李琪
烟台市特种设备检验研究院 山东 烟台 265500
摘要:压力容器用途广泛,在工业、民用等多部门或领域具有重要作用。现阶段,不少国家都加大对于压力容器检测工作的重视力度。作为一种无损的检测技术,超声波技术已被广泛的应用于检测行业中。文章简要结合超声波检测技术在压力检测容器中的应用进行一定研究。
关键词:超声波技术；锅炉压力容器；检测
1压力容器检测中超声波探伤技术的基本概述
无损检测技术作为压力容器实际检测工作的常见技术,其重要组成部分超声波探伤技术得到广泛应用,而且该技术具有的低成本、高精度等优势,在信息技术与时俱进的时代有着非常强的压力容器检测应用价值,未来将更具发展活力。
除此之外,在实际生产实践过程中,超声波探伤技术能够被广泛应用到日常检测工作,往往不再需要复杂的准备工序,能够从根本上提升工作质量水平，对提高检测的质量具有至关重要的影响作用。
2超声波检测技术在压力容器中应用影响缺陷定量定位的因素
2.1缺陷定位的影响因素
第一,仪器。一般来讲,在借助超声波技术进行检测的过程中,并不需要将仪器放在水平线上。但是在对压力容器进行检测的过程中,受到自然曲度的影响,易出现仪器水平线与现实存在出入的问题,这样的情况下,就会出现定位不良的问题。因此在实际的检测工作中,检测人员必须明确检测仪器的实际检测精度会随着缺陷定位情况的变化而发生变化。因此,检测人员在对水平刻度值进行调节的过程中,导致超声波检测仪器的水平刻度值发生一定变化。
第二,工件。工件对缺陷定位的影响主要会体现在:首先是工件表面的粗糙度以及工件自身的形式。如果工件表面的粗糙度较高,就会在一定程度上限制无损探伤检测结果的形成,进而出现耦合不良的情况。其次是工件自身的材质问题,由于超声波的波阻会受到介质的影响,所以因为介质不同,声阻的程度也会产生一定的差异。而压力容器的材质不同,超声波的声束也会相应的发生变化,进而导致检测的结果出现偏差。此外,工件自身的材质也会影响探头的形成,如果工件的材质存在质量问题,甚至可能会导致探头损坏,需要及时的采取有效的处理措施。
2.2缺陷定量的影响因素
第一,耦合及衰减。对于回波高参数来说,耦合层的厚度以及耦合剂自身的声阻抗都会影响最后的检测参数。因此,在校准灵敏度的时候,可以采取一些科学的手段对耦合的误差进行补偿,尽可能地减少定量的误差。
第二,操作人员。在使用超声波无损检测技术进行检测的过程中,不能忽视人的因素的影响。此外,针对不同种类的工件,在缺陷定位的问题上也需要及时的进行调整。
第三,仪器性能。超声波检测仪器的使用是否符合规范会对仪器性能的发挥产生十分重要的影响。尤其是在进行无损探伤操作的过程中,不仅需要考虑到耦合的因素,也需要考虑到人的因素的影响。另外,由于探头相对于其他部件来说,更容易磨损,所以必须定期对探头的状态进行检查,发现问题,及时更换,同时要注意探头的保养,进而有效地提升检测结果的准确度。
3检测分析
3.1常见的锅炉压力容器缺陷
（1）裂纹缺陷。是设备材料和焊缝中致命的缺陷,由于裂纹属于面积型缺陷,当超声波声束方向平行于裂纹方向时,基本没有回波产生。在实际的检测中,必须根据材料特性、焊接工艺,初步判断焊接过程中可能产生裂纹的方向,用不同的探头,在不同的材料表面进行扫查,才能发现存在的裂纹缺陷。
（2）焊接未熔合缺陷。
