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浅论锅炉压力容器无损检测技术特点
--- 铜川市特种设备检验所孙晓庆
来源:超级管理员   发布日期:2016-07-08   查看次数:2978 次

摘要:随着世界科学和工业技术的不断的向前发展,对一些材料和设备的要求也不断的提高,某些设备所采用的材料从原来的一般材料逐渐被一些耐高温、难切割以及一些复合材料等特殊材料所代替。由于这些材料的特殊性能和价格的昂贵以及对安全性的严格要求,在工业生产中不得不在不破坏产品的原有形状和使用性能的情况下对这些产品进行合格性和可靠性检测,这就是无损检测。无损检测的技术应用的非常广泛,己在机械制造、石油化工、造船、汽车、航空、航天、和核能等工业中被普遍采用。

关键词无损检测;压力容器;技术;应用

0   引言

随着科学技术的飞速发展,对设备和材料的要求也不断升高,很多材料从原来的普通质地逐渐被一些耐高压、耐高温、难切割的符合材料所代替,其成本大大升高,所以工厂在生产中必须保证在不破坏设备材料的前提下对其进行测试和检查,这就是所谓的无损检测技术。无损检测技术的使用加强了对锅炉压力容器的监测,能够有效的减少和避免锅炉压力容器事故的发生。同时,在锅炉压力容器的检测中使用无损检测技术,可以在设备运行下进行,能够及时发现设备的安全隐患,降低设备的危险性,提高检测检验效率和水平,从而确保设备正常安全的运行。本文简述了锅炉压力容器的类型,阐述了无损检测技术的特点及方法应用。

1   压力容器

压力容器导致的事故大致可以分为两类,一是压力容器本身没有问题,而是工作人员的误操作导致;二是压力容器本身存在安全隐患,因而在运行过程中存在的缺陷逐渐发展到安全事故临界点而导致事故发生。所谓压力容器就是指能够承受压力的容器,现行《特种设备目录》规定压力容器,是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备,其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压)的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体、容积大于或者等于30L且内直径(非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸)大于或者等于150mm的固定式容器和移动式容器;盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa(表压),且压力与容积的乘积大于或者等于1.0Mpa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶;氧舱。

压力容器是在航天、航空、纺织、食品、轻工、机械、冶金、核能、石油化工、化工中广泛使用的承压设备。若想提高生产效率,保证生产安全,就必须以压力容器的安全运行为前提条件。压力容器作为工业生产中的常见设备,又是导致事故频发的设备,因此,压力容器设备的安全问题应该引起人们的足够重视。

2   无损检测技术

无损检测技术作为一门新兴的学科,其发展的历史较短,但是科学技术的进步使得无损检测技术发展较快,压力容器的安全已经离不开无损检测技术。所谓无损检测就是指不产生破损的前提下,运用声、光、磁、点等特性,并借助先进的设备和技术,对构件表面及其内部的性质和状态进行测试和检查,从而查明设备的实际状况。它能够在保持原设备的完整性的前提下进行检测,从而发现设备内部的问题,甚至在设备运行中也可发现其中缺陷。因此,无损检测在设备的生产中发挥着非常重要的作用。

2.1无损检测方法

目前常见的无损检测法一般为超声波检测法、射线检测法、渗透检测法、磁粉检测法、声发检测法和涡流检查法等,无损检测在压力容器上应用时,应该根据相关技术要求和规定,充分考虑设备的材质、结构介质、使用条件、制造方式和失效模式,选择最优的无损检测方法。其中超声波检测法和射线检测法是应用最广的无损检测法。射线检测法可以获得缺陷部位的直观图像,定位准确,可以对其检测数据进行现场记录,以便于长期保存。另外,射线检测法还有很好的重复性,对一些与照射方向平行或体积状缺陷有很好的检测效果。超声波检测法主要通过声波的散射、反射和透射作用,对被检测的设备进行力学性能变化检测和几何特性测量缺陷检测等,超声波检测法常用于金属材料、非金属材料以及符合材料等的无损检测,由于其穿透能力强的特点,对缺陷部位的定位较准,而且还可以对较厚的设备内部进行检测,另外,超声波检测法成本低,操作简单,对人以及周围环境危害较小,是较为实用的无损检测技术。磁粉检测法一般适用于磁性材料承压设备近表面缺陷和表面缺陷;涡流检测法一般适用于导电金属材料承压设备的近表面缺陷和表面缺陷;渗透检测法通常适用于非金属材料和多孔性金属材料承压设备的表面缺陷检测。

