王晓爱
菏泽市产品检验检测研究院,山东 菏泽 274000
摘要:随着时代的不断进步,现代工业生产方式也有了很大的改变。压力容器作为现代工业生产中的关键设备之一,只有定期检测压 力容器,才能保证现代工业的安全生产。无损检测技术在检测过程中并不会对压力容器造成损伤,影响压力容器的正常工作。除此之外它还具有可视化程度高、操作时间短,检测结果较为精确等优势,因此加强对无损检测技术的研究是非常有必要的。
关键词:压力容器;检测;无损检测技术
1无损检测技术在压力容器检验中的重要性
压力容器作为一种特种设备中的承压设备,种类较多,应用广泛,尤其是在工业领域中的石油化工、机械加工等生产行业,其主要特点一是结构的复杂性,这一特点是为了适应不同行业的生产需要;二是设计的专业性,由于压力容器长期在高压、高温、高腐蚀性等极为恶劣的环境下运行,为了确保在安全与稳定的前提下实现其功能,压力容器在设计上具有较强的专业性。三是对其安全性要求较高,压力容器介质的易燃、腐蚀、剧毒等特点决定了压力容器存在较高的易爆风险,甚至会引发严重的安全事故,因此,在压力容器的制造规范和标准上具有较高的安全性要求。通过调查研究发现,焊接质量问题是压力容器安全事故的重要原因之一,因此,准确对压力容器焊缝质量进行监测和检测是保证压力容器安全运行的重要措施。无损检测技术是通过借助先进的仪器设备,在不影响被检测对象结构和性质的前提下,全面、准确、可靠地探测出压力容器表里是否存在缺陷的一项先进技术。当前的无损检测技术,简单概括来说主要有超声、射线、涡流、渗透、磁记忆、磁粉、超声相控阵等,这些技术各有特点,适用于不同的的检测需求。
2压力容器中无损检测技术的应用
2.1超声波检测技术
超声波是通过将声波发射出去,再收集回声波来进行分析,可以在接收器上提前设定被检测设备的声速和被检测设备的壁厚等数据,从而根据物理接收反射装置,将无缺陷的情况作为标准,就可以直接根据所产生的反射情况来判断压力容器内部的情况,这样比较方便,也可以提高检测技术工作的效率。而且这种检测方案与其他的检测方法相比较为精确,具有很高的检测比率,在压力容器内部的焊接缝一般分布比较密集,而且复杂难以检测,一般就会使用这种超声波的方法来进行无损检测,这样可以较为清晰地检测出缺陷所处的位置及缺陷的形状,可以定量地对缺陷进行测量,从而使检验人员能够精确地判断缺陷位置及缺陷情况并加以分析,得到定量的检测结果。
2.2射线透照技术
射线探伤法的原理是利用X或者Y射线,因射线的强度衰减会随着压力容器的内部结构发生改变,进而会影响胶片感光度,以此来分析压力容器是否存在缺陷。在压力容器检验中,该技术主要用于不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金等金属材料制受压原件对接焊接接头的检测,受投照角度的影响,该技术对内部缺陷检测直观,但对表面裂纹类的缺陷不具备较强的灵敏性。基于目前的应用实践,更加注重射线探伤机安全性方面,致力于减少其辐射及泄露等危害。
2.3磁粉检测技术
开展容器铁磁材料无损检测,若存在磁化损伤现象,此时附近磁力或者是材料表面磁力会发生变化。因其磁场不同程度的变化,所以会发生漏磁或变形现象,进而利用磁粉明确不同磁痕,并依据磁痕特征的准确分析,判断与确定容器表面及近表面缺陷。现阶段压力容器检测中依照磁化方式区分磁粉检测技术,具体包括轴向通电、磁轭以及旋转磁化等。分析磁粉检测技术作用,可实现对压力容器钢管表面、焊缝坡口表面、紧固件以及焊缝表面等位置的精准检测。
2.4渗透检测技术
