锅炉压力容器的无损检测技术要点分析

引盲
压力 容器 承受 着低 温 、 高温 、 腐蚀、 易爆 等 介质 的高压 力 ， 是具 有爆 炸危 险 的承压设 备 ， 当发生 泄露 、 爆炸 时会 并发环 境污染 、 中毒 、 火灾 等事故 ， 严重威 胁 人 们的 财产 、 生 命安 全 。 因此 ， 对锅 炉压 力容 器进 行定 期检 修 、 实 时监控 是保 障 其 安全的 关键 措施 。 无损 检测 技术 可对 工程材 料 、 零部 件等 的表面 缺陷 、 内部 结 构进行探测 ， 鉴别、 判断出现的缺陷问题 ， 为措施实施提供可靠依据， 在压力容 器 制造 、 定期 检验 及维 修 中广 泛应 用 。 １无 损 检测 技 术及 选 用原 则 无损 检 测技 术 指的 是在 确保 被检 测对 象 使 用性 能不 被影 响 、 损 害 的基 础 上， 利用物体的电磁、 光、 声等原理技术检测设备、 零件、 材料的物理 、 化学、 缺陷 等 参数 的技 术 。 在 无损检 测 技术检 测对 象 的过程 中 ， 需要 严格 按照对 象 的产 品 标准、 技术 规格 ， 依据 其 使用环 境 、 材质、 设 计图 纸等参 数 ， 采用 最佳 技术 。 比较 于传 统检 测技 术 ， 无损检 钡 ４ 技 术具有 非破 坏性 、 可靠 陛、 全面性 、 全 程性等 特点 ， 提 高 了检 测效率 ， 为压 力 容 器的 安全 运行 提供 了有 力保 障 。 各种 无损检 测技 术的选 用原则 ： （ １ ） 无 损检测应 与破 坏性 检测相结 合 。 无损 检测 可 以在 不损伤 材 料 、 工件和结 构 的前提 下开展 检测 ， 但是需 要注意 的是 ， 无 损检 测技 术不 能代替 破坏性 检测 。 （ ２ ） 正确 选用 实施无 损检 测的时 机。 在进行 承 压设 备 无损 检测 时 ， 应根 据检 测 目的 ， 结 合设 备工 况 、 结构 、 材 质和 制造 工艺 的 特点， 正 确选 用 无损检 测 实施 时机 。 （ ３ ） 正确 选用 最适 当的 无损 检 测方法 。 对 于 承压 设备 进 行无 损检 测时 ， 由于各 种检 测方法 都具 有一 定 的特点 ， 不能 适用于
［ 摘 要］ 无论 是 在工 业 还 是 民用生 活方 面 ， 压 力容 器 的使 用越 来 越广 泛 ， 但 是 由于压 力容 器 本 身具有 一 定 的危 险 因素 ， 所 以需 要对压 力 容 器进 行 定期 的检 验。 目前 锅炉压 力 容器 的无损检 测 技术 的 应用 ， 能够有 效 的 减少和 避免 压 力容 器事 故 的发生 。 ［ 关键 词 压 力 容器 无 损检 测 ， 技术 要 点 中图分 类号 ： ＴＧ１ １ ５ ． ２ ８ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ － ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） Ｏ ８ — ０ ｏ ８ ７ 一 Ｏ ｌ
工 业 技 术
Ｃ ｈｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ 压 力 容 器 的无 损检 测 技 术 要 点分 析
涂德 强
（ 四川 科 新机 电股 份 有 限公 司 四川 ６ １ ８ ４ ０ ０ ）
２ ． １ 超声 无损 检测 技术
作为一 种机械 波 ， 其超声 无损检 测所使 用 的超声波 一般 为１ ． ２ ＂ ３ ． ５ ＭＨｚ ， 具 有检 测快 、 穿透 力强 等特 点。 在 压力容 器检 测 中， 超声 无损 技术是 常采 用的检 测 方式， 且 较多 使 用于定 位 、 检 测纵 向缺 陷 。 例如 ， 在压 力容 器 的无缝 钢管 纵 向缺 陷检测中， 超声波从工件表面沿周向以倾斜角度射人 ， 从而在管壁内以锯齿形 的路 线传播 。 而 对无 缝钢管 进行横 向缺 陷检测 过程 中 ， 波 束沿轴 向倾斜 入射 ， 从 而 以锯齿 形的路 线传播 。 在 具体检 测 中 ， 荧光 屏上对 回波 高度进 行显示 ， 呈现 出 回波 路径 ， 并标 出距离一 波 幅曲线 ， 与对 比试块 的人工 缺陷 回波 相对 比 ， 判 断无 缝钢 管 的合 格度 。 