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激光无损检测技术应用于压力容器检测中

发表时间：2020/8/11 来源：《基层建设》2020年第10期作者：杨志

[导读] 摘要：本文对激光无损检测技术应用于压力容器检测中的相关问题进行了探讨，文章从阐述无损检测技术相关概念入手，进一步分析了激光无损检测技术的操作要点，最后提出了借助激光无损检测技术提升压力容器检测效率的综合措施。

        包头市特种设备检验所内蒙古包头 014030
        摘要：本文对激光无损检测技术应用于压力容器检测中的相关问题进行了探讨，文章从阐述无损检测技术相关概念入手，进一步分析了激光无损检测技术的操作要点，最后提出了借助激光无损检测技术提升压力容器检测效率的综合措施。
        关键词：激光无损检测技术；压力容器检测；概念；操作要点；综合措施
        前言
        压力容器作为油气公司长期发展运营中不可缺少的基础设备类型，其性能高低、质量如何会直接影响油气生产与运输的安全性，因此相关企业必须对压力容器做科学的检测，以此判断其有无故障问题。借助激光无损检测技术，要做好激光扫描前的表面准备工作、正式扫描、数据的后续处理、数据的存储等工作，确保检测质量。
        1.无损检测技术概述
        1.1无损检测技术的定义
        随着科技的飞速发展，许多新型的科学技术、科学材料相继问世，面向广大民众，目前我国及全世界的科学技术跨越式发展之一标志就是无损检测技术的发明。无损检测技术，顾名思义，就是利用专业性很高的仪器或者设备，开展无损形式的检验。无损检测技术不仅能够减少传统的检测方法对于被检物和本身的破坏，并且能够很大程度地提高设备检验的精度，这也成了无损检验技术的最大特点。传统的复合性材料逐渐地被耐高温、耐高压的新型材料所代替，这也无形中加大了企业的生产成本。因此，检测精度高、不会对被检测容器内部造成破坏的无损检测技术应运而生，该技术在保证原设备的完整性下进行检测，一旦检测出问题就可以马上采取措施并进行改正。无损检测技术也分为几种不同的检测方法，在进行无损检测技术分析时，要根据设备的不同选取不同的检测方法。
        1.2激光无损检测技术的定义
        激光无损检测技术指的是在不损害或不影响被检测对象的物理、化学性能以及内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。激光扫描是一种高分辨率的视觉检查过程，因此可以获取扫描仪视野范围内的所有数据。应当注意的是，激光扫描技术是完全不同于射线照相或超声波检测技术的一种无损检测新技术，后两者是可以与激光扫描技术形成互补的两种传统和经典的无损检测技术。

        图1利用激光无损检测技术检测压力容器实图
        1.3激光扫描仪
        在利用激光无损检测技术对压力容器进行检测时，检查人员只需要配备一个便携式手持激光扫描仪就可以在一些复杂管道支架或类似结构下，创建出详细的三维表面图像。手持式激光扫描仪的操作原理是通过三角测量创建三维图像。激光束从扫描仪投射到物体上，传感器测量到物体表面的距离，数据是根据内部坐标系进行收集的；要在扫描仪运动的地方收集数据，必须确定扫描仪相对于表面的位置；而位置则一般是由扫描仪利用被扫描表面的参考特征(反射目标)来确定的。
        2.激光无损检测技术的操作要点
        2.1激光扫描前的表面准备工作
        就像其他的目测检查方法一样，在激光扫描之前进行一些适当的表面处理是必不可少的。所谓的适当表面处理包括仔细清洁并去除待检查样品表面的任何涂层、锈迹和其他视觉障碍物。
        2.2利用激光扫描仪对压力容器进行扫描
        借助手持激光扫描仪对压力容器进行检测，可以提升检测效率，这也使得许多具有前瞻性思维和创新精神的油气公司通过接受这种新兴检测服务而获益。在典型的材料评估过程中，一旦完成对管道或其他结构的扫描，就会从现场引入3D数据，然后在详细报告中对其进行分析和传输。几分钟之内，工程师就可以据此进一步指导维护人员或涂层人员进行必要的补救工作，其最终结果就是管道的所有者通过减少停机时间和最小化生产损失来节省了大量的潜在成本。
        2.3数据的生成
        高清扫描仪可以通过激光轮廓测量法（精确到0.05毫米）来生成三维数据，在连续的三角测量和距离测量后，会形成具有曲面的多边形平面（多边形网格），而数以千计的这些小平面最终被组合在一起，以提供被检测对象的腐蚀特征的详细三维模型。这种测量法可以进行完美的缩放，以更好地呈现出样品的真实几何形状，生成的3D图像的真实性使得技术人员可以很轻易地观察所有的表面缺陷。
        2.4数据的后续处理
        对三维数据进行进一步的后处理，可以得到丰富多彩的腐蚀图像，图像信息包括详细的壁厚损失数据、腐蚀特征尺寸、体积损失数据、截面剖面等，这些信息都可以转换成能被随时查询的文件格式。
        2.5数据的存储与重复使用
        由于激光检测技术特有的灵活性和可重复性，3D激光扫描生成的数据对于产品工程师和工厂技术人员来说都是非常宝贵的。这些数据还可以进行存储和重复使用，以便将来进行比较，并且可以将其更改为所需要的存储格式，以便导入或用于数值建模等，使其更加适合服务评估和计算。因此，它也可以被其他地方的远程技术顾问、同事和其他专家共享，大家“协同”实时查看和审核这些数据。
        3.借助激光无损检测技术提升压力容器检测效率的综合措施
        3.1改进生产工艺
        激光无损检测方法被应用在压力容器的生产制造的各个环节中，能及时的检测出各阶段工艺产生的缺陷，并分析判断缺陷出现的原因，制定出针对性的改善措施，从根源上解决生产工艺带来的缺陷，从而推进压力容器生产水平的全面提升。
        3.2提高产品质量
        在压力容器生产的过程中，激光无损检测技术能在各个环节检测出产品的缺陷，及时发现每一道工序中的不合格产品或存在的缺陷，对缺陷产品及时返修，不合格产品及时淘汰，避免有问题的产品进入下一道工序，保证了下一道工序产品的质量，提高了压力容器最终产品的合格率，同时也提升了它的质量。
        3.3降低生产成本
        激光无损检测在压力容器的生产制造过程中，可以及时检测出材料或部件是否存在缺陷或存在不合格，并及时清理不合格部件，保证后续加工产品的高质量，避免有缺陷或不合格产品在后期使用过程中出现问题，造成人力财力的极大浪费，不仅使得压力容器的产品质量得到了保障，而且还降低了它的生产成本。
        结语
        综上所述，加强对激光无损检测技术应用于压力容器检测中的相关问题的探讨，意义重大。相关工作人员需要明确激光无损检测技术的定义与激光扫描仪的特征，在此基础上对借助激光无损检测技术提升压力容器检测效率的综合措施展开研究，改进生产工艺，提高产品质量，降低生产成本。
        参考文献
        [1]侯巍.无损检测技术应用于锅炉压力容器检验的技术分析[J].中华民居（下旬刊），2013（05）：178-179.