高大明

摘要：壓力容器是一種特殊的承壓設(shè)備，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)壓力容器的數(shù)量不斷增加。為了保證壓力容器的安全使用，定期檢驗(yàn)是一種有效的方法，由于檢驗(yàn)是安全保障過(guò)程的重要組成部分，因此在壓力容器定期檢驗(yàn)中應(yīng)重視無(wú)損檢測(cè)方法的研究，壓力容器的靜態(tài)檢查和動(dòng)態(tài)安全檢測(cè)可以提高壓力容器檢驗(yàn)的精度和可靠性。

關(guān)鍵詞：壓力容器;定期檢驗(yàn);探討

一、引言

壓力容器是承壓設(shè)備的重要組成部分，主要用于工業(yè)生產(chǎn)中的反應(yīng)、換熱、分離和儲(chǔ)存。根據(jù)壓力容器的使用環(huán)境、結(jié)構(gòu)、材料和介質(zhì)的特點(diǎn)，對(duì)壓力容器定期檢驗(yàn)采用不同的檢驗(yàn)檢測(cè)方法。通常以宏觀檢驗(yàn)、表面缺陷檢測(cè)、壁厚測(cè)定、安全附件檢驗(yàn)為主。必要時(shí)應(yīng)增加埋藏缺陷檢測(cè)、材料分析、密封緊固件檢驗(yàn)、強(qiáng)度校核、耐壓試驗(yàn)、泄漏試驗(yàn)等項(xiàng)目，檢測(cè)較危險(xiǎn)的表面裂紋缺陷和埋藏缺陷。采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，最大限度地檢測(cè)缺陷，提高壓力容器的使用安全性。

二、壓力容器常見(jiàn)故障及原因分析

壓力容器常見(jiàn)的缺陷包括氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和整體裂紋、腐蝕等等設(shè)備缺陷主要是由于制造過(guò)程中焊接工藝不完善或焊接工藝應(yīng)用不當(dāng)造成的。壓力容器本身結(jié)構(gòu)不合理，操作規(guī)程應(yīng)用不當(dāng)或受外部環(huán)境影響。

三、無(wú)損傷檢測(cè)技術(shù)在壓力容器檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1聲發(fā)射檢測(cè)

聲發(fā)射是通過(guò)接收和分析材料的音響發(fā)射信號(hào)來(lái)評(píng)價(jià)材料性能或結(jié)構(gòu)完整性的無(wú)損檢測(cè)方法。聲發(fā)射設(shè)備分為單聲道和多聲道，單通道聲發(fā)射設(shè)備主要用于材料的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。多通道聲發(fā)射設(shè)備主要用于實(shí)際測(cè)試。聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于壓力容器測(cè)試，根據(jù)被測(cè)對(duì)象、材料和信息類(lèi)型，合理選擇音響發(fā)射測(cè)量?jī)x，并對(duì)音響發(fā)射測(cè)量?jī)x進(jìn)行校對(duì)。這包括靈敏度校正。在傳感器安裝過(guò)程中，要合理選擇傳感器，使等待表面和測(cè)量的物體在測(cè)試過(guò)程中良好地結(jié)合在一起。應(yīng)事先模擬試驗(yàn)件的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)。這包括乘速、最大負(fù)荷、航跡時(shí)間等，要識(shí)別不同的噪聲源，如電子噪音、機(jī)械噪音等。為了不檢測(cè)出音響發(fā)射，音響發(fā)射測(cè)試結(jié)果的評(píng)價(jià)。根據(jù)NB/T47013-2015評(píng)價(jià)壓力容器聲發(fā)射結(jié)果，首先確定聲發(fā)射定位源的活動(dòng)水平和強(qiáng)度水平，并確定音響發(fā)射定位的整體水平，以管道式冷凝器為例進(jìn)行了聲發(fā)射測(cè)試。殼體類(lèi)型為Ⅰ類(lèi)，殼體材質(zhì)為Q345R，采用32頻道聲音發(fā)射機(jī)定期測(cè)試。試驗(yàn)采用單增壓工藝進(jìn)行。當(dāng)達(dá)到預(yù)定壓力時(shí)，沒(méi)有集中的聲發(fā)射源，水平能量低，其活動(dòng)水平被確定為中等，定位源的強(qiáng)度值比60dB小，強(qiáng)度等級(jí)確定為低強(qiáng)度，根據(jù)定位源的活動(dòng)等級(jí)和強(qiáng)度等級(jí)，定位源的整體等級(jí)為I。

