无损检测方法在压力容器检验中的应用研究论文_贾林

无损检测方法在压力容器检验中的应用研究论文_贾林

江苏省特种设备安全监督检验研究院徐州分院 江苏徐州 221000

摘要:随着压力容器无损检测技术的不断发展,与其他的国家对技术的应用状况比较,我国对这些技术的应用还比较落后。在无损检测开放方面我国还缺少原创性的成果,基本上都是仿制其他国家的检测方法来实施设备安全检测的。为此,我国工业部门需要加强对无损检测技术的研究,采用定期检测的方式保证容器的质量和安全,从而提高工业生产的安全性,为安全生产提供更多的保障。此外,无损检测需要根据受检部位材料的特性以及缺陷的特征选择具体的检测方法,这样才能够保障检测结果的准确性。

关键词:无损检测方法;压力容器中;综合应用

一、压力容器的无损检验技术应用程序

采用无损检测技术时,正确的使用方法必须严格的按照无损检测的应用程序,即检验前的准备工作、检验设备的校准、检测、对检测的结果的评价等。以下以锅炉压力容器运用声发射无损检测方法探求缺陷为例。

(一)准备

采用无损检验技术对压力容器实施检验,做好各种准备工作是非常重要的。首先勘察锅炉压力容器的运行现场,将产生噪音的原因予以定位,诸如流体流动时所造成的干扰、受到电磁干扰而产生的噪声以及摩擦和震动的声音等等。将产生噪音的因素消除,才能够使得压力容器在运行中避免噪音干扰。此外,还要确定加压