李莎 周飞
新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院 新疆省乌鲁木齐市 830011
摘要：表面无损检测在压力容器定期检验工作中是一项很重要的环节，对于检测人员不但要有较强的专业理论知识和现场的丰富工作经验，而且还要取得省级以上相应级别的无损检测资格证书，方可从事此项工作。在工作中要严格依据标准及作业指导书进行检测，检测人员要经常进入容器内部受限空间作业，在进入之前要到属地单位开具合格的受限空间作业许可证，进罐要携带可燃气体分析报警仪，现场检测要有属地单位和检测单位人员同时监护，在保证检测质量的同时，要做到以人为本、安全第一。
关键词：表面无损检测技术；压力容器；定期检验；应用
引言
现代科学技术日新月异，表面无损检测技术在实用性、功能性和人性化方面都得到很大的提高，在用压力容器检验表面无损检测技术的应用也逐步提高。检测能力和水平不断提升，检测质量得到充分保证，从而确保了在用压力容器的安全可靠使用，保障了安全生产和人民生命财产的安全。
1无损检测（NondestructiveTesting，NDT）技术的概述
无损检测技术是在现代科学技术基础上应运而生且不断发展的一门检测技术。它能够在“无损”状态下，即不破坏设备的使用功能，通过物理或化学方法，借助先进的技术和设备，对压力容器等设备表面和内部产生的缺陷等检测，并且能够对所检测出的缺陷的相关信息如缺陷性质、分布情况和数量多少等进行综合分析判断和评估，从而全面分析设备的安全性能。无损检测技术的正确运用对压力容器失效的预测和预防具有重要意义。
2 表面无损检测技术的原理
目前，无损检测技术的应用十分广泛，已成为压力容器制造和使用、维修和改造以及检验和检测等诸多环节中不可或缺的部分。无损检测技术运用在压力容器检验中，分为表面缺陷检测和埋藏性缺陷检测。其中，对于使用环节中的在用压力容器，表面无损检测（SurfaceTesting）技术是一项能确保压力容器安全使用的最有效的常规检测技术。《固容规》中规定，金属压力容器定期检验项目中，针对表面缺陷的检测主要有磁粉、渗透检测这两种方法，并且是定期检验的主要项目之一。压力容器内部埋藏性缺陷通常是在制造过程中产生的。在我国现有设计制造标准规范要求下，埋藏性缺陷产生几率越来越小。射线、超声检测针对埋藏性缺陷的检测，更多用在制造环节（包括维修改造）。而在使用环节对在用压力容器进行定期检验，也只是在特定情况下进行。比如，检测中发现存在表面裂纹、几何尺寸存在制造超标缺陷、使用部位有应力集中和使用中曾经发生过泄漏等特殊情况下，才需使用射线或超声检测。从这些方面也可以看出，表面无损检测对在用压力容器检验检测的实际意义和重要性。
2.1 磁粉检测原理
磁粉检测（MagneticParticleTesting，MT）主要是利用磁力作用，通过对被检工件施加外加磁场使其磁化。如果在工件的表面或近表面存在缺陷，将使磁力线发生局部畸变形成一个漏磁场。此时，在漏磁场上施加磁粉，磁粉和漏磁场会产生磁相互作用，在合适的光照条件下形成目视可见的磁痕。
2.2 渗透检测原理
渗透检测（PenetrantTesting，PT）是利用液体的毛细现象和固体染料在一定条件下发光现象的原理。首先，在被检工件表面施加渗透剂（荧光染料或着色染料），经过毛细作用，在一定时间内渗透剂渗入表面开口的缺陷中；然后，利用去除剂将表面多余的渗透液清除干净；最后，使用显像剂，同样在毛细作用下将已经渗入缺陷中的渗透剂回渗到存在颜色反差的显像剂中，并在一定光源下显现缺陷痕迹。
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3表面无损检测在压力容器定期检验中的重要性
