壓力容器在生產(chǎn)和生活中的使用越來(lái)越廣泛,其安全性也受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。壓力容器處于高溫、高壓的工作條件下,一旦出現(xiàn)損傷將會(huì)引起嚴(yán)重的后果。定期實(shí)行壓力容器無(wú)損檢驗(yàn)是在保證容器正常使用的前提下,提高生產(chǎn)和使用安全水平的必要措施。
在用壓力容器的無(wú)損檢測(cè)是在被檢測(cè)容器不受損傷的前提下,應(yīng)用一定的技術(shù)和原理,通過(guò)科學(xué)、先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備,完成容器性能、結(jié)構(gòu)以及使用狀況的檢驗(yàn)。目前無(wú)損檢測(cè)技術(shù)較為成熟,常用的檢測(cè)技術(shù)包括:磁粉檢測(cè)、射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、滲透檢測(cè)、渦流檢測(cè)和磁記憶檢測(cè)。
1.磁粉檢測(cè)
1.1.技術(shù)原理和應(yīng)用
磁粉檢測(cè)是將鐵磁性材料的壓力容器進(jìn)行磁化,如果容器內(nèi)部存在缺陷,將會(huì)導(dǎo)致容器表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場(chǎng),吸附施加在工件表面的磁粉,在合適的光照下形成目視可見(jiàn)的磁痕,從而顯示出缺陷的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度。磁粉檢測(cè)主要應(yīng)用于檢測(cè)鐵磁性材料做成的容器表面或近表面,可以準(zhǔn)確直觀地發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜等缺陷。
1.2.優(yōu)缺點(diǎn)分析
磁粉檢測(cè)對(duì)表面和近表面的缺陷檢測(cè)靈敏度較高,檢測(cè)成本較低,操作簡(jiǎn)便。如果在用壓力容器可能存在表面缺陷可以首選磁粉檢測(cè)。它的缺點(diǎn)體現(xiàn)在局限于檢測(cè)鐵磁性材料。檢測(cè)的范圍較小、效率較低。另外,磁粉檢測(cè)對(duì)容器表面的形狀要求較高,不適合檢測(cè)不規(guī)則的壓力容器。
2.射線檢測(cè)
2.1.技術(shù)原理和應(yīng)用
射線檢測(cè)技術(shù)是應(yīng)用放射性元素產(chǎn)生的射線投射入被檢測(cè)容器上,可以發(fā)現(xiàn)壓力容器鑄件材料中氣孔、夾雜物以及焊接中漏焊、未熔合等缺陷。通過(guò)射線檢測(cè)可以將容器材料中缺陷的尺寸準(zhǔn)確地反饋到設(shè)備的顯示屏上,形成生動(dòng)直觀的圖像并且能夠保存和記錄。該技術(shù)適用于檢測(cè)不能直接用人工測(cè)量的容器或外包保護(hù)層較厚的容器,射線可以準(zhǔn)確地檢測(cè)到這類(lèi)壓力容器是否缺陷以及缺陷的長(zhǎng)寬尺寸。
2.2.優(yōu)缺點(diǎn)分析
射線檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在可以檢測(cè)到人體不能進(jìn)入的容器,實(shí)現(xiàn)了無(wú)損傷檢測(cè),并且獲得的缺陷尺寸比較精確。但是該技術(shù)也有相應(yīng)的缺點(diǎn):射線檢測(cè)時(shí)容易忽略容器上像裂紋這一類(lèi)的缺陷,射線的照射角度影響這類(lèi)缺陷的顯像程度;比較厚的容器對(duì)射線造成的衰減程度較大,過(guò)厚的容器會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)失效;射線檢測(cè)使用的放射性元素對(duì)人體的危害性較大,必須嚴(yán)格的遵守操作規(guī)則并做好防護(hù)準(zhǔn)備;此外,射線檢測(cè)的成本較高,不適合出于經(jīng)濟(jì)目的的檢測(cè)。
3.超聲波檢測(cè)
3.1.技術(shù)原理和應(yīng)用
超聲波檢測(cè)是通過(guò)制造產(chǎn)生超聲波使其在容器介質(zhì)中進(jìn)行傳播,聲波逐漸衰減并且會(huì)發(fā)生反射,收集反饋回來(lái)聲波信息經(jīng)過(guò)處理后得出容器中存在缺陷情況。這種檢測(cè)技術(shù)穿透力較強(qiáng),可用于檢測(cè)容器材料內(nèi)部的焊接缺陷,還可用于檢測(cè)壓力容器失效前期內(nèi)部產(chǎn)生的裂紋狀況。
3.2.優(yōu)缺點(diǎn)分析
超聲波檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用比較廣泛,其檢測(cè)靈敏度較好,檢測(cè)所需時(shí)間短,并且超聲檢測(cè)的成本費(fèi)用較低,既經(jīng)濟(jì)又有效。它的優(yōu)點(diǎn)還體現(xiàn)在其檢測(cè)設(shè)備輕巧便攜、操作簡(jiǎn)單、沒(méi)有任何危害。但是超聲波檢測(cè)由于聲波在平行的方向上不能放生反射,所以無(wú)法檢測(cè)與容器表面平行的裂紋。對(duì)于材料不均勻的壓力容器,檢測(cè)能力較低。并且超聲波檢測(cè)對(duì)容器中發(fā)現(xiàn)的缺陷作定性、定量表征不是十分精確。
