江苏省特种设备安全监督检验研究常州分院 江苏常州 213000
摘要：压力容器是存在潜在危险的承压类特种设备，它已被广泛应用于石油、化工、航空和航天等领域，是与人们日常生活密切相关的重要基础设施。在压力容器的设计、制造、安装和使用等环节中，无损检测作为一种无破坏性的质量检测手段，在质量控制和安全使用中发挥着重要作用。本文简要论述了超声检测技术及其在压力容器特种设备中的应用。
关键词：超声检测技术；压力容器
在压力容器定期检验中，超声检测是目前最为简便、有效的检测手段之一，笔者认为，随着检测技术的日益发展，在实际工作中，对缺陷的定位、定量、定性将会更加精确，这对特种设备的安全将会是更大的一层保障。
一、超声检测技术
目前，超声波检测是应用最广泛、使用频率最高、无损检测技术发展最快的技术之一。该检测方法适用于各种材料，检测范围大，缺陷位置准确，且缺陷检出率相对较高，检测成本低，灵敏度高，速度快，适合现场使用。超声波检测技术是根据超声波在材料中的传播特性，使超声波的超声波源进入工件，并在工件中传播，与工件材料和缺陷的相互作用。当超声波的传播方向、特征发生变化时，必须研究超声的反射、透射和散射，以及宏观缺陷的检测、组织结构和力学性能的变化检测。超声波检测方法很多，目前工业上应用最广泛的是脉冲反射超声检测。其基本原理是，当脉冲波进入工件，它在一定的方向和速度传播。当接口的声阻抗不同时，会反射一些声波，检测装置会接收超声波信号并显示。A型显示是一种波形显示，即显示器的水平坐标表示超声波在被检测材料中的传播时间。在使用脉冲反射法进行超声波探伤时，工作人员应熟悉相关的通用技术。
基本步骤如下：
首先，根据缺陷的可能方向，检测表面被选择，使超声波束轴线接近缺陷的主反射平面。根据工件的结构、工艺要求、工艺条件、现场选择仪器、根据被测物体的形状、声学特性、技术要求等选择探头。在此过程中，必须用偶联剂将工件表面的空气排除在外。偶联剂常用油、水、甘油和化学浆等。该化学浆料成本低，使用方便，偶联效果较好，因此用途广泛。为了提高耦合效果，需要考虑几个因素，如耦合层的厚度，工件表面的形状和粗糙度。当探头用于扫描工件时，声束的范围是可检测的部分。同时，还要确定扫描方法，包括探头运动、扫描速度和扫描间隔。根据具体情况准确确定缺陷信号显示的缺陷，并确定其位置（位置、深度）和尺寸（等效尺寸、缺陷延伸长度、面积等）完成相关记录和分级工作。
二、超声检测在压力容器中的应用
在制造压力容器时，大部分都是使用焊接方式，并且焊接质量会直接影响压力容器的质量。无损检测作为一种有效的检测、评价焊接质量的方法，在压力容器的生产过程中起着关键作用，具体表现为以下3点：
①降低成本，保证生产各阶段零部件的质量。
②提高质量。在制造压力容器的过程中，对原材料进行超声检测，合格的母材才能用于生产，要为压力容器的质量把好基础关。
③改进工艺。通过分析超声检测发现的缺陷，指导工艺改进工作，从而更好地推广无损检测。在压力容器进行超声检测之前，要确定具体的检测方法，即制订正确、高效的超声检测工艺。目前，超声检测技术的通用工艺是根据相关法律法规、安全技术规范、产品标准和JB/T4730.3—2005等检测标准制订的。以超声检测高压加热器管座角焊缝为例，主要检测的是压力容器的内部裂纹和未熔合的地方。
三、实例介绍
水室与接管脚的焊缝如图1所示。
图1水室与接管角焊缝示意图
该检测部件封头的材质为Q345R，水管材质为20MnMo。在施工过程中，采用的焊接方法有手工焊、埋弧自动焊，并且超声检测设备选用友联PXUT-350C，严格按照JB/T4730.3—2005的检测标准执行。检测时，要求100%检测，合格级别为I级，检测时间选择在焊后24h，将其表面打磨后检测，耦合剂选用机油。在调节检测的灵敏度时，要把无缺陷处第二次底波调节为示波屏满刻度的100%.如图1所示，检测面A，B，C，D进行纵缝缺陷检测，检测面A，B，D进行横向缺陷检测，检测面B，C进行母材检测。
在检测面A，B进行纵向、横向缺陷检测时，用的是2.5M的K1斜探头，晶片尺寸为13mm×13mm；在检测面C，D进行纵向缺陷检测时，用的是2.5M的K1斜探头，晶片尺寸为9mm×9mm；在检测面D进行横向缺陷检测时，用的是2.5M的K1斜探头，晶片尺寸为9mm×9mm；在检测面B进行母材检测时，用的是2.5M直探头，圆晶片直径为14mm；在检测面C进行母材检测时，用的是2.5M直探头，圆晶片直径为20mm。综合上述各项工艺要求，对产品设备进行高效、准确的超声检测。
结束语：如今的压力容器行业在我国工业生产中占有举足轻重的位置，其安全性能也至关重要，稍有不慎会使国家人民的生命财产安全受到危害，而无损检测是检测压力容器行之有效的重要手段，无损检测包括射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测等，应当采用NB/T47013-2015规定的方法，而超声检测技术作为质量检测的重要手段之一，在现代工业中发挥着非常重要的作用。
目前，我国的无损检测中的超声检测已经取得了较大的发展，工作人员的专业素质也在不断提高，这就对压力容器设备无损检测行业提出了更高的要求，促使着这个行业朝着更加标准化、小型化和精确化的方向发展。
参考文献
[1]黄余：《压力容器超声检测技术及应用》[J]石油和化工设备，2010（10）.
论文作者:张璐
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/20
标签：超声论文; 压力容器论文; 缺陷论文; 的是论文; 工件论文; 超声波论文; 检测技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;