影响压力容器无损探伤检测的因素分析

影响压力容器无损探伤检测的因素分析
摘要：压力容器的自身不安全性确定了对其进行无损检测技术的重要性。

本文浅谈压力容器无损检测技术进行分析，探讨其无损探伤检测的影响因素。

关键词：压力容器；无损；探伤；检测；影响；因素
引言
由于压力容器的自身性质所决定，其在实际的操作过程中非常容易出现爆炸或者是泄漏等特大的安全事故，而在爆炸和泄漏的工程中也常常会引发火灾、中毒等危险性灾难，即便是不会出现严重的人员伤害，也有可能造成一定程度上的环境污染，因此对于压力容器的安全性有很高的技术要求。

一、无损探检测概述
（一）无损探伤检测的含义
以不损害待检测设备为前提，借助于各种专用检测设备和先进的检测技术，采用物理或者是化学的方法，对待检测设备的性质、结构、质量等方面进行全面的检测，从而发现待检测设备是否存问题，是否能够继续使用。

无损检测由于可不损害待检测设备，因此近年来得到了非常广泛的应用。

压力容器无损探伤有许多种方法，综合分析了各种检测法的特点，本文主要介绍超声波探伤检测法、射线探伤检测法、渗透探伤检测法以及磁粉探伤检测法，并介绍了对压力容器无损探伤具有较大影响的各种因素。

（二）无损检测技术的特点
无损检测技术特点主要包括三个方面的内容：首先是必须要跟破坏性检测充分的结合在一起，由于无损检测的最大特点就是不会对检测品造成伤害，但是这种技术跟破坏性检测技术相比并不会万能的，无法完全替代破坏性检测，因此需要实现两种检测技术的结合；第二就是正确选择无损检测的时间，这个时间必须要跟被检测压力容器的制造工艺、制材以及设备工况相结合；第三是要学会多种无损检测技术的综合运用，因为单一的检测技术并不能完全保证不会出现疏漏，必须要学会取长补短，实现多种无损检测技术在特点上的结合。

（三）压力容器无损检测方法的选择
现阶段，压力容器无损检测方法选择主要的争议在于射线检测以及超声波检测两种方法的选择方面。

射线检测以及超声波检测由于特点不同，都具有一定的局限性。

射线检测对于诸如气孔、夹渣等体积性的缺陷较为敏感，对于裂隙等虽然面积很大，但是厚度薄的面状缺陷的灵敏度较低。

在利用射线检测裂隙的过程中，必须要保持X 射线与缺陷方向一致，才能够检测出材料的缺陷。

如果射线的方向与缺陷所在平面垂直就极难发现缺陷。

而超声检测则对面状的缺陷敏感度较高,在一般的情况下，只要保证声束与材料的主平面保持垂直，就可以接收到足够的缺陷回波。

但是在测量体积性缺陷的情况下，超声波的波束会发生扩散和慢反射的现象。

所以在测量体积性缺陷时，只有在缺陷较大或者缺陷相对密集，波束的反射角度恰当的情况下才能够保证较高的缺陷检出率。

由此可见，压力容器无损检测方法的选择都应当结合压力容器缺陷的实际情况进行监测方案的选择。

除此之外可以发现于射线检测与超声波检测这两种方法互补，所以在实际的压力容器无损检测过程中对于容易产生延迟裂纹和横向裂纹的钢种，应当利用射线检测，并且应当进行两种检测方法的相互复查。

以保证无损检测的精确度。

二、压力容器的无损检测方法
（一）表面检测：表面检测方法是在球罐停产进行全面检验中首选的无损检测方法。

表面检测的部位为球罐的对接焊缝、角焊缝、工卡具拆除处的焊迹表面等。

铁磁性材料对接焊缝的表面一般采用磁粉检测方法，球罐的外部一般采用湿式黑磁粉检测，内部由于照明条件不好，通常采用荧光磁粉检测，角焊缝无法采用磁粉检测时可用渗透检测。

非铁磁性材料的表面采用渗透检测，压力容器的内部采用荧光渗透检测，压力容器的外部采用着色渗透检测。

根据多年的检验经验，球罐容易出现表面裂纹的部位主要有工卡具拆除处的焊迹表面、支柱角焊缝、安装时组装的最后一道环焊缝(一般为上极圈环焊缝)的外表面，介质液面部位的焊缝内表面。

（二）电磁涡流表面裂纹检测：焊缝表面裂纹的磁粉或渗透检测都需要将被检焊缝表面事先进行清洁处理，除去表面防腐层或污垢，因此不适合球罐的在线检测。

另外，球罐开罐100％焊缝内外表面的检测发现，80％以上的球罐无任何表面裂纹，即使发现表面裂纹的球罐，一般也是只存在几处表面裂纹，占焊缝总长的l％以下，因此大量的打磨一方面增加了球罐停产检验的时间和费用，另一方面也减小了球罐焊缝部位壳体的壁厚。

