承压特种设备无损检测技术的应用研究

刘宗旨 张政

摘要：承压特种设备是我国工业企业生产过程中必不可少的一种基础设施，其运行的安全性与稳定性，对于企业生产效率有着决定性的影响。无损检测技术是一种成本低、检测效率高的现代化设备检测技术。技术人员将这一检测技术应用到承压特种设备的检测过程中，可以利用声、光、电、磁等原理，对设备的内部缺陷和质量问题进行全面的检查和分析，从而提高承压特种设备的质量。基于此，本文针对承压特种设备无损检测技术的应用进行详细的分析，以供参考。

关键词：承压特种设备；无损检测；射线

随着科技的不断发展，无损检测技术的应用范围越来越大，应用功能越来越完善。但是，要想将无损检测技术在承压特种设备检测中的应用优势得到充分发挥，还需要对这一检测技术深入研究，了解无损检测技术在承压特种设备检测中的应用特点、应用范围和应用策略。

一、无损检测技术概述

（一）无损检测技术的概念

无损检测技术是一种能够在不损害材料与工件、不降低设备运行性能、不限制设备使用功能的基础上，对设备内部有效检测的技术手段。将这种检测技术应用到承压特种设备的检测工作中，不仅可以从整体上提高承压特种设备的检测效率与检测质量，还可以加强对检测工作中各类风险隐患的控制，减少各种安全事故的发生。目前，我国常用的无损检测技术主要包括超声检测技术、无线射频识别系统、涡流检测技术、磁粉技术、地物渗透检测技术等。

（二）无损检测技术的应用特点

在承压特种设备的检测工作中，无损检测技术的应用范围非常广泛。首先，无损检测技术应用到材料的选择工作中，可以帮助技术人员加强材料加工情况的把控。其次，应用到加工制造过程中可以帮助优化工件结构的运行状态。最后，应用到成品检验中可以帮助测量工件的具体尺寸。

（三）无损检测技术的应用特点

1.非破坏性

与传统的检测技术相比，无损检测技术的应用，具有明显的非破坏性特点，既不会影响设备的完整性，也不会影响设备的使用性能。技术人员利用无损检测技术对承压特种设备进行检测，不仅不会对受检设备产生任何损坏，还可以及时发现设备运行过程中存在的故障隐患和性能缺陷。

2.全过程性

技术人员利用无损检测技术检测承压特种设备，对受检设备的内部结构与质量进行全过程的检测与分析，保证检测结果的准确性与高效性。

3.专业性

技术人员在对承压特种设备检测过程中，应当将无损检测技术渗透整个工业生产制造与产品应用的全过程。只有这样，才能够克服传统的人工检测技术存在的弊端，提高检测过程的安全性与专业性。

二、承压特种设备无损检测技术的应用

（一）射线探伤技术

在承压特种设备检测过程中，射线探伤是一种基础性的无损检测技术，可以通过X射线、γ射线及中子射线，发现受检设备在运行过程中存在的故障隐患和性能缺陷。在应用这种无损检测技术时，首先要对射线穿透探测设备进行合理的应用，然后借助专业的检测器械，对透射射线的强度进行检测。每变换一个探测部位，透射射线强度就会发生相应的变化。根据所有部位的透射射线强度差异，技术人员可以分析出该设备是否存在故障隐患或运行缺陷。X射线探伤设备如图1所示。

应用无损检测技术不仅可以对承压特种设备中的碳钢、铝合金等物质进行全面的分析，还可以对设备材质是否存在气孔、针孔、裂缝等缺陷问题进行有效的检测。射线可穿透的范围为2～200mm，如果承压特种设备的材质过厚，设备材质的细小裂纹难以被发现。另外，在应用射线探伤技术时，难免会遇到释放有害气体的情况，为了减少检测工作对周边居民与生态环境的不利影响，企业需要做好相应的安全防护措施。

（二）超声波探伤技术

正常材料与缺陷材料的声学性能有明显的不同。技术人员借助超声波传播波形反射和穿透时间能量变化，对承压特种设备进行检测与分析，可以准确了解设备材料内部是否存在缺陷。与传统的人工检测技术相比，超声波探伤技术不仅可以在不破坏原材料或工件原本状态的情况下，对设备表面和内部的质量情况进行检测，而且这一检测技术不会对人的身体健康产生不利影响。超声波探伤技术可以对特定方向的介质进行全过程检测，并有较强的指向性，超声波探伤技术还可以大幅提高检测过程的安全性与稳定性。超声波探伤仪器如图2所示。另外，超声波探伤技术可以对异种介质进行检测分析，发现异种介质焊接后产生的质量缺陷，即通过缺陷位置反射回来的超声波，做好缺陷问题的定位。超声波可穿透的范围在8～300mm。技术人员在应用超声波探伤技术设备检测时，需要对设备材质的厚度予以重点关注。

（三）红外线探伤技术

在常规环境下，大部分物体会向外辐射热量。红外线探伤技术可以利用专门的红外热像仪设备，收集受检设备在温度梯度上显示的分布特征数据，并分析设备的运行状态，以此判断受检设备是否存在内部质量缺陷。例如，某承压特种设备在运行过程中出现明显的异常现象，经过测试该设备的实际运行温度高于正常运行状态下的运行温度。技术人员利用红外线探伤技术，可以直接定位设备的具体发热位置，对这一位置是否存在质量缺陷进行探伤分析，并采取有针对性的解决措施。这样不仅可以提高承压特种设备的无损检测质量，还可以对承压特种设备的使用进行规范。

