摘要：锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道等承压类特种设备通常装载高低温、高压、易燃、易爆、有毒或有腐蚀性气体，其原材料、制造过程中的缺陷或使用中产生的新生缺陷，均会导致其安全可靠性大幅下降，甚至引起灾难性事故。为预防重大安全责任事故的发生，检验机构应当定期对移动式压力容器进行检验，确认容器的状态，及时查明容器存在的缺陷并加以消除，而无损检测方法是检测缺陷的有效手段。基于此，本文主要对移动式压力容器定期检验中无损检测方法进行分析探讨。
关键词：移动式压力容器；定期检验；无损检测；方法分析
1、前言
移动式压力容器在充装、运输、卸载各环节之中会遇到各种问题，而且很多问题无法通过肉眼进行识别，需要检验人员对容器进行定期检验，才能依靠实测数据进行判断。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。
2、无损检测方法
2.1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。
我院在对低温液体汽车罐车进行定期检验过程中，发现多起管路系统泄露的情况，泄露部位大多为弯头焊缝位置附近（如图1所示），我院对使用单位下达了检验意见通知书，与之沟通后，原制造单位进行了维修，按照《移动式压力容器安全技术监察规程》相关规定，管路焊接完毕后应当进行无损检测，原制造单位采用渗透检测方法对管路进行了无损检测，经我院复验合格后重新投入使用。
图1 管路泄露位置示意图
2.2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[4]。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。
2.3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1.2MHz~3.5MHz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。我院在对液化气体汽车罐车定期检验过程中，多次运用超声检测方法对筒体补焊部位进行复验，未发现超标波形显示，在此过程中积累了宝贵的经验。如在对某台装运液化石油气的液化气体汽车罐车进行首次全面检验时，宏观检验发现其筒体与防波板支撑连接的角焊缝位置存在凹坑（如图2所示），伤及母材，凹坑深度约1mm，与使用单位及原制造单位沟通后，原制造单位对其进行补焊，经我院超声检测复验合格后投入使用。
图2 角焊缝位置凹坑示意图
2.4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。
综上所述，四种无损检测方法各有优劣，有各自的适用范围（见表1），在工作中应根据实际情况选择合理的方法。
表1 无损检测方法比较
3、结束语
为保证移动式压力容器在设计使用年限内安全运行，检验机构在开展定期检验工作时合理运用无损检测技术是非常必要的。不同的检测方法有各自的适用范围，对于铁磁性材料应优先选用磁粉检测，对于形状复杂的部位应采用渗透检测，利用射线检测或超声检测对特殊情况下的焊缝进行抽检。通过综合运用无损检测方法，准确检测容器的状态，消除安全隐患，为人民的生命财产安全保驾护航。
参考文献
［1］ＴＳＧＲ７００１－２０１３压力容器定期检验规则［Ｓ］．
［2］工业管道定期检验规程［Ｓ］．
［3］ＴＳＧＤ０００１－２００９压力管道安全技术监察规程－工业管道［Ｓ］．
［4］彭军．超高压人造水晶釜釜体内台阶和退刀槽的无损检测方法［Ｊ］．中国特种设备安全，２０１２，２８（１０）：４５．
［5］周志伟，郭伟灿，徐立勋，等．ＪＢ／Ｔ４７３０－２００５《承压设备无损检测》答疑－磁粉检测部分（ＩＶ）［Ｊ］．无损检测，２００６，２８（１０）：４７－５１.
论文作者:吕杰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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