对压力容器无损检测技术应用的思考

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摘要：在工业文明不断进步的同时，需要安全性、稳定性和质量更高的压力容器产品。而压力容器无损检测这种技术的特点是：使用普遍，对试件没有损坏，测试灵敏性较高。本文简单介绍了压力容器制造和定检过程中采用的射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测特点和选用原则。

关键词：压力容器；超声检测；射线检测：磁粉检测；渗透检测

中图分类号： TH49 文献标识码： A

压力容器广义上讲，它包括所有承受压力载荷的密闭容器，但我们通常指的是指《容规》所辖范围内的压力容器，因为这部分容器事故破坏性大，损失严重。所以压力容器比一般机械设备有更高的安全要求。检验是压力容器安全管理的重要环节。压力容器检验的目的就是防止压力容器发生失效事故，特别是预防危害最严重的破裂事故发生。因此，压力容器检验的实质就是失效的预测和预防。现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。作为一种综合性应用技术，无损检测技术经历了从无损探伤 (NDI)，到无损检测(NDT)，再到无损评价 (NDE)，并且向自动无损评价 (ANDE) 和定量无损评价 (QNDE)发展。

1、各种无损检测方法的特点和选用原则

无损检测在承压设备上应用时，主要有以下四个特点：

1.1 压力容器无损检测技术的应用

1.1.1在进行制造时的无损检测技术

（1）射线检测技术。由于射线检测技术能够准确地定位缺陷，因此，它非常适合用来检测压力容器的壳体。使用这种检测技术对缺陷进行检测的过程中，是有一些限制要求的，比如，钢的厚度保持在4～20cm范围内的时候，使用co60射线；钢的厚度小于或者等于8cm的时候，使用x射线。（2）表面上的检测。一般使用渗透和磁粉检测技术进行表面检测，这种检测技术非常适合于压力容器在制造过程当中的对接焊缝、角焊缝和钢板破口等地方的表面上的检测，还有锻件在进行加工之后表面上的检测。（3）超声波检测技术。由于超声波这种检测技术不能够准确地检测缺陷，而能够准确地定位裂纹缺陷，因此，它非常适合用来检测钢的厚度大于0.6cm的压力容器壳体。

1.1.2在使用时的无损检测技术

（1）常规红外热成像技术。如果压力容器的壳体发生局部温度过高的情况，就需要使用常规红外热成像技术进行检测。压力容器当中的高地应力聚集的位置在经受较长时期的负荷之后，或许会因为疲劳而发生损伤的情形，这样会使壳体的一些地方温度过高，导致压力容器的壳体显得比较薄弱。因此，应当使用常规红外热成像这种技术进行检测。（2）磁记忆检测技术.在压力容器当中的高地应力聚集的位置常常会出现疲劳损伤与应力的腐蚀而裂缝的情况，为保障压力容器不会中断使用，因此，对压力容器内的高地应力聚集位置进行检测的过程当中，可以使用磁记忆检测这种技术。它的检测原理为：运用磁记忆检测这种仪器对容器里面的焊缝实行排查，找到最高地应力聚集的位置之后，对这些位置实施检测，从而知道表面和内部的裂纹状况。

1.2 正确选择实施无损检测的时机。在进行承压设备无损检测时，应根据检测目的，结合设备工况、材质和制造工艺的特点，正确选择无损检测实施时机。例如，锻件的超声波探伤，一般安排在锻造完成且进行过粗加工后，钻孔、铣槽、精磨等最终机加工前。

1.3 正确选用最适当的无损检测方法。对于承压设备进行无损检测时，由于各种检测方法都具有一定的特点，不能适用于所有工件和所有缺陷，应根据实际情况，灵活地选择最合适的无损检测方法。例如，钢板的分层缺陷因其延展方向与板平行，就不适合射线检测而应选择超声波检测。