对于在用压力容器，投用运行3年内应进行首次定期检验，而首检的检测手段一般以测厚和表面无损检测为主，母材剩余壁厚一般选择超声波测厚手段，焊缝是否出现新生缺陷一般选择表面无损检测手段。首先审查被检容器是否为碳钢低合金钢制低温容器，根据承压设备损伤模式识别判定有无存在环境开裂倾向或者产生机械损伤现象，是否有再热裂纹倾向，是否为铬钥钢容器，是否为标准抗拉强度下限值大于540MPa低合金钢制容器，是否按照疲劳分析设计，是否首次定期检验设计压力）1.6MPa的III类容器，如果具备以上几种条件其一，至少要对容器内表面焊缝进行长度不少于20%的对接焊缝表面检测抽查。如果需要表面检测，则优先选用磁粉检测方法，因为磁粉检测灵敏度高，检测效率高，操作方便，对焊缝的近表面缺陷也有很好的检出效果，由此可见，对于压力容器定期检验必须进行无损检测的压力容器，表面无损检测是至关重要的。
4表面无损检测运用方法
（1）磁粉检测的运用方法：罐内焊缝表面无损检测，铁磁性材料应优先选用交流电或直流电磁粉探伤机进行荧光磁粉检测。由于现场检测局限性，首选直流电磁粉探伤机进行磁扼法检测，磁极间距应控制在75mm～200mm之间，其有效宽度为两极连线两侧各1/4极距的范围内，磁化区域每次应有不少于10%的重叠，这样做的目的是避免漏检。检测前应严格按照工艺规程及操作指导书要求进行，查看提升力、磁悬液浓度、灵敏度试片、黑光灯等是否符合标准要求，检测前被检焊缝区域应按要求打磨至漏出金属光泽，磁悬液施加及磁化方法和磁化时间也必须符合标准规范要求。缺陷磁痕的评定应在黑暗区黑光灯激发的黑光下进行，焊缝表面的黑光辐照度应大于或等于1000μw/cm2，罐内可见光照度不应大于201x。检测人员进罐内至少5分钟后进行荧光磁粉检测，观察时不应佩戴对检测结果评判有影响的眼镜或滤光镜。发现缺陷可以用文字描述、草图、拍照及透明胶带采样等记录显示。
（2）渗透检测的运用方法：对于非铁磁性材料的压力容器罐内焊缝表面无损检测，可选用荧光渗透检测方法。目前应用最广泛的是OD-2800系列喷灌式荧光着色探伤剂，一般由渗透剂、清洗剂和显像剂组成。探伤剂必须在有效期内，质量应满足标准要求，对于渗透剂和显像剂的施加要严格按照标准要求进行。一般被检焊缝应打磨去除铁锈、氧化皮、焊接飞溅及各种防护层，直至焊缝及两侧热影响区部位漏出金属光泽，先用清洗剂进行预清洗，干燥后施加渗透剂，渗透时间不小于10分钟，然后用清洗剂去除表面多余的渗透剂，应注意防止过度去除而使检测质量下降，同时也应注意
防止去除不足而造成对缺陷显示识别困难，可在紫外灯照射下边观察边去除。最后用喷洒方式施加显像剂，喷灌喷嘴距离被检焊缝距离300-400mm为宜，喷涂方向与被检焊缝夹角控制在30400。显像时间不小于10分钟且不大于60分钟。当渗透检测不能在5～500℃温度范围进行时，应用铝合金试块对检测方法作出鉴定。荧光渗透检测缺陷显示评定也应在暗处进行，并且可见光照度应不大于201x，焊缝表面辐照度应大于等于1000μw/cm2，自显像时焊缝表面辐照度应大于等于3000μw/cm2，检测人员进入罐内至少经过5分钟的黑暗适应后才能进行荧光渗透检测，检测时不应佩戴对检测结果有影响的眼镜或滤光镜，对于细小显示可用5～10倍放大镜进行观察，发现缺陷可以用拍照、录像、可剥性塑料薄膜等记录显示。
结束语
在用压力容器长期运行过程中，由于受介质、材质、拉应力等诸多因素共同影响，易产生焊缝表面的应力腐蚀开裂等新生缺陷。故在用压力容器停机开罐检验时，有针对性的对罐内部表面焊缝进行表面无损检测尤为重要，本文着重对表面无损检测的原理、检测重要性以及运用方法进行阐述，使压力容器在运行过程中能够得到有效的安全技术保障。
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论文作者:李莎,周飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/5
标签：表面论文; 压力容器论文; 缺陷论文; 渗透剂论文; 磁粉论文; 检测技术论文; 荧光论文; 《防护工程》2018年第18期论文;