4.滲透檢測(cè)
4.1.技術(shù)原理和應(yīng)用
滲透檢測(cè)利用了毛細(xì)作用和固體染料的發(fā)光現(xiàn)象,該技術(shù)的檢測(cè)方法為;將含有染料的滲透劑涂抹在被檢測(cè)的容器表面,它會(huì)滲透進(jìn)入容器表面的缺陷中,去除表面多余滲透劑,等待干燥后使用顯像劑利用毛細(xì)作用吸回缺陷中的滲透劑,然后通過(guò)特定的光源照射,可以讓缺陷上殘留的染料發(fā)光變色從而顯示出缺陷的特征。該技術(shù)主要用于檢測(cè)壓力容器表面的裂紋、松散和夾雜等開(kāi)口缺陷。
4.2.優(yōu)缺點(diǎn)分析
滲透檢測(cè)操作簡(jiǎn)便,檢測(cè)所需的材料、設(shè)備少,成本費(fèi)用較低。并且該技術(shù)可以檢測(cè)形狀復(fù)雜的壓力容器,單次操作可以發(fā)現(xiàn)容器表面多種開(kāi)口缺陷,檢測(cè)效率較高。但是檢測(cè)多孔材料的壓力容器時(shí),滲透劑顯像不準(zhǔn)確,檢測(cè)能力較低。滲透檢測(cè)也不適合檢測(cè)由外部因素造成開(kāi)口缺陷。
5.渦流檢測(cè)
5.1.技術(shù)原理和應(yīng)用
渦流檢測(cè)充分利用了電磁原理,將交流線圈放置在被檢測(cè)壓力容器外,使其產(chǎn)生旋渦狀感應(yīng)交變電流,通過(guò)探測(cè)線圈可以得到被測(cè)容器工件內(nèi)部渦流的大小和相位變化,進(jìn)而推知容器表面和近表面的缺陷。這項(xiàng)技術(shù)可以廣泛用于檢測(cè)管狀、線狀、板材類(lèi)壓力容器件,能夠很好地發(fā)現(xiàn)裂紋、凹洞等缺陷。例如檢測(cè)熱交換器的受腐蝕程度和焊縫表面產(chǎn)生的裂紋等等。
5.2.優(yōu)缺點(diǎn)分析
渦流檢測(cè)無(wú)需接觸容器表面,對(duì)表面和近表面的缺陷檢測(cè)靈敏度和分辨率較高。但是該技術(shù)的缺點(diǎn)為只限于檢測(cè)可導(dǎo)電材料的壓力容器,檢測(cè)區(qū)域較小,不適用于大范圍、大批量壓力容器的檢測(cè)。如果被檢測(cè)容器的材料中存在雜質(zhì),會(huì)影響到磁場(chǎng)所產(chǎn)生的交變電流,進(jìn)而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。
6.磁記憶檢測(cè)
6.1.技術(shù)原理和應(yīng)用
在工業(yè)領(lǐng)域,以上的射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)等檢驗(yàn)技術(shù),有的使用設(shè)備較為復(fù)雜,有的會(huì)影響在用壓力容器的工作運(yùn)行,所以都不適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。磁記憶檢測(cè)是利用磁記憶效應(yīng),通過(guò)檢測(cè)被磁化的容器的漏磁狀態(tài),從而推斷出容器受應(yīng)力較為集中的區(qū)域。在高溫、高壓的作用下,壓力容器的應(yīng)力集中區(qū)域容易產(chǎn)生裂紋和損傷。磁粉檢測(cè)中利用相關(guān)設(shè)備儀器檢測(cè)壓力容器應(yīng)力處于峰值狀態(tài)的部位,在此基礎(chǔ)上再利用射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、聲波檢測(cè)技術(shù)加以詳細(xì)地檢測(cè),充分地滿(mǎn)足了工業(yè)領(lǐng)域大型壓力容器的檢測(cè)需要,提高了檢測(cè)效率。
6.2.優(yōu)缺點(diǎn)分析
磁記憶檢測(cè)無(wú)需特殊的檢驗(yàn)準(zhǔn)備,并且靈敏度較高。但是磁記憶檢測(cè)不能獨(dú)立準(zhǔn)確地表達(dá)出容器缺陷的詳細(xì)數(shù)據(jù),需要結(jié)合其他檢測(cè)技術(shù)協(xié)同完成對(duì)壓力容器的檢驗(yàn)?! ?br />
目前,每種壓力容器無(wú)損檢測(cè)技術(shù)都用其相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)。不過(guò)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,新能源、新材料的出現(xiàn),相信現(xiàn)存的各項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)都會(huì)得到完善并且將會(huì)有更準(zhǔn)確、更高效的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)誕生。