3.2射線檢測(cè)

射線檢測(cè)是一種用X射線或者γ射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的檢測(cè)物體缺陷的方法。主要射線檢測(cè)設(shè)備包括X射線機(jī)、膠片、升降屏、圖像質(zhì)量指示器、膠片觀察、觀片燈、黑白密度計(jì)、等每臺(tái)設(shè)備應(yīng)形成曝光曲線，每年至少檢查一次，射線檢測(cè)技術(shù)在壓力容器檢測(cè)中的應(yīng)用。一般情況下，應(yīng)在壓力容器處于靜止和空載狀態(tài)時(shí)進(jìn)行射線檢查，并根據(jù)容器的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)正確選擇檢查設(shè)備。為確定漆膜的黑度值，黑度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。結(jié)合膠片上圖像的位置、尺寸、投影方式和焊接間隙形狀，確定壓力容器表面和內(nèi)部缺陷的位置。通過(guò)用放大鏡對(duì)壓力容器缺陷形狀的詳細(xì)特征進(jìn)行分析，掌握了壓力容器缺陷發(fā)生的規(guī)律，評(píng)價(jià)了防止再次發(fā)生的射線檢測(cè)結(jié)果，并且根據(jù)壓力容器缺陷圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)。如圓形缺陷、未焊透、未熔合、裂紋等。根據(jù)缺陷的性質(zhì)、大小、數(shù)量和密集型，將壓力容器焊接接頭的徑向薄膜分為等級(jí)，對(duì)壓力容器的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.3X射線數(shù)字成像

X射線數(shù)字成像檢測(cè)技術(shù)是利用輻射線源產(chǎn)生的輻射線，通過(guò)物體退化的輻射線的光子，經(jīng)平面探測(cè)器接收，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，通過(guò)光子傳輸?shù)綌?shù)字輻射圖像中。顯示數(shù)字圖像，數(shù)字圖像和膠片照片符合X射線透射原理，所有部件均由放射源的X射線透視檢測(cè)。圖像部分接收退化、吸收和散射的輻射光子。區(qū)別在于圖像組件接收到的信息的處理技術(shù)。數(shù)字圖像采用計(jì)算機(jī)軟件控制圖像的各個(gè)組成部分，實(shí)現(xiàn)輻射光子從數(shù)字信號(hào)到數(shù)字圖像的轉(zhuǎn)換過(guò)程，最后在顯示器上觀察圖像。主要裝備包括輻射源、平板探測(cè)器、計(jì)算機(jī)和操作處理系統(tǒng)。X射線數(shù)字圖像制作技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)，由于圖像制作速度快，不需要膠片，因此可以去除顯影膠片的一部分，節(jié)省膠片和時(shí)間，圖像質(zhì)量高，局部放大，易于觀察，圖像存儲(chǔ)，傳輸方便，應(yīng)用前景廣闊。它將在今后的壓力容器檢測(cè)中發(fā)揮重要作用，但也存在設(shè)備制造成本高、平板探測(cè)器易脫落、易損壞、操作人員少等缺點(diǎn)，影響了X射線數(shù)字成像技術(shù)的普及，特別是設(shè)備的價(jià)格要盡量降低，以便中小型用戶能夠接受。

3.4衍射時(shí)差超聲檢測(cè)