（四）磁粉探伤技术

技术人员对金属工件进行磁化处理，如果金属表面存在裂缝、夹杂等质量缺陷，可能因漏磁场吸附大量的磁粉。技术人员根据金属工件上的磁粉分布情况，判断工件是否存在质量缺陷，并找出质量缺陷所在的位置。与其他无损检测技术相比，磁粉探伤技术具有应用成本低、应用过程简便的特点。只需要将工件放入强磁场中，就可以借助磁场中的电流，完成相应的磁化处理。需要注意的是，磁粉探伤技术仅适用于磁铁性物质质量的检测，如镍、碳素钢和合金钢等。

在承压特种设备的半成品或成品出厂前检测工作中，应用磁粉探伤技术需要注意以下几方面：首先，检测设备表面及近表面尺寸较小的质量缺陷，如裂纹、未焊透等问题；其次，在检测过程中，如果现场温度在300℃以下，技术人员需要先使用干磁粉进行检测，并将检测数值作为常温结果；最后，在正式检测前，需要对技术人员的资质能力及技能操作水平进行检验。

（五）渗透探伤技术

技术人员利用荧光染料或者有较强附着能力的染料，对工件的质量缺陷进行有效检测。如果工件表面存在缺陷，这些染料就会渗透到缺陷中。对多余的染料进行清理，并借助显像剂，及时发现工件表面的缺陷。一般情况下，渗透探伤技术适用于有色金属和陶瓷等非金属材质，而不适用于多孔隙疏松材料。在检测过程中，如果现场环境温度在250℃以下，技术人员需要先采用奥氏体不锈钢材料进行焊接，然后利用渗透探伤技术对焊接部位是否存在质量缺陷进行检测。

（六）盲区补充检测技术

盲区补充检测是对承压特种设备无损检测延伸。如果承压特种设备的结构比较复杂，无损检测技术的应用可能会出现检测盲区。应用盲目补充检测技术，可以帮助技术人员准确了解检测盲区是否存在质量缺陷。在通常情况下，对于焊缝在50mm以下的设备，技术人员要进行10mm范围的盲区补充检测，以此提高检测的精度。针对盲区的检测，技术人员使用宽频带窄脉冲探头或者变更探头。另外，利用计算机可以制作TOFD图像，进一步明确设备质量缺陷的位置与面积大小。

三、承压特种设备无损检测技术的强化应用策略

（一）做好设备试件结构与材质的保护措施

无损是无损检测技术突出的应用优势。在承压特种设备的检测过程中，无损检测技术不会对受检设备产生破坏，更不会对受检设备的使用性能产生明显影响。但是，某些承压特种设备的结构比较特殊，不能满足无损检测技术的应用条件。在这种情况下，只能选择传统的人工检测技术，技术人员需要对承压特种设备的运行情况进行分析，并根据分析结果选择合适的检测方法，尽可能缩小人工检测结果与无损检测结果之间的差异。

（二）对无损检测技术进行合理选择

不同的无损检测技术有不同的检测原理、适用范围和应用场景。同一台承压特种设备，如果使用的检测方法不同，最终得出的检测结果也有差异。要保证无损检测结果的准确性，就必须通过系统的培训教育，提高技术人员的检测精准度，丰富技术人员的检测经验。只有这样，才能够引导技术人员准确了解受检设备的材质与结构特点，找出一种耗费时间更少、投入精力更少的检测方法。同时，加强检测精度的控制，保证检测报告的真实性与可靠性。例如，钢板是承压特种设备运行中常用的一类工件。技术人员在对钢板进行分层检测与板体平行缺陷检测时，可以优先选择使用超声波探伤技术，借助其超强的穿透性，提高无损检测的准确性与有效性。

（三）合理优化无损检测时间

技术人员在对承压特种设备进行无损检测时，需要对检测目的、检测材料和检测结果进行针对性分析，然后根据实际情况严格按照规范，对检测时间进行合理安排。在通常情况下，在完成热材料处理后，技术人员对承压特种设备进行检测。但是，有一些承压特种设备因其材料表面存在裂纹延迟倾向，所以只能在焊接操作完成后的24小时内检测。如果受检设备的材料与质量不同，最终选择的检测时间应具有明显的差异。例如，设备的材质是碳钢，可以采用磁粉探伤技术；设备的材质是不锈钢，或者厚度偏大，可以采用超声波探伤技术。在确定检测技术后，还应根据实际情况确定检测时间，加强检测结果准确度的控制。

（四）综合应用多种无损检测技术

虽然我国的无损检测技术应用水平得到了明显的提高，但是在检测设备精度、人员素质及检测过程管理方面还有很多需要完善的地方。为了加强检测结果的管理与控制，需要对多种不同的无损检测技术综合应用，借助各种技术的应用优势，加强检测精度的控制。例如，射线探伤技术的检测精度较高，但是会对技术人员的身体产生辐射，而超声波探伤技术虽然具有检测成本低、检测速度快的特点，且不会对人的身体健康产生危害，但其检测精度偏低。如果将这两种检测技术融合，构建全新的检测技术方案，既可以保证检测精度，又可以减少检测过程对人身体健康的不利影响。

四、结语

综上所述，无损检测技术既可以保证检测结果的精确度，又不会对设备产生损害。在科学技术不断发展的今天，应用到承压特种设备检测中的无损检测技术类型越来越丰富。只有有效保护设备试件结构与材质，根据实际情况选择合适的无损检测技术，合理确定检测时间，才能将无损检测技术的应用优势充分发挥出来。

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