江苏省特种设备安全监督检验研究院徐州分院 江苏徐州 221000
摘要:随着我国经济的不断发展,移动式压力容器的使用越来越广泛,移动式压力容器的安全运行也成为了人们关注的问题。压力容器检测是保证生产的安全性与质量水平的重要环节,无损检测技术的应用对压力容器本身及其运行的影响有着重要的意义。本文就移动式压力容器无损检测方法进行了探究。
关键词:移动式压力容器; 无损检测
一、移动式压力容器无损检测概述
无损检测是在不损坏工件的前提下,以物理或化学方法为手段,借助先进的技术和设备器材,对工件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法。无损检测的主要目的:保证产品质量,容器制造从原材料到水压试验后的全过程检查;改进制造工艺,通过无损检测评价制造工艺的合理性,为制定和改进制造工艺过程提供依据;作为评定产品质量优劣等级的依据,保障产品安全运行。
(一)各种无损检测方法的特点和选用原则
无损检测在承压设备上应用时,主要有以下四个特点:
1.无损检测应与破坏性检测相结合。
无损检测的最大特点是在不损伤材料、工件和结构的前提下进行检测,具有一般检测所无可比拟的优越性。但是无损检测技术自身还有局限性,不能代替破坏性检测。例如液化石油气钢瓶除了无损检测外还要进行爆破试验。
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、材质和制造工艺的特点,正确选用无损检测实施时机。例如,需做热处理的压力容器在制造完工后无损检测合格才能进行热处理、并在热处理完工后再进行无损检测抽查工作。
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,钢板的分层缺陷因其延展方向与板平行,就不适合射线检测而应选择超声波检测。
4.综合应用各种无损检测方法。
在无损检测中,任何一种无损检测方法都不是万能的。因此,在无损检测中,应尽可能多采用几种检测方法,互相取长补短,取得更多的缺陷信息,从而对实际情况有更清晰的了解。例如,超声波对裂纹缺陷探测灵敏度较高,但定性不准;而射线对缺陷的定性比较准确,两者配合使用,就能保证检测结果可靠准确。各种无损检测方法都具有一定的特点和局限性,《承压设备无损检测》对无损检测方法的应用提出了一些原则性要求。
二、无损检测方法
无损检测方法可以在不对容器进行破坏的情况下,在较短时间内准确地检测出容器表面、近表面或内部存在的缺陷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此在移动式压力容器定期检验工作中合理运用无损检测方法,即能够准确评估容器的状态,又可以缩短检验周期,下面对移动式压力容器定期检验中常用的无损检测方法进行阐述。
(一)渗透检测
渗透检测是一种利用毛细管现象检查表面开口缺陷的无损检测方法。在应用时主要分为四个步骤,即:预处理、渗透、清洗、显像、观察记录及评定和后处理;在检测前必须将可能影响渗透检测的污染物清除干净,涂层需用化学方法进行去除,防止其对检测结果造成影响;施加渗透剂时,对于有应力腐蚀倾向的容器,应该适当延长渗透时间;清洗和显像过程应当严格遵照操作规范,要认真观察并记录检测结果,保证结果真实有效。渗透检测方法的检测结果易于观察、灵敏性高,并且操作方法简单、成本较低,对大型压力容器和形状复杂的设备也比较适用,同时该方法对大多数材料(多孔性材料除外)都适用,其缺点是会对容器和环境造成污染。移动式压力容器定期检验过程中可以使用这种方法检测基材、热影响区等等部位的晶间腐蚀、应力腐蚀等等表面开口缺陷以及由工件中存在的贯穿壁厚的针孔、裂纹所引起的泄露。
(二)磁粉检测
磁粉检测是一种利用铁磁性材料的磁化性能,借助缺陷处漏磁场来检测材料表面和近表面缺陷的方法。磁粉检测技术能够检测出铁磁性材料表面及近表面裂纹、夹层等缺陷,工件的大小和形状都不会对检测过程带来影响,但只适用于铁磁性材料,检测结果能够清晰地将缺陷位置、形状、大小等信息显现出来,该方法检测成本低、检测效率高。装有液化石油气等介质的液化气体汽车罐车、罐式集装箱,如果其介质中硫化氢含量超标,容易产生应力腐蚀,在容器焊缝的内表面及热影响区形成裂纹。因此,《压力容器定期检验规则》A3.4-2015条规定,罐体角焊缝和内表面对接焊缝应当做100%表面无损检测。目前液化气体汽车罐车罐体材料主要使用的是Q345R等低合金钢,该材料具有低矫顽力和低剩磁的特点,根据NB/T47013.4—2015(承压设备无损检测》规定,应当选用连续法141。另外,NB/T47013.4-2015规定,对在用承压设备进行磁粉检测时,其内壁宜采用荧光磁粉检测方法进行检测。
(三)超声检测
超声波在不同的材料内、不同结构间传播时,其声学特征会发生变化,超声检测就是利用这一现象检测材料的缺陷和物理特征。目前在超声检测技术中多采用1.2 MHz~3.5 MHz的超声波,不仅检测速度较快,而且具有较强的穿透力,能够检测出压力容器焊缝内表面的裂纹、材料的腐蚀减薄、焊缝内部埋藏缺陷、焊缝外表面裂纹、焊缝内缺陷的高度等,该方法的灵敏度高、检测效率高,而且成本低,超声设备大都为便携式,能适应复杂的现场环境,检测过程中不会对检测人员造成伤害,因此该方法大规模运用于压力容器的检验工作中,但该方法检测过程中容易受到材料表面粗糙度、检测人员技术经验、焊缝表面成型状况等因素的影响,粗晶材料的精确度难以保证。
《压力容器定期检验规则》附件A中第A3.4条指出,罐体角焊缝和内表面对接焊缝应当做100%表面无损检测,对存在下列情况之一的部位,检验人员应当按照相关标准的要求对焊缝进行射线或超声抽查:
(1)使用过程中补焊的;
(2)焊缝错标量、棱角度超标的;
(3)焊接接头出现渗漏及其两端延长的;
(4)因事故造成罐体焊接接头部位严重损伤变形的;
(5)上次埋藏缺陷检测有怀疑,要求作跟踪检测的;
(6)使用单位要求或检验人员认为有必要的。
(四)射线检测
射线在穿透材料时,受到厚度及内部结构影响,其强度会产生不同程度的衰减,通过检测衰减程度就能检查出物体内部存在的缺陷。该检测方法能够获取基体与缺陷部位的影像,可以直接对缺陷进行观察,对识别夹渣、气孔等体积型缺陷具有很高的灵敏度,并能够对缺陷进行定性和定量分析,从而有针对性地消除缺陷,同时射线所用胶片能够长期保存。
但该方法的不足之处是射线会对身体造成伤害,在实施检测的过程中必须做好必要的防护工作;另外该方法对检测角度有较高的要求,这就需要检测人员掌握扎实的理论知识和丰富的经验,一旦操作不当容易发生漏检,尤其当材料中存在着未熔合及裂纹等面积型缺陷时,往往会导致漏检;而且相对而言,该方法检测成本较高,更适用于压力容器制造过程中的焊缝检测。
三、结束语
综上所述,无损检测是一种耗费技术资源的工作,无损检测技术应不断得到丰富和创新,严格按照相关的法规来实施,保证检出率,以提高压力容器的安全性,从而为工业化的发展提供强大的助力。
参考文献:
[1]梁宏宝,王立勋,刘磊等.压力容器无损检测技术的现状与发展[J].石油机械,2014.
论文作者:谭励治
论文发表刊物:《防护工程》2017年第29期
论文发表时间:2018/2/27
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