衍射時(shí)差超聲檢測(cè)技術(shù)是將低碳素鋼或低合金鋼的時(shí)差連射超聲波檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于壓力容器的探頭發(fā)射的超聲波和反射的連射波檢測(cè)。缺陷團(tuán)對(duì)壓力容器進(jìn)行無(wú)損傷檢測(cè)，具有較高的精密度和可靠性。根據(jù)待檢壓力容器合理確定試驗(yàn)區(qū)域，確定超聲波設(shè)備的試驗(yàn)方案，合理選擇探頭。選擇適當(dāng)?shù)膾呙璺椒ǎ浞挚紤]音速入射點(diǎn)的偏角和聚合口，采用深度測(cè)量方法，確保測(cè)試的精度和可靠性。工件焊條表面要進(jìn)行光澤處理，焊條表面的隆起和凹凸要均勻地拋光，過(guò)渡處要平整。對(duì)于長(zhǎng)度較大的焊條，可以用分段掃描法進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)接合寬度要大于20mm。這樣可以對(duì)整個(gè)測(cè)試區(qū)域進(jìn)行缺陷評(píng)估。TDOA衍射超聲波測(cè)試結(jié)果顯示為影像。因此，在分析圖像之前，首先要確認(rèn)圖像的有效性，區(qū)分相關(guān)顯示和非相關(guān)顯示，在存在不確定性的情況下，為了獲得更多的信息，需要重新進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)試人員要熟練使用測(cè)試設(shè)備，掌握典型的連射時(shí)差超聲波測(cè)試圖像，根據(jù)測(cè)試圖像正確判斷壓力容器缺陷。

四、試論無(wú)損檢測(cè)方法的使用

任何壓力容器都有缺陷，無(wú)損檢測(cè)的目的是檢測(cè)可能影響被測(cè)物體使用的安全表面缺陷或內(nèi)部埋藏缺陷，并對(duì)缺陷進(jìn)行定性和定量分析，判斷缺陷的危害性?；顒?dòng)缺陷在壓力容器中是最危險(xiǎn)的，要盡快檢測(cè)和排除。壓力容器定期檢查一般包括設(shè)備停運(yùn)、容器內(nèi)部清洗，確保檢查員安全進(jìn)入容器進(jìn)行檢查。由于壓力容器停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、人力物力成本高的問(wèn)題，聲發(fā)射測(cè)試技術(shù)可以在壓力容器的特定工作狀態(tài)下進(jìn)行，壓力容器內(nèi)部或表面活性缺陷的強(qiáng)度和一般位置可以確定，壓力試驗(yàn)期間也可以確定。聲發(fā)射是一種對(duì)壓力容器線性缺陷敏感的動(dòng)態(tài)測(cè)試方法，它可以測(cè)量壓力容器結(jié)構(gòu)在應(yīng)力狀態(tài)下的缺陷狀態(tài)，并根據(jù)負(fù)荷、時(shí)間、溫度提供實(shí)時(shí)缺陷信息。利用接收到的聲發(fā)射信號(hào)，對(duì)壓力容器進(jìn)行動(dòng)態(tài)安全性測(cè)試和監(jiān)測(cè)，可以進(jìn)行完整性評(píng)價(jià)和預(yù)防故障。但由于缺陷的量化和表征比較困難，在聲發(fā)射檢測(cè)過(guò)程中，需要對(duì)盲區(qū)和問(wèn)題區(qū)域進(jìn)行復(fù)檢。利用X射線、超聲波等檢測(cè)手段，結(jié)合新的影像技術(shù)和電腦技術(shù)，聲發(fā)射檢測(cè)很難檢測(cè)出非活動(dòng)缺陷，提高檢測(cè)結(jié)果的直觀性和可靠性。因此，壓力容器不能連續(xù)使用兩次。

五、結(jié)束語(yǔ)

正如上面所說(shuō)，使用壓力容器是有危險(xiǎn)的。聲發(fā)射技術(shù)、X射線數(shù)字成像檢測(cè)技術(shù)、衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)技術(shù)同時(shí)應(yīng)用于壓力容器檢測(cè)，識(shí)別和分析壓力容器缺陷，可以提高壓力容器檢測(cè)的效率和檢出率。結(jié)合最新的測(cè)試技術(shù)，對(duì)不同的測(cè)試方法進(jìn)行了比較和測(cè)試，提高了壓力容器檢測(cè)的精度和可靠性。

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