2.2无损检测技术检验压力容器前的准备工作

现场勘察,找出所有可能出现的噪声源,如电磁干扰、振动、摩擦和流体流动等。应对这些噪声源设法予以排除确定加压程序建立声发射检测人员和加载人员的联络方式确定换能器阵列换能器应直接耦合在容器或管道的表面或与容器或管道构成整体的波导杆上,并保证声耦合良好设定检测条件。

3   无损检测方法的应用

压力容器大多适用16MnR、Q235等低合金钢或碳素钢,具有低矫顽力、低剩磁的特点,因此在对压力容器进行缺陷检测时只能使用连续法。连续法是指在外加磁场磁化下,将磁悬液或磁粉加到构件上进行磁粉缺陷检测,由于压力容器的缺陷主要针对焊缝,包括角焊缝和对接焊缝等,一般不能使用固定式的设备,只能采用便捷式,这就使得磁粉缺陷检测方法受到限制,通常使用以下几种:

3.1交叉磁轭法

交叉磁轭法是压力容器无损检测中应用最为广泛的一种方法,这种方法可以产生旋转磁场,灵敏度高,检测效率高,操作简便,经过一次磁化可以检测出多方向的缺陷,非常适合于长的对接焊缝的缺陷检测,对角焊缝一般不适用。但是,由于交叉磁轭法的额定电压为380v,因此在工厂使用中受到一定程度的限制。

3.2磁轭法

磁轭法也是无损检测中一种常用的方法,该方法操作方便,很适合于角焊缝的缺陷检测,在检测过程中,为了能检测到各个方向的缺陷,须在设备同一部位做多次(至少两次)相互垂直的探测,并且应将焊缝分为多段,检测操作有一定的重叠,磁轭法效率偏低,一旦操作不当很可能造成漏检。

3.3线圈法

对于管角焊接缝和管道圆周可以使用绕电缆的方法进行缺陷检测,线圈法属于纵向磁化,可以发现热影响区和焊缝的纵向裂纹。

3.4触头法

触头法属于单方向磁化法,其电极之间的距离可以调节,可以根据灵敏度要求和缺陷部位的情况来确定电流的大小和电极之间的距离,对角焊缝可以灵活调节,触头法和磁轭法一样,同一部位也需要进行两次交叉垂直的检测。在实际情况下,压力容器的无损检测主要使用交叉磁轭法和磁轭法。对于压力容器对接的环、纵焊缝,这两种方法操作简便、效率高、灵敏度高,处于其他方法不可取代的地位。活动关节磁轭能很好的解决与压力容器垂直的接管角焊缝的检测,对于非垂直的接管角焊缝存在困难,线圈法和触头法能很好的解决这个问题。

4   无损检测时的注意事项

磁粉缺陷检测的灵敏度较高,但是操作不正确也会造成一定程度的漏检,给压力容器的安全带来隐患,因此,在压力容器的无损检测中应该注意:无损检测前要充分了解压力容器的材质、厂家和使用情况;准备检测的部位要符合规定的清洁要求;检测操作的方法要正确;工件表面要与磁极端面保持一定的间隙,这是为了防止在间隙处产生较大的漏磁现象。

5   结语

综上所述压力容器在现代化工业生产以及能源化工等各个领域都有非常广泛的应用,再加上压力容器对于密封性能有较高的要求,因此在应用无损检测技术检验压力容器时,需要保证无损检测具有较高的精确度,结合压力容器的具体情况,分析其运行中存在的问题,采用合适的无损检测技术,保证了锅炉压力容器的安全稳定运行,具有重要意义。

参考文献

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