超 声 波检测 通 常适用 于 ： 锻 件缺 陷检 测 ， 锻 件 内的缺 陷通 常呈 现为 线条型 或面 积型 ， 因超 声波检 测 技术对 于 面积 型缺 陷具有 良好 的适 用性 ， 所 以锻件是 超声 检测 的主要 对象 ， 焊 缝缺 陷检测 ， 超声检 测 能检测 出焊缝 中存在 的未 熔合 、 气 孔、 未 焊透 、 夹渣、 裂纹等 基本焊 缝缺 陷 问题 ； 铸件 缺陷检 测 ， 采用超 声波对 铸 件检 测过程 中超声 波可 能会受 到杂 波的 不同干扰 ， 因此其 此种方 法通 常在铸件 缺 陷检 测较 低 的情 况下 使用 。 ２ ． ２ 磁 粉 无损检 测 技术 磁粉检 测方 法 ， 还可称 为磁 粉探 伤法 ， 其是 一种 通过 磁性 材料 的磁 化性 能 进行 材料检 测 的方法 ， 具 备较 高的检 测灵 敏度 。 磁粉检 测方 法的 工作原理 为 ： 在 检 测过程 中 ， 被磁 化 的磁 性工件 材料 ， 其工 件表 面形 成的磁 力 线 因不连 续缺 陷 存在 的 影响 会出 现局 部畸变 ， 由此形 成漏 磁场 ； 此 时漏磁 场 会吸 附工件 表面 的 磁粉 ， 在恰 当光照 条件 下便 能发现磁 痕 ， 由此便 能检测 出工件 表面 的缺陷 位置 、 形状 、 严 重 程度 及 大小 状 况等 。 磁 粉检 测方法 的优 点有 ： 检测过程 中不 受工件 大小 、 形状 等条件 的影 响 ； 具 有 较高 的灵敏 度 ， 通 常其 能检 测 出的裂 纹宽 度最小 可达 到微 米级 ， 长度 最低可 达０ ． ｉ ｍｍ， 可 明确显示 工 件 缺陷 的位置 、 形状、 大小 等信 息 ， 在数 据分 析基 础上 可进 一步 判 定缺 陷性质 ； 工 艺流程 简 单 ， 具 有较 高 的检测 效率 及较 低 的检测 成 本。 其缺 点有 ： 当探 测深度 只有 ｌ ￣ ２ ｍｍ时 ， 仅能检 测 出工件 近 表面和表 面 表面缺 陷， 难 以判定缺 陷 的埋深与 高度 ， 对 检测工 件要 求较高 的表面 条件 ． 不宜存 在油 脂或附属黏浊物等 ， 仅能对铁磁 陛材料进行检测， 且并非所有的铁磁性材料均 可检 测 ， 需 要求 工件 内铁 索 在７ ＆ ｔ ｏ 以上 ， 磁 导率在 ３ ０ ０ 以下 ， 磁 场强 度在 ２ ５ ０ ０ Ａ ／ ｍ范 围 内 ； 只有在 缺 陷 同磁 场方 向 夹角在 ４ ５ ＂ ９ ０ 。 范 围 时才 能有 效实 施检 测 。
所有工件和所有缺陷， 应根据实际情况， 灵活地选择最合适的无损检测方法。 例 如， 奥氏不锈钢因其磁性较弱， 针对表面开Ｈ缺陷， 就不适合磁粉检测而应选择 渗透 检 测 ， 钢 板 中的分层 、 折叠 等 缺陷经 过轧 制等 工序 ， 它 们大都 平行 于板 面 ， 就 不适合 射 线检 测 而应选 择 超声 波检 测 。 ２锅 炉 压 力窖器 的无损 检 测技 术
２ ３ 电磁 涡流无 损检 测技 术
在接近 被检 测物 体 时 ， 利用 交变磁 场 ， 在 被检 测物 体 中电磁感 应产 生密 闭 式环 状 电流 ， 即涡流 ， 对 容器 进行 检测 。 电磁涡 流无 损检 测技术 的应 用 ， 主要 利 用被 测 物性质 、 缺陷 位置 、 磁 导率 、 电导 率 等因素 对 涡流 的影 响 ， 从原 激发 磁场 的参 数变 化对 检测 对象 的损 害部位 、 缺陷 位置进 行判 断 。 在压 力容 器 的具体 检
测中， 对检测对象相应区域内的电流形状进行观察 ， 通过电流形状判断检测 内 部 的 电磁场 干扰 状 况 ， 从 而判 断物 体缺 陷 。 例如 ， 在 实际检 测 中 ， 如 果在所 检 测的压 力容器 区域 ， 电涡流为 层状 ， 且 分 布均 匀 ， 直 线流动 ， 那么涡 流便 会对垂直 于被测 试件 的磁场进 行感 应 ， 当物体 在 该 区域存在 缺陷 时， 其涡 流流动将 会变 化 ， 垂直 磁场 也会相 应改变 ， 从 而显示 物
体 缺陷 。 同时 ， 将 磁光 感应 器件 平行 放置于 磁 场 中， 对垂直 磁 场变化 进行 成像 ， 具体 显示 缺陷 位置 电磁涡 流无 损检 测多 适用 于压力 容器 壳体 腐蚀 情况 检测 ， 具有 可靠 性 强 、 自动 化 等优 势 ２ ． ４ 射 线 无损检 测技 术
磁粉检 测方 法适 用于 ： 正常 使用 的压力 容器 的检 测 ｔ 可检 测 出压力容 器 在 工 作过 程 中的应力 腐蚀 或疲 劳裂 纹 等缺 陷 ｌ 制造 过程 中 的压力 容器检 测 ， 如焊 接 时 的检测 、 焊 接 坡 口的检 测 、 锻钢 零件 的 检 测、 焊 缝表 面 质量 的检 测等 。