采用涡流技术可在不去除表面涂层的情况下来探测金属材料的表面裂纹，然而，常规涡流方法只适用于检测表面光滑母材上的裂纹，对焊缝上的裂纹却会因焊缝在高温熔合时产生的铁磁性变化和焊缝表面高低不平而出现杂乱无序的磁干扰而无法检测。

针对这些问题，人们研究出基于复平面分析的金属材料焊缝电磁涡流检测技术，在有防腐层时，也可用特殊的点式探头对焊缝表面进行快速扫描检测，而且提离效应对检测结果的影响很小。

基于复平面分析的电磁涡流表面裂纹检测仪器采用电流扰动磁敏探头的涡流检测技术来检测焊缝的表面裂纹，此方法允许焊缝表面较为粗糙或带有一定厚度的防腐层，因此可用于球罐运行过程中的焊缝外表面裂纹的快速检测，也可用于球罐停产时的全面检验。

这时可先采用该方法对焊缝进行快速检测，然后对可疑部位进行磁粉或渗透检测复验，以确定表面裂纹的具体部位和大小。

（三）超声检测：在用球罐的全面检验一般采用超声检测方法对对接焊缝进行抽查或100％检测，以发现焊缝内部可能出现的疲劳裂纹或已存在的焊接埋藏缺陷，对于不易打开的球罐也可从外部检测球罐焊缝的内表面裂纹，对于球罐外部有保温覆盖层的情况，也可从球罐的内部对焊缝外表面出现的裂纹进行检测，但超声检测方法一般只能发现lmm深5mm长以上的表面裂纹。

目前，对球罐的超声检测中直接发现焊缝内部产生的疲劳裂纹是很少见的，超声检测主要发现的还是球罐安装过程中漏检的气孔、夹渣、未熔合和未焊透等原始焊接缺陷。

超声检测方法的特点是可以较精确测出焊缝内缺陷的长度和自身高度，为缺陷的安全评定提供缺陷的几何尺寸数据。

新修订的JB 4730规定超声检测缺陷自身高度测量方法有缺陷端点衍射波法等精度达0.5～1mm。

三、影响压力容器无损探伤检测的因素
（一）检测人员的综合素质影响了检测结果
影响检测结果的关键因素之一包括检测人员的操作技能、知识水准、技术的高低等。

检测人员必须具备完整的探伤知识水准，要经过培训和考试才能持证上岗，工作态度要认真仔细，具有较高的责任心以及良好的健康状态。

（二）自身的局限性影响了检测结果
每一种检测方法所依据的原理不同，检测结果也具有了一定的局限性和自身的特点。

因此，对压力容器表面和近表面缺陷进行检测的方法是使用渗透和磁粉探伤，而对于压力容器内部缺陷的检测方法使用射线和超声波探伤。

根据压力容器出现的缺陷，采用合理的检测方法，避免检测方法的局限性。

并且设备的分辨率和灵敏度都会影响到检测结果。

同时，选材、设计、加工以及使用情况等都有可能影响到检测结果。

（三）环境影响了测量结果
在很多时候忽视了厂房和现场的偏差，厂房检测具有噪音小、温度适宜、时间充分等优点，要比现场检测效果好。

而现场监测具有噪音大。

对仪器和操作者都造成了影响，因此，在数据检测上，工作环境具有很大的干扰性。

（四）非人为因素影响了各种探伤
1）射线因为壁太厚导致了衰减，对缺陷尺寸的大小造成了影响，因此，容器壁厚、焊缝的厚度、设备灵敏度低以及底片质量等因素影响了射线探伤；
2）由于压力容器的材料、合金成分等具有各不相同差异，影响了声波传递。

而随着温度的变化，声速也发生着变化，造成了检测结果的偏离，而表面粗糙度会引起偶然和系统的误差，同时，附着物也会影响仪器探头和被测试件表面的直接接触。

这些因素影响了超声波探伤；
3）在现场检修的时候要用到渗透和磁粉的探伤。

一般有磁化电流、方法、磁粉、磁场强度以及磁悬液、工件表面和形状状态、缺陷的方向、性质和埋藏深度等影响因素。

在实际应用中，渗透时间、工件温度、缺陷特征、油污等因素影响了渗透检测。

由于渗透检测具有低效率的检测、清理慢的缺点，因此很少使用。

结语
压力容器无损检测方法具有各自的长处，为了确保安全，在实际的应用中要进行良好的互补，构建完整的检测体系，确保石油行业检测压力容器无损结果的可靠性和准确性。

因此对各种检测方法系统的运用，是具有很大的现实意义。

参考文献：
[1]韦保,王世强,龙晔. 浅谈压力容器无损检测新技术[J]. 科协论坛(下半月),2013,02:36-37.
[2]刘革林. 压力容器无损检测技术的应用[J]. 低碳世界,2013,09:301-302.。