1.4 综合应用各种无损检测方法。在无损检测中，任何一种无损检测方法都不是万能的。因此，在无损检测中，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。例如，超声波对裂纹缺陷探测灵敏度较高，但定性不准；而射线对缺陷的定性比较准确，两者配合使用，就能保证检测结果可靠准确。各种无损检测方法都具有一定的特点和局限性，《承压设备无损检测》对无损检测方法的应用提出了一些原则性要求。应在遵循承压设备安全技术法规和相关产品标准及有关技术文件和图样规定的基础上，根据承压设备结构、材质、制造方法、介质、使用条件和失效模式，选择最合适的无损检测方法。射线和超声检测适用于检测承压设备的内部缺陷；磁粉检测适用于检测铁磁性材料制承压设备表面和近表面缺陷；渗透检侧适用于检测非多孔性金属材料和非金属材料制承压设备表面开口缺陷；涡流检测适用于检测导电金属材料制承压设备表面和近表面缺陷。凡铁磁性材料制作的承压设备和零部件，应优先采用磁粉检测方法检测表面或近表面缺陷，确因结构形状等原因不能采用磁粉检测时，方可采用渗透检测。当采用两种或两种以上的检测方法对承压设备的同一部位进行检测时，应符合各自的合格级别；如采用同种检测方法的不同检测工艺进行检测，当检测结果不一致时，应以危险度大的评定级别为准。重要承压设备对接焊接接头应尽量采用x射线源进行透照检测。确因厚度、几何尺寸或工作场地所限无法采用 x射线源时，也可采用 r 源进行射线透照。此时应尽可能采用高梯度噪声比(TI或T2)胶片：但对于抗拉强度大于 540MPa的高强度材料对接焊接接头则必须采用高梯度噪声比的胶片。

2、压力容器制造过程中的无损检测

压力容器制造过程中的无损检测主要是控制容器焊接质量。

( 一 ) 射线检测

射线检测方法适用于压力容器壳体或接管对接焊缝内部缺陷的检测，一般 x 射线探伤机适于检测的钢厚度小于等于 80mm，lr-192 检测厚度范围为 20 ～ 100mm，co―60检测厚度为 40 ～ 200mm。

( 二 ) 表面检测

磁粉或渗透方法通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。

( 三 ) 超声波检测

超声检测法适用于厚度大于 6mm 的压力容器壳体或大口径接管与壳体的对接焊缝内部缺陷的检测。

3、在用压力容器的无损检测

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的腐蚀、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。

( 一 ) 表面检测

表面检测的部位为压力容器的对接焊缝、角焊缝、焊疤部位和高强螺栓等。铁磁性材料一般采用磁粉法检测，非铁磁性材料采用渗透法检测。

( 二 ) 超声检测

超声检测法主要用于检测对接焊缝内部埋藏缺陷和压力容器焊缝内表面裂纹。超声法也用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。由于超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，而且与射线相比对人无伤害，因此在在用压力容器检验中得到广泛使用。

( 三 ) 射线检测

x 射线检测方法主要在现场用于板厚较小的压力容器对接焊缝内部埋藏缺陷的检测，对于人不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器通常采用 lr-192 或 Se-75 等同位素进行 Y射线照相。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验，以进一步确定这些缺陷的性质，为缺陷返修提供依据。

4、结语

无损检测这种技术具有综合性的特点，它的应用是非常广泛的。在使用压力容器的时候，需要按照有关的法规要求、设计的标准，以及材质的特性来选择和应用比较适合的检测技术，尤其是要重视检测的时间与检测的位置。只有如此，才能把缺陷检测得更加全面一些，从而保障压力容器能够安全地投入到实际应用中。

参考文献：

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[2]梁海滨.新无损检测技术在长输管道工程的应用及发展趋势[J].广东科技，2012（05）.

[3]任志强，侯波，何卫峰.无损检测在航空发动机质量监督的应用与发展[J].航空标准化与质量，2011（03）.