浅谈压力容器无损检测技术

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· 48· 科技论坛浅谈压力容器无损检测技术赵 熔(齐齐哈 尔市特种设备检验研究所，黑龙江 齐齐哈尔 161005)摘 要：压力容器检验的目的就是防止压力容器发生失效事故。文章介绍了压力容器无损检测的常用技术和无损检测新技术。

关键词：压力容器；无损检瘌；磁粉检测；磁记忆检测；激光检测压力容器与人们的日常生活有着密切的联系，其应用广泛，涉及到工业生产的所有领域。压力容器是具有爆炸性的特种承压设备，承受着高温、易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质的高压力，-旦发生爆炸或泄漏往往发生火灾、中毒、污染环境等灾难陛事故艟人民的生命财产和生活受到巨大损失。压力容器检验的目的就是防止压力容器发生失效事故，预防危害最严重的破裂事故发生。压力容器无损检测技术是在不损伤被检工件的情况下，利用材料和材料中缺陷所具有的物理特生探查其内部是否存在缺陷，以及缺陷的性质、位置和大小的-种方法，因此无损检测技术对压力容器的安全陛和质量的有效控制起着重要的作用。

1无损检测常规技术压力容器常规无损检测技术主要包括磁粉检测、超声波检测、射线检测、渗透检测、涡流检测等检测技术。

1.1磁粉检测磁粉检测，又称磁粉检验或磁粉探伤，属于无损检测五大常规方法之-。磁粉检测是利用铁磁陛材料被磁化后由于不连续的存在艘工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕从而显示出不连续性的位置、大孝形状和严重程度，可检测出铁磁性材料中裂纹、白发纹、夹杂物、折叠等缺陷具有很高的检测灵敏度。磁粉法检测可检出最小长度为O.Imm，宽度为微米级的裂纹；几乎不受试件大型形状的限制：检测速度快'工艺简单，费用低廉等优点。

在压力容器的制造过程中，磁粉检测常用于压力容器制造时钢板坡口、角焊缝和对接焊缝的表面检测，也用于大型锻件等机加工后的表面检测；对于在用压力容器，检测的部位为压力容器的对接焊缝、角焊缝及高强螺栓等。

1.2射线检测射线检测是利用射线透照在工件上，透射后的射线强度根据物质的种类、厚度和密度而变化，利用射线的照相作用、荧光作用等特性，将这个变化记录在胶片上，经显影后形成底片黑度的变化，根据底片黑度的变化可了解工件内部结构状态，达到检出缺陷的目的。射线检测的优点是缺陷检出率高、直观、易定生和定量，检查结果可记录且可保存。射线检测是在压力容器中应用最广泛的-种无损检测技术。、射线检测主要用于碳素钢、奥氏体不锈钢、低合金钢、镍及镍合金、铜及铜合金、铝及铝合金材料压力容器环缝及纵缝的缺陷检测。另外，射线检测也常用于在用压力容器检验中对超声检测发现缺陷的复检，以便进-步确定这些缺陷的性质，为缺陷返修提供依据。

l-3超声检测超声检测是指采用A型脉冲反射式超声探伤仪检测缺陷，并对其进行等级分类的全过程。压力容器零部件和原材料的超声检测包括压力容器钢板超声检测、压力容器锻件超声检测和高压无缝钢管的超声检测；压力容器焊缝超声检测包括钢制压力容器焊缝超声检测、不锈钢堆焊层超声检测和铝制压力容器焊缝超声检测等。由于超声波探伤仪重量轻、体积孝便于携带及操作，而且与射线相比对人体无伤害。因此，超声检测的应用范围很广，是压力容器使用最多的-种无损检测方法 该方法无法检测压力容器表面和近表面延伸方向平行于表面的缺陷，此外，该方法对缺陷的定生和定量表征不太准确。

l4渗透检测渗透1佥i则是瞠-种利用化学试剂根据毛细作用进行检测的无损检测方法。渗透检测主要用于对非铁磁l生材料的检测也可用于磁陛材料，当采用磁粉检测技术无法达到检测目的时，可采用渗透技术对材料表面的开口缺陷进行检测。渗透检测的优点是操作简单、原理易懂、显示直观并可以显示不同方向的各类开口缺陷；缺点是只能检查开口暴露在表面的缺陷。

1.5涡流检测涡流检测就是使工件内发生涡电流通过测量涡流的变化量来进行探伤的方法。这种检测技术主要应用于管道表面和近表面缺陷的检测，优点是检测速度很陕，易于实现自动化检测，但对缺陷的位置、类型、形状不易估计且不能用于绝缘材料的检测。其在实际应用中适用范围包括压力容器用焊接钢管及圆形无缝钢管，铝及铝合金薄壁管，钛及钛合金管和铜及铜合金管。主要用于换热器换热管的腐蚀状态检测和焊缝表面裂纹检测。

2无损检测新技术2.1磁记忆检测磁己 凇测技术是20世纪90年代后期发展起来的-种检测材料应力集中和疲劳损伤的新新型无损检测方法。其检测原理是利用铁磁工件在受载工作过程中应力和变形区域内产生的磁状态不可逆变化在该区域内发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向的和不可逆的重新取向，这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后不仅会保留，还与最大作用应力有关。通常采用磁 4仪对焊缝进行决速扫查，来发现容器焊缝存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行内部超声检测、表面磁粉检测、金相分析或硬度测试以便发现可能存在的内部裂纹、表面裂纹或材料微观损伤。

22漏磁检测漏磁检测主要用于检测压力容器壳体可能出现的点腐蚀状态。有些压力容器检验人员无法进入容器内部检查，有些结构采用内窥镜也无法检验，利用超声波测厚很难发现点腐蚀的分布概况，而利用超声直探头探伤又需要对容器表面进行打磨。漏磁检测技术可用于表面带油漆层情况下的扫描检测，并且从外部可以测出内部存在的腐蚀坑大小和深度。因此，漏磁检测技术主要用于压力容器运行状态下的在线检测。

2.3红外检测红外检测技术是利用红外热辐射特性对设备进行检测。目前，红外检测主要用于高温压力容器热传导的在线检测和对常温压力容器的高应力集中部位检测。对高温压力容器的检测可以及时发现压力容器内衬的损伤和内部的结焦、堵塞等异常情况。红外检测技术由于具有快速、非接触、无需藕合、实时决速、面积大和远距离检测等优点在近几年得到迅速发展。

2A激光检测激光由于具有单色性好、能量高度集中和方向性强等特点，在无损检测领域的应用不断扩大，并逐渐形成了激光全 、激光散斑和激光超声等无损检测新技术。激光超声技术的主要优点是非接触性检测，它消除了压电换能器技术中的藕合剂的影响，可用于各种复杂形貌试样的特性检测。此外，激光检测又是-种宽带检测技术，能用光波波长为测量标准而精确测量超声位移；同时激光检测易于实现远距离的邑激发和接收，并能实现工件的在线检测。因此，激光检测主要适用于在高温、高压等恶劣环境下的压力容器无损评估。