论压力容器无损检测新技术的原理和应用 刘磊

发表时间:2021/7/12   来源:《基层建设》2021年第12期   作者:刘磊
[导读] 在压力容器工作的过程中,人们格外关注安全性问题,所以在实际的工作环节需要针对压力容器进行周期性的检测与维护,这样才可以确保整个锅炉处于稳定的、安全的运行状态之下

        甘肃省特种设备检验检测研究院  甘肃省兰州市  730050
        摘要:在压力容器工作的过程中,人们格外关注安全性问题,所以在实际的工作环节需要针对压力容器进行周期性的检测与维护,这样才可以确保整个锅炉处于稳定的、安全的运行状态之下。针对目前容器出现的各类质量问题,需要在容器出厂前进行检测,通过无损检测技术及时发现容器存在的缺陷,防止不良设备流入市场,引发安全事故,本文将介绍各类无损检测技术以及技术的应用原理。
        关键词:压力容器;无损检测


        引言
        通常锅炉压力容器的质量与锅炉质量息息相关,传统方式检测锅炉时往往出现一些问题,影响了锅炉的使用情况。因此在检测锅炉压力容器的过程中,可以借助无损检测技术,有效避免因缺陷而出现锅炉故障,有效优化锅炉质量。
        1无损检测技术类别与原理
        1.1磁记忆检测
        磁记忆检测不需要对构件进行专门的表面清理,构件在地磁场磁化,进行容器缺陷检测。在此过程中不需要专门进行构件退磁以及磁化工作,也不需要进行耦合。磁记忆检测技术在压力容器缺陷检测中拥有可靠性强、灵敏度高且可以快速完成检测工作的优点,应用在压力容器高应力集中部位,通过技术检测由此查看高应力集中部位是否存在故障,通过检测获得的数据,根据部位变形状况,分析损伤发展情况,判断损伤类型。在压力容器外表面检测中采用在线检测的方式,在磁器仪的配合下进行在线检测,完成压力容器故障判断工作。
        1.2激光无损检测
        激光无损检测技术应用在压力容器缺陷检测中,该技术随着我国科学水平的提高而不断完善发展,在压力容器无损检测中,激光无损检测得到合理的应用且应用范围也逐渐扩大。激光无损检测在压力容器缺陷检测方面具备单色性佳、方向性高、能量集中的优势,激光无损检测包含激光全息、激光超声与激光散斑等技术。激光无损检测技术应用时,需要了解不同技术的检测优势。激光全息能够通过缺陷部位形变量、外加载荷与其他部位不同特征,对压力容器的状态进行全面分析,由此发现压力容器结构内部是否具备不连续,完成缺陷判断工作;激光超声应用在外形复杂的压力容器中,对容器进行特性检测,激光超声在技术支撑下需要接触压力容器并进行检测,在检测期间因为消除压电换能器耦合剂对检测的干扰,使检测结果的精准性大幅度提高。激光超声技术在优化过程中与宽带检测技术相结合,通过光波波长完成超声位移测量工作,使测量结果更加可靠、精准,应用在远距离遥控接收工作中,完成压力容器在线检测工作并在检测期间消除空间障碍,使激光超声检测能够在高压高温的环境中依然检测压力容器的缺陷故障;激光散斑技术应用在压力容器缺陷检测中,通过对容器外部进行扫描检测,在容器有缺陷的部位会出现激光散斑图叠加与干涉条纹增加的情况,这样便能确定容器是否存在缺陷。但是激光无损检测技术也有着一定的短板,对物体表面有要求,所以在激光散斑技术应用中,检测人员必须具备良好的专业能力,达到物体表面检测要求,同时采用激光散斑技术需要支付昂贵的激光检测设备费用。
        1.3红外热波无损检测
        红外热波无损检测技术在压力容器缺陷检测中,通过反射红外热波图像与物体表面辐射转化为人眼可见的光波,观察相应图像确认压力容器是否存在质量问题,通过红外热波无损照射压力容器表面形成的图像,掌握物体信息并以此作为判断容器是否存在缺陷的依据。技术应用红外辐射原理,可以通过检测温度发生的变化,判定压容器表面是否存在缺陷,技术核心围绕缺陷类型与材质结构设置不同的热源,使用计算机进行全过程控制,利用红外热波采集检测数据并完成工件加热与检测信息的整理工作,相关工作进行中可以分为被动检测与主动检测两种方式。


