无损检测技术在承压类特种设备检验中的应用

发表时间:2020/8/28   来源:《科学与技术》2020年第9期   作者: 林琦
[导读] 随着我国经济建设的快速发展,特种压力设备已广泛应用于石油石化行业。

         摘 要:随着我国经济建设的快速发展,特种压力设备已广泛应用于石油石化行业。其性能的安全稳定直接关系到企业的经济效益、社会效益和生态效益。目前,无损检测技术广泛应用于承压设备的检测,但在我国,这项技术的应用还受到技术和操作人员的限制。本文在深入探讨无损检测技术在特种承压设备检测中应用的基础上,结合各种技术特点的优势,阐述了无损检测技术的原理和分类,为有效避免各类事故的发生,确保人民生命财产安全。
         关键词:无损检测技术;承压类;特种设备;检验
        
         承压类特种设备指在生产过程中输送高温高压、低温低压或者有毒有害介质的设备,其稳定性和安全性至关重要,一旦承压类特种设备在使用中出现问题,将会引发非常严重的安全事故,给人们的生命及财产安全造成威胁。 考虑到承压类特种设备承载介质的特殊性,在对其进行检测时,应该采用无损检测技术(NDT),避免检测过程中对设备的固有特性产生破坏,提升检测结果的准确性和有效性。
         一、NDT 概述和重要性
         1.1NDT概述
         NDT,属于检测技术的一种,突出特点是“无损”,可以在不损坏被检测对象、不影响其性能的前提下,借助相应的物化手段,配合现代化设备,针对被检测对象内部缺陷引发的声、光、电、热等现象进行分析,以此来判断被检测对象的表面形态、内部结构、运行状态等,对可能存在的缺陷的类型、性质、形状、位置等信息进行确定。NDT 的发展和应用能够 直观 地反 映 一 个 国家的工业发展水平。 比较常见的 NDT 包括射线检测、超声检测、磁粉检测、涡流检测等。 NDT 的发展经过了 3 个阶段:(1)无损探伤,通过相应的检测技术发现缺陷。(2)无损检测,对设备结构存在的缺陷、结构、状态等进行探测。(3)无损评价,评价缺陷的有无、属性、位置、大小以及缺陷对设备的综合性指标的影响程度等。NDT 具备4 个显著特点:(1)非破坏性,NDT 在得到检测结果的同时,不会给被检测对象造成任何破坏,能够保证被检测对象结构与性能的完整性。(2)互容性,NDT 有很强的互容性,对于同一个被检测对象,可以采用多种方法进行检测,不同方法得到的检测结果能够互相验证。 (3)动态性,NDT 能够对正在使用中的设备进行检验,分析运行时间带来的累计影响,对结构失效机理进行分析。(4)严格性,NDT在应用中有非常严格的要求,需要用到专业的仪器设备,且检验人员必须经过专业训练,依照相应的规范和标准进行操作。
         1.2承压特种设备无损检测的重要性
         在传统的承压类特种设备中,它们的检测会损坏设备,已经被各个企业淘汰使用。无损检测技术主要的特点就是不会对承压类设备造成损坏,而是凭借先进的技术手段以及辅助器材对该类型设备进行表面和内部的检测,防止出现危害性较大的故障,保障它们在运转时能够正常使用,为工作人员提供一个安全的环境。
         二、承压类特种设备检验中的无损检测技术
         2.1 渗透探伤技术
         渗透探伤技术主要利用有色渗透液进行如高温高压设备等承压类特种设备缺陷的探测,具体应用时,先将相应液体渗透在承压类特种设备缺陷处,清除多余液体后用显像剂使被检测设备表面缺陷显示出来。在应用此检测技术的过程中,检测人员必须保证渗透剂和压力容器试块选择的合理性,全面掌握操作工艺,确保承压类特种设备渗透探伤实效的发挥。根据实践经验,渗透探伤技术成本低廉,对被检测设备表面缺陷反映直观,探伤灵敏度高,探测范围易控制,较为适用于结构复杂的特种设备检验,但是其仅适用于承压类设备表面损伤和开口缺陷的检测,对于疏松多孔设备材料并不适用,而且会造成一定的环境污染。


