证燃料在此类材质的表面和内部附着。如果焊接奥氏体不锈钢材料的温度不超过250℃，可以借助渗透技术检测焊接部位。在使用这种检测技术的过程中，应该将裂纹、气孔和氧化斑等缺陷作为重点对象。此类检测技术在诸多方面具有非常明显的优势，如下所述：在不具备水、电的环境下，便可以完成检测工作。但这种技术也存在一定的缺点，主要体现在其难以检测出设备内部的缺陷，尤其是闭合型缺陷。比如，某企业在对石油焦电站锅炉开展检测工作前，对其基本情况进行了分析，分析后得知，该锅炉每小时的额定蒸发量为220t，具有9.8MPa的额定出口压力和540℃的额定出口温度。该锅炉于2020年出现了停运情况，因此对其进行停炉检查。企业所采用的检测方法如下：（1）检查设备的外观，不仅需要重点检查汽包与受热面，还需要将主蒸汽管道当作设备检查的重点；（2）采取打磨抛光的方法对设备的重点部位进行着重处理；（3）对于锅炉这种设备，其比较适用的无损检测方法有两种：一种为渗透检测，另一种为磁粉检测。检测结果表明，该设备存在缺陷。技术人员通过渗透检测方法的应用，发现设备的汽包管座角焊缝处存在裂纹，在分析后发现，这种裂纹属于疲劳裂纹。除此之外，汽包省煤器上同样存在多处疲劳裂纹。磁粉检测结果表明：该锅炉主蒸汽管道和左侧冷壁箱封头存在焊接裂纹。在明确裂纹类型和成因后，该企业组织技术人员对其进行了修复，如图1所示，在维修后锅炉运行恢复正常。

图1 主蒸汽管道裂纹

2.4 超声波检测技术的应用要点

在检测特种设备时，超声波检测技术的应用频率较高，该技术通过对声学原理的应用，检测材料内的缺陷，具体原理是分析声波反射对穿过的时间和能量变化，实现对材质内缺陷位置和大小的精确判断。这项检测技术在厚度为8～300mm的材质内较为适用，检测缺陷种类较为齐全，主要包括焊缝裂纹、融合不到位等。这种检测方法相较其他检测方法，其优势较多，具体为操作简单且不会对人体健康产生威胁等。此外，还能在高温条件下检测设备缺陷，且检测精度不会受到设备结构的影响。

2.5 涡流检测技术的应用要点

涡流检测技术以电磁为原理，其需要在检测材质上合理地放置导电材料，并借助导体性质，获取具有高精度特征的数据。检测效率高，是该技术最显著的优势。但这项技术在检测厚度较大或结构复杂的材质时，应用效果较为有限。通常情况下，仅适用于金属材料，究其原因，主要是金属材料普遍具有导电性质，契合技术的检测原理。

2.6 盲区补充检测技术的应用要点

如果在检测设备时需要使用多种检测技术，检测人员需要使用检测仪器获得准确的检测数值。但在检测结构较为特殊的设备时，如果需要使用超声波检测技术，可能会在检测盲区的影响下，影响直通波信号的传输效果，具体表现为，该信号可能无法被检测仪器完整接收，技术人员也很难判断设备内缺陷所在的位置。通常情况下，如果焊缝的大小不超过50mm，需要检测10mm的盲区，只有这样，才能保证检测结果的精准性。此外，在检测盲区的过程中，可以对宽频带宽窄脉冲探头进行使用，更换探头即可，通过补充检测，提高检测精度。在获取检测数据后，还要使用计算机完成TOFD图像的制作，为缺陷位置和大小判断创造有利的条件。值得强调的是，检测人员应重视TOFD图像的作用，补充盲区检测数据不足的缺陷，与此同时，还要将扫描信号作为依据，对盲区缺陷发展趋势进行分析，为后续解决缺陷，创造有利的条件。

以焊缝缺陷检测为例，设计规定中要求用10倍放大镜100%地检查焊缝以及热影响区域的表面，其表面不能出现咬边，使用100%射线对A、B类焊缝进行无损检测，达到Ⅱ级标准则为合格。当发现存在超标缺陷时，需要先将缺陷清除，清除完毕后再进行补焊，补焊完成后，再使用射线对其进行重新检测，反复操作直至合格。所有焊缝无论是对接还是角接，其表面都需要在水压试验前后实施渗透检测，检测过程中，发现缺陷后可以对其进行修磨，必要时还可以进行补焊，补焊后重新检测。如图2所示。压力容器的设备在进行无损检测时的要求远远比其他类型的建造标准高，因此，需要对其多加注意。除此之外，应当注意空气气密性方面的试验要求，监检过程中该项检测需要得到重点关注。

图2 特种设备无损检测

焊接完成后，还需要注意容器表面的铁污染残留，若没有注意铁污染的残留，则很容易在压力容器投入使用后出现黄锈斑。此类黄锈斑在反应器的检验中可以被清晰地发现，1m2区域内能够出现直径大小统一的数百个锈斑，使用铁指示剂对其进行检测可以发现其检测结果为蓝色。进行锈斑酸洗工作时，需要根据其实际情况选择适配的酸洗钝化液，如果条件允许，还可以适当添加缓蚀剂，酸洗时温度不能过高，结束后应当使用洁净水冲洗。

3 结语

综上所述，在检验特种设备时，可以采用多种无损检测技术，但在选择时，需要将设备的性质和各种技术的优缺点作为依据，在此基础上选择合适的检测技术，

从而获得更加精准的数据。考虑到部分特种设备结构具有复杂性的特征，对检测技术水平提出了非常高的要求，而无损检测技术的应用，不仅可以获得精确的检测数据，同时，还不会影响设备的正常运行。为此，建议技术人员基于设备和检测技术的实际情况，制定缺陷检测、预防和解决策略，以促进检测效率提升，并保证设备的运行质量。