摘要:随着人民生活水平的不断提高以及现代工业化设备的不断发展,压力容器被广泛的应用于社会中的各行各业中。压力容器的安全性能和使用性能是影响化工企业生产经营活动的直接因素。压力容器的多样性和高风险特性将直接影响到压力容器的安全状态。压力容器需要承受高温、低温、剧毒、易燃易爆等外界因素的侵蚀。因此,有必要对压力容器的表面缺陷、内部结构及其组成材料的零件进行无损检测,并根据检测结果对压力容器的缺陷进行评定,确保运行中的压力容器安全无故障。本文分析了无损检测的几种主要技术,总结了其优缺点,探讨了无损检测在压力容器制造过程中的应用。
关键词:压力容器;制造;无损检测;应用与分析
压力容器涉及工业生产和人类生活,应用广泛,特别是在化工、金属冶炼、机械制造等领域。压力容器是一种无法获得的重要设备。其特殊性体现在工作环境的高压、高温,对质量检测有很高的要求。在使用过程中一旦发生爆炸或泄漏,将造成不可弥补的损失和损害。无损检测技术能够保证压力容器的质量,优化压力容器的制造工艺,避免资源浪费,已成为现阶段压力容器制造过程中的主要检测技术。许多压力容器制造企业在制造过程中都会采用射线检测、超声波检测、渗透检测等无损检测技术。为保证压力容器制造过程的安全,检验人员应特别注意检验程序和方法,确保过程合理、严密。
一、无损检测的特点
无损检测与破坏性检测有一定的关系。它不仅能使我们得到检测结果,而且能在不丢失零件的情况下去除不合格品。无损检测的规模不受物体结构的复杂性或构件数量的限制。检验方法灵活多样,既可用于抽样检验,也可用于一般检验。无损检测具有相互兼容的特点,主要表现在同一部位可以同时进行多种检测,也可以依次采用不同的检测方法。对试验次数没有要求,可以重复进行,以保证试验过程和试验结果的准确性和可靠性。无损检测具有动态特性。无损检测方法还可以提供压力容器工作时的检测,合理计算压力容器在使用周期内所受磨损的累积影响,进而对失效的机构结构进行检查和分析。无损检测工作严谨、科学,要求检测人员具有较高的专业技能,熟练使用仪器设备,严格按照无损检测的工艺和标准执行。
二、压力容器常用的无损检测技术
1射线检测
射线检测方法适用于容器壳体或接管对接焊缝内部缺陷的检测,使用的射线探伤设备包括x射线探伤机、γ射线源和电子直线加速器。
2超声检测
超声检测的应用范围和领域非常广泛,几乎涵盖了工业检测的各个领域,这种方法检测深度大,缺陷定位准确,检测灵敏度高,成本低,使用方便,速度快,对人体无害、便于现场使用。此种检测方法主要用于检测对接焊缝内部埋藏缺陷和压力容器焊缝内表面裂纹,也用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。
3涡流检测
涡流检测是通过测量导电物体在交变磁场中的感应涡流的变化,来对物件进行探伤或物理特性判定的一种无损检测方法。按测试容器的形状和检测目的的不同,可以采用不同形式的线圈。涡流检测时线圈不需与被测物体直接接触,可以进行高速检测,易于实现自动化,但不适合形状复杂的试件。涡流检测主要用于换热器换热管的腐蚀状态检测和焊缝表面裂纹检测。
4声发射检测
声发射技术,在很多方面都不同于其它常规无损检测方法,它是一种动态检测方法,探测到的能力来自被测物体本身,对线性缺陷较为敏感;一次试验过程中,能够整体探测和评价整个结构中缺陷的状态;可以缩短检验的停产时间或无需停产;可以预防由未知缺陷引起的灾难性失效和限定压力容器的最高工作压力。主要用于检测压力容器可能存在的活动性缺陷,也可用于对已知缺陷进行活性评价。
5磁记忆检测
磁记忆检测是基于铁磁构建的磁效应,可以有效发现构件的应力集中区域,是一种对金属材料进行早期诊断的无损检测方法。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位。
三、探析超声检测技术在压力容器无损检测中的实践应用
1超声检测在压力容器板材中的应用
板材主要用于压力容器壳体的制造作业当中,其厚度参数集中于6~250mm范围之内,现阶段大部分压力容器应用钢板板材的厚度多为8~40mm。当前技术条件支持下,压力容器制造过程当中一般不进行该项检测,仅在发现侧厚异常或是鼓包质量缺陷的情况下进行该项检测。整个过程当中应重点关注以下几个方面的问题:(1)对于厚度参数在6mm范围以内的板材而言,应优先选用兰姆波方式进行探伤处理;(2)对于厚度参数在6~20mm范围内的板材而言,应优先选用双晶直探头进行检测作业,检测探头频率选取5MHz效果最好;(3)对于厚度参数在20mm之上的板材而言,此应当截止于单直探头检测方式进行无损检测作业,优选2.5/5MHz频率,确保标准试块相关数据指标符合规定。
2超声检测在压力容器焊缝中的应用
众所周知,压力容器使用的安全性与其焊缝质量有着极为密切的联系,并在一定程度上影响压力容器的工作年限。其中,在焊缝质量无损检测过程中,超声检测无疑是其中最为常见的检测方式,并且超声检测在检测未熔合以及裂纹质量方面有着比射线检测更加突出的优势。对于现阶段接触较为普遍的8~400mm全焊透熔化焊超声检测作业而言,无损检测技术应当重点关注对焊缝、溶合线以及热影响区的检测作业。
3超声检测在压力容器高压螺栓中的应用
处于运行状态下的压力容器高压螺栓及螺柱由于清洗难度比较大,且不彻底,传统意义上的磁粉检测作业效率并不理想,为此应当进行超声检测。除一般性检测项目之外,超声检测还应当特别针对高压螺栓螺纹根部位置是否存在裂纹进行合理检测(1)高压螺栓或是螺栓端部位置无损检测应当采取纵波小K值探头完成纵波斜入射性检测作业;(2)高压螺栓无螺纹位置无损检测作业应当采用K1.5~2.5,2.5MHz频率横波斜探头完成轴向性检测作业;(3)在将超声检测应用于压力容器高压螺栓或是螺柱的过程当中,若发现螺纹根部位置出现较切槽部位回波相对而言更高的缺陷反射波情况下,应直接将其做判废处理。
四、结束语
综上所述,无损检测方法在压力容器检测中应用广泛,无损检测技术种类繁多。随着我国压力容器使用量的快速提升,为了确保压力容器使用的可靠性与稳定性,有必要对无损检测技术在压力容器中的应用情况加以研究。我们采用无损检测的方法对压力容器制造过程中的缺陷进行检测,主要是保证压力容器的整体结构和内部结构完好无损。在不同压力容器的生产过程中,采用适当的无损检测技术,可以有效地优化生产结构,改进生产工艺,节约生产成本,提高生产质量,保证压力容器发挥最大的应用价值和效益,从而为无损检测技术更好的在压力容器设计、生产以及制造环节中的应用打下坚实的理论基础。
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