通过外部热源加热工件获取工件,在不同时刻表面的温度信息,根据掌握的信息判断工件是否存在质量缺陷,这是主动检测技术应用在加压容器无损检测时的工作模式,其具备直观、高效、适用面广的优点;被动检测技术可结合工件温度,判断工件是否在内部存在质量问题,与主动检测技术相比被动检测技术没有进行大幅度改革,较为传统,应用在压力容器运行阶段的故障检测中。
        1.4超声相控阵技术
        超声相控阵技术使用换能器与耦合器接近压力容器材料,对被检测容器进行分析,作为一种多声速扫描成像技术,相控阵超声波器使用由多个芯片构成的多阵源换能器可以接收超声信号,对收集到的超声波数进行分析,其在使用期间能够灵活地完成聚焦与超声波数偏移的工作,使用非常灵便,所以得到无损检测行业的关注。超声相控阵技术拥有操作灵活、工作高效、无辐射、无污染、定位准确等优点,但是在使用过程中仍然存在一定的局限性,超声相控阵技术对被检测物体表面有较高的要求,粗糙程度必须达到规定标准,才能提高缺陷定位的准确度。
        1.5微波无损检测
        按照检测原理可以将微波无线检测技术分为透射波法与反射波法,微波无损检测技术在应用期间将电磁波照射压力容器上,通过透射波的振幅与反射波的振幅,对压力容器进行缺陷分析,判断容器表面是否存在气孔、裂缝、裂纹等质量缺陷问题。除此之外,还可以通过振幅数据确定分层媒介等信息,掌握复合材料内部的不均匀程度。微波无线检测技术可以通过微波带宽波长短、方向性好的优势,通过微波无线检测技术获取更加精准、可靠的扫描数据,确定压力容器的缺陷范围。另外,微波无损检测技术的仪器结构简单且体型较小,容易携带,不会对设备维护造成较高的成本。
        1.6声发射检测
        声发射检测技术应用在压力结构评估与完整性检测中,由于压力容器在使用期间容易受到外界压力、温度、介质等因素的干扰,使容器表面产生裂痕,在裂痕不断扩张的过程中,会发射出不同大小的声发射信号,通过相关信号可以判断容器表面裂缝的扩展程度,确定裂纹大小。使用声发射技术检测压力容器完成耐压试验,发现容器具备的缺陷,但是技术所用的设备在后期维修中需要支付昂贵的费用,同时检测期间容易受到很多干扰因素,从而增加工作的复杂程度。
        2无损检测技术的应用
        无损检测技术应用在压力容器生产验收与运行等各个阶段,借助技术完成压力容器的安全检测工作,可以选择不同类型的无损检测技术,针对技术自身持有的作用,检查压力容器对压力容器状态,通过压力容器缺陷检测及时发现压力容器存在的质量问题,将发现的安全隐患以检测报告的形式上交,对检测情况进行评估。压力容器检测工作进行期间需要充分考量被检测对象的使用条件、材料性质、用途与运行状态等参数,在此基础上选择无损检测技术,考虑无损检测技术的适用性与技术特征,确定物质检测技术,选择最恰当的一种技术,提高压力容器缺陷检测结果的可靠性,还可以使相关工作快速进行,为企业可持续发展提供保障。
        结束语
        总而言之,作为社会各界较为关注的热点之一,如果压力容器在使用过程中一旦发生失误,势必会造成压力容器内气体的泄漏从而引发爆炸等。通过无损检测技术的应用,可以及时直观地反映出压力容器缺陷问题,从而可以采取有效的方法及时地对缺陷进行处理,但即使如此,此技术仍存在不足之处,所以,还应不断地对此技术进行创新和完善,也只有这样才能更好地确保检测效果,有效的降低压力容器的检测成本,进而促进相关企业的长久稳定发展。
        参考文献:
        [1]张沛.锅炉压力容器检验中的问题及解决措施[J].中国设备工程,2020(03):162-163.
        [2]孟伟权.锅炉压力容器检验方法分析与研究[J].机电信息,2019(15):147-148.

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