         2.2 射线探伤技术
         射线探伤技术主要通过X射线和Y射线全面探测承压类特种设备缺陷,其对于压力容器、压力管道、大型锅炉等承压类特种设备表面潜在的裂纹、密集气孔、铸件气孔、夹杂(渣)外部缺陷和内部工件缺陷都能进行精准无误的检测和判别。该技术存在十分明显的X射线厚度差,纵使细微的缺陷,也能通过直观图像精准检测和反映,并能同步计算出缺陷部位的长度、宽度等尺寸数据。但该技术对操作人员存在一定的辐射伤害。
         2.3 超声波探伤技术
         该技术主要借助超声波在介质中传播所表现出的传播衰减特性进行承压类特种设备缺陷的检测,超声波能够穿透很厚的钢板和焊缝,在承压类特种设备检验中应用优势明显。该技术还可用于碳钢、管材、压力容器锻件、高压螺栓缺陷、大型箱壳体等内部缺陷和未焊透、裂纹等缺陷的精准探测,技术指向性、穿透力和探测速度都非常高,经济适用性强,且该技术不会造成操作人员辐射伤害,在承压类特种设备检验方面应用率较高。
         三、承压类特种设备无损检测的控制要点
         3.1 加强对设备试件结构和材质的保护
         无损检测技术最大的优势在于对承压类特种设备试件结构和材质的非破坏性,但是为了最大化发挥其技术性能,操作人员通常要在检测前全面了解被检测特种设备的试件结构、材质等,对于某些特殊材质的承压类设备此方法并不适用,只能依靠传统的破坏性检测技术才能达到检测效果。总之,对于任何承压类特种设备,必须先进行无损检测和破坏性检测试验结果的对比,进而选择更有利于保护设备试件结构和材质的检测技术。
         3.2 无损检测技术的科学选择
         由于每种无损检测技术的适用范围、技术原理不同,所以在对承压类特种设备进行无损检测后得到的检测结果不尽相同,要想提升检测结果的精度,操作人员必须根据实际,选择恰当的检测技术,如对承压类特种设备钢板材料的分层方向延伸与板体平行缺陷,应尽可能采用超声波探伤技术,射线探伤技术并不适用。
         3.3 无损检测时间的合理确定
         在进行承压类特种设备无损检测时,应根据检测目的、检测材料和预先设定的检测结果,保证检测时间符合基准规范的要求,如某承压类特种设备材料表现出一定的裂纹延迟倾向,依据检黄小辉等 无损检测技术在承压类特种设备检验中的应用测要求,该设备必须将再次检测时间安排在焊接后的24h内。通常情况下,承压类特种设备的检测时间应从材料热处理之后开始计算。在具体的无损检测技术选择过程中,通常以设备材质和厚度为主要依据,辅之以压力安全系数,碳钢检测通常采用磁粉技术,不锈钢及其它厚度较大的构件一般采用超声波技术。
         3.4 多种无损检测技术的综合应用
         当前我国无损检测技术在承压类特种设备检验中的应用日益广泛,但与国际化标准相比仍存在较大差距,为保证检测过程的科学性及检测结果的合理性,必须结合待检测设备实际情况,综合运用多种无损检测技术,充分利用各项技术的探测功能提高检测精度,如超声波探伤检测技术在裂纹缺陷检验方面灵敏度较高,检测厚度大,速度快,经济性好,对人体无辐射伤害,但其对缺陷的显示不直观,技术难度大,结果不易保存,精确度也不及射线探伤技术,故可以考虑将两者有效结合,提升检测效果。
         结语:
         总而言之,在科学技术飞速发展的背景下,NDT在承压类特种设备检测中的应用变得越发广泛,具备全面性、可靠性、便捷性、非破坏性等优势,能够保证检测结果的有效性,帮助使用方更好地掌握承压类特种设备的运行情况和使用安全等级,及时发现设备存在的缺陷和问题,并采取有效措施对存在的问题进行解决,提高 NDT 在承压类特种设备检验中的应用效率。
         参考文献:
         [1]王守国.无损检测技术在承压类特种设备检验中的应用[J].检验检疫学刊,2020,30(03):119-121.
        
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