试论承压类特种设备无损检测

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摘 要：承压类特种设备已经在生活中广泛使用的具有潜在危险的重要设备和设施，无损检测技术在确保压力容器制造安装质量和使用过程的安全运行中扮演最重要的角色。压力容器制造和使用过程中采用的无损检测技术，包括超声、射线、磁粉、渗透、非常规检测技术，介绍各种无损检测技术的优缺点及选择原则。

关键词：无损检测 特种设备 超声检验 射线检验 压力管道

一、前言

无损检测是在现代科学基础上产生和发展的检测技术，它借助先

进的技术和仪器设备，在不损坏、不破坏检测对象理化状态的情况下，对被检测对象的内部及表面的结构、性质、状态进行高灵敏度和高可靠性的检查和测试，借以评判它们的连续性、完整性、安全性以及其它性能指标。

二、无损检测技术概述

在保证压力容器安全运行，各国对压力容器均采用运行期间的定期检验制度。压力容器在用检验分为不停止运行的外部检验和停止运行后的内外部检验；外部检验的周期一般为1-2年，内外部检验的周期一般为5-10年。我国政府有关规程规定，压力容器外部检验的周期为1年，内外部检验的周期最长为6年。在用压力容器检验的重点是压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素影响而产生腐蚀、冲蚀、应力腐蚀开裂、疲劳开裂及材料劣化等缺陷，因此除宏观检查外需采用多种无损检测方法。

1.射线检测技术

射线检测方法是利用射线透过试件时部分射线按厚度变化的函数关系被吸收，试件较薄的部分透过的射线多，而较厚的部分透过的射线少。这样就在胶片上生成一个按试件厚度变化的影像，从而可以对试件进行无损检测。射线检测技术经长时间的发展，现已形成射线照相技术，射线实时成像检测技术和射线层析检测技术三大部分，其中X射线和γ射线的常规射线照相检测技术。

2.超声检测技术

超声检测是用普通的脉冲反射法操作，通过在噪声波和干扰波的背景上出现意外的回波来检测出缺陷的过程，它具有检测对象范围广，检测深度大，缺陷定位准确，检测灵敏度高，成本低，使用方便，速度快，对人体无害及便于现场使用等优点。因此，超声无损检测技术是国内外应用最广泛，使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术。由于超声检测是利用电子仪器从超声信号中抽取信息，再推断出结论的过程，其检测具有间接性，故其结果不可避免地带有统计性质。即存在检出概率，漏检率及检出结果重复率等问题。为了消除或降低人为因素的影响，提高检测结果的可记录性。人们开发了超声信号处理和超声成像技术，实现了数据处理和缺陷评价的自动化。这是对缺陷准确定性、定量检测的一条有效途径，也是超声检测发展的主流。测高精度达到0～0.5mm，最小测高高度达1mm，对危害性缺陷的检测能力达到79.5%的置信水平，对长度尺寸> 10mm，自身高度尺寸>1.0mm的缺陷具有90%的检测概率。计算机技术的高度发展也给无损检测技术带来了巨大的冲击作用，促进了超声检测的快速发展，目前国内已有许多厂家应用和发展了多种能用电脑控制的模拟数字式探伤仪和智能化数字式超声探伤仪，以及用于流水线生产的微机控制自动超声检测系统。

3.磁粉检测和渗透检测

近年来国内研制的手提式复合磁化装置可实现大型压力容器焊缝的一次性磁化，并在全方位上显示缺陷磁痕方面有创新。同时计算机在表面检测方面的应用同样也得到了显著的发展。如微机控制的自动化检测装置可自动进行上工件、磁化、喷液、检测、下工件和退磁工序的程控化，在压力容器业小锻件，螺栓件和管材的检测中取得良好的效果。在渗透检测方面，一些能快速渗透、快速显像、检测灵敏度≤0.5mm的着色渗透探伤剂的研究和进入市场给国内渗透检测的发展起了推动作用。