渗透检测技术适用于压力容器表面检测,主要是通过渗透特性的应用达到精准检测的目的。具体检测期间,检测原理是在检测表面进行渗透剂的附着。若表面存在缺口缺陷,此时渗透剂会逐渐深入缺陷裂缝。
检测人员需要清除周围存在渗透现象的液体,借助显像剂精准体现裂缝。此方式对于表面开口裂缝有着较高的敏感度,但是在多孔材料检测中并不适用。与此同时,渗透检测技术可用于磁性、非磁性材料检测。若在压力容器具体检测期间,针对表面缺陷裂缝的检测在应用磁粉检测法后仍无法精准确定结果,可以借助渗透检测提升检测的精准度。
2.5声发射检测技术
在工业生产的过程中,压力容器会由于长期的使用以及温度、材料等多方面的影响出现锈蚀和开裂等问题。而材料在出现疲劳,且在生成裂纹前会出现一个应力集中的阶段,此时就可以使用声发射检测技术——声发射信号会在此时出现,并且随着时间的推进会变得越来越精准。因此该技术可以在高精度电子仪器的辅助配合之下达到对压力容器较长时间检测的效果,从而当压力容器一旦出现缺陷也能够及时发出警报。但是该检测技术的缺陷也比较明显,即刚开始信号微弱不容易被发现,且需要高精度电子仪器进行辅助配合。
2.6衍射时差法(TOFD)检测
TOFD检测技术是另外一种新型的检验检测技术,基于工作原理的不同,与传统的脉冲反射法相比,其无论是在缺陷的检出率还是检测精度方面,都具有显著优势。其一,TOFD检测技术是以衍射信号为依托,所以在检测缺陷时,它不受方向性或检测标的形状的影响;其二,在缺陷的呈现方面更为直观,它可以图像的形式清楚地将压力容器的缺陷表现出来,且可长久保存,信息量大;其三,可实现全自动或半自动的方式采集数据信息,受人为因素影响降低,检测的重复性好;其四,检测范围大,特别是厚度方面,一般来讲,TOFD检测方法可实现对大于12mm的工件对接接头的检测。
3无损检测技术在压力容器缺陷检测中的应用原则
在以上六种常见的无损检测技术中,渗透检测技术和磁粉检测技术都存在比较明显的缺陷处,在具体的定期检测的使用方向也比较明朗。因此在对压力容器进行无损检测技术的选择时,关注点应当在于声发射检测技术和超声波检测技术。这两种无损检测技术各有各的优势,比如超声波检测技术只要能够与检测面保持垂直,则回应声波的有效性就能够得到保证,但是对压力容器体积性的缺陷检测时却容易出现慢反射等现象,这对于检测结果的准确性是非常不利的。而声发射检测技术则恰恰与之相反。因此在实际的定期检测过程中,还需要考
虑多方面的因素,选择出恰当的无损检测方法进行检测。在选用无损检测时应该注意以下几点:一是选择正确合理的检测方式;二是根据检测材料的特点,比如材料、介质等,进行选择检测的方法;三是根据当时的环境,纵观整体,尽量选择多种方式,他们之间相互进行对比,得出最完整的结果。在以往的情况下,超声波检测可以应用在焊缝缺陷和锻件缺陷的检测上;X射线检测的方式适合应用于焊缝气孔、夹渣的体积上有缺陷的工件;而磁粉检测是最常用的方法,主要是针对焊缝表面的缺陷。不管是哪一种检测方法都有优点,同时也是存在着弊端,选择正确的方法,会达到较高的检出率。
4结语
综上所述,在压力容器检测过程中,经常要应用无损检测技术,随着发展的时间延续,压力容器与无损检测已经密不可分。无损检测技术对检测对象造成的影响较小,其应用价值已经得到了证明。在压力容器中使用无损检测可以有效地保证工件和设备的稳定,维护产品的质量,在一定的条件下,保障产品不会被破坏,让人身安全得到保障。无损检测技术含括的方法较多,如声学检测方法、光学检测方法等等,相关单位应该把握压力容器的特点,采用合适的检测方法对其进行检测。
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