在焊接时若焊接金属与母材未充分熔合可能导致锅炉压力容器强度降低,在投入使用后,随着缺陷的扩展还会出现其他问题。焊接未熔合缺陷可能出现在锅炉压力容器任一采用了焊接工艺的地方,有根部未熔合、坡口未熔合、层间未熔合等状态。在通过超声波技术对锅炉压力容器未熔合缺陷进行检测时,可参考缺陷出现的位置对锅炉压力容器是否具备该缺陷进行判断,并采用合适的探头进行检测。
（3）未焊透缺陷。当借助超声波技术对锅炉压力容器是否存在该缺陷进行判断时,若锅炉压力容器的确存在该缺陷,那么回波速度往往很快,反射当量往往很大。
（4）气孔、夹渣等体积型缺陷。超声波探伤比较容易发现,但从不同的角度进行检测,回波信号有一定差异,发现比较弱的缺陷信号时,有经验的检测人员会调整扫查角度,进一步对缺陷做出准确判断。
3.2检测时存在的干扰因素分析
（1）常见的定位干扰因素:①数据读取偏差干扰,即在检测过程中因仪器存在问题,可能导致测得的数据出现偏差,使检测结果精准度下降,例如水平线性出现问题会影响检测人员对深度位置进行准确判断；②波束方向偏离干扰,即在检测过程中,因某些原因（如锅炉压力容器的材质）波束方向发生偏离,导致检测结果出现误差,不能准确反映出锅炉压力容器的缺陷位置及缺陷状态。
（2）常见的定性干扰因素:①耦合和衰减干扰,检测结果可能被耦合层厚度、耦合效果等因素影响,使最终检测结果出现误差,无法准确判断锅炉压力容器的缺陷情况；②性能干扰,超声波检测仪器结构复杂,当性能不佳时会导致检测结果不准,例如灵敏度较差会遗漏较小的缺陷,垂直线性出现问题会影响对缺陷尺寸的判断；③操作人员干扰,在检测过程中,操作人员的水平会对检测结果的精准度和检测速度产生直接影响,不同的操作人员对同一锅炉压力容器进行检测,也可能出现检测结果不同的情况；④工件干扰,被检测的工件,某些端角可能产生反射波,产生伪缺陷。
3.3检测的实践举例
（1）角焊缝的检测实践。常用的检测方法有:①采用双晶直探头对角焊缝是否存在未熔合缺陷进行检测；②采用斜探头对角焊缝是否存在未焊透缺陷进行检测。在获得检测波形后可移动探头,当角焊缝存在缺陷时,伴随半透移动波形图中的底波高度多不下降。检测时还需注意:①在同时采用双晶直探头与斜探头时,要综合考虑锅炉压力容器的实际情况,比如要考虑锅炉压力容器的大小、壁厚等因素,根据实际检测需要,来选择不同型号的探头；②为提高检测结果的精准性,可借助一次反射法跨距公式、三角定理来辅助确定探伤面,通过扫描线调节和灵敏度校验来降低某些干扰因素对检测结果的影响。
（2）内壁裂纹检测的实践。选用的是不同K值的斜探头,其存在明显差异,对锅炉压力容器内部裂纹的检测会出现不同的结果。检测时需注意:①在进行纵向缺陷检测时,要根据检测需要选择型号合适的探头做轴向或周向百分百扫查；②在进行环向缺陷检测时,可同时采用K值存在明显差异的斜探头来验证检测过程中的缺陷,从而提高检测结果的精准度；③还可采取前后、左右移动探头的做法来降低干扰因素影响。
（3）封头管板裂纹检测的实践。在实践过程中需注意:①合理控制扫描速度；②在检测前调整检测仪器的灵敏度；③扫查方式的选择。
4结语
鉴于超声波检测技术所具有的各项优势,相关企业应加大对该项技术的研究力度。要在对此项检测技术基本情况进行明确的基础上,结合压力容器检测特征,将超声波探伤技术科学运用到压力容器检测之中,实现节省检测成本及提高安全质量的目标,为企业获取到更大经济收益。
参考文献:
[1]孙若瑜,赵予龙.超声波探伤技术在锅炉压力容器检测中的应用[J].化工设计通讯,2016,4207:56-57.
[2]刘莹.超声波探伤技术在锅炉压力容器检测中的应用讨论[J].科技创新导报,2018,440（8）:127-128.