4.非常规无损检测技术

近年来国内也有极其显著的发展。如在红外检测方面：热弹应力分析法检测评价压力容器和管道的表面裂纹；遥控红外成像系统用于检测高温压力容器和压力容器的内外部缺陷；石油精炼设备管道的热图分析等都获得了较好的实际应用效果。在声发射检测方面，声发射过程中的接收信号处理；压力容器水压试验中的声发射检测评价；声发射检漏及在用压力容器的声发射监控方面都取得了较大发展。在涡流检测方面，也取得了较快发展，其中以涡流技术的电脑化最为迅速。多频技术，频率拓宽数字滤波，自动平衡，阻抗平面显示，相位分析等技术的应用对涡流检测的发展也有巨大的推动作用。

三、检测方法选择方法

射线检测和超声波检测具有不同的特点和局限性，对焊缝中各类

缺陷的敏感性不同。射线检测对气孔、夹渣等体积性缺陷比较敏感，

而对裂纹、未熔合等虽然有很大面积，而厚度很薄的面状缺陷，只有在与缺陷方向平行的x射线透照时，才能顺利检出缺陷，而在与缺陷平面近似垂直的方向检测时，则很难发现缺陷。超声检测对面状缺陷比较敏感，一般来说，只要声束垂直指向主平面，不管其厚度多么小，

都可以获得足够的缺陷回波，所对平面状缺陷的检出率较高。而对与体积性缺陷，由于其反射波束的扩散和慢反射，只是在缺陷相当大或比较密集以及反射角度相当合适时，才有较高的缺陷检出率。在实际工作中发现射线检测对延迟裂纹的检出率较低，而超声波检测对横向裂纹不太敏感。因此对容易产生延迟裂纹和横向裂纹的钢种，应增加射线检测、超声波检测或射线检测和超声波检测相互复查的比例。

四、无损检测技术的应用

1.无损检测应与破坏性检测相结合

无损检测技术有很多优点，但本身还有是有一定的局限性，不能代替破坏性检测。在压力容器设备进行评价时，应将无损检测结果与破坏性检测结果（如爆破试验等）进行对比和验证，才能得出准确的判断。例如液化石油气钢瓶除了无损检测外还要进行爆破试验。评价焊

接接头质量除了要进行无损检测外还要切取试样进行力学性能分析，有时还要做金相和断口检验。

2.选择正确的检测时间

压力容器无损检测时，应根据检测目的，结合设备工况、材质和制造工艺的特点，正确选用无损检测实施时间。

3.综合应用各种无损检测方法

在无损检测中，必须认识到任何一种无损检测方法都不是万能的，每种方法都有自己的优点和缺点。因此，在无损检测中，如果可能，不要只采用一种无损检测方法，应尽可能多采用几种检测方法，

互相取长补短，取得更多的缺陷信息，从而对实际情况有更清晰的了解，以保证压力容器设备的安全长周期运行。

4.抽检部位和复检部位的确定

为了保证射线检测和超声波检测的抽检及复检的代表性和正确性，除了检验员特别指定的部位外，一般应选在最后组焊部位和T形

接头。“检规”中规定非圆形缺陷与相应的安全状况等级，主要包括未熔合、未焊透和夹渣。借助于射线检测可方便、准确地确定缺陷的性质和长度尺寸。但无法确定其自身高度，因此必须采用超声检测方法才能较好地解决“测高”问题。

五、结束语

当前国内无损检测技术存在的主要问题是：如何进一步提高无损检测技术的可靠性；如何用无损检测技术准确地确定材料和工件中存在缺陷的方位、性质及尺寸。利用先进的物理技术成果，促进自身的不断完善，使之由目前较粗糙的定性判断向定位、定性、定量判断方向发展；综合检测机构充分利用自身优势，发展壮大无损检测队伍。

参考文献

[1]李景辰，等，编.压力容器基础知识[M].北京：劳动人事出版社，1984.

[2]中华人民共和国行业标准：JB4730-1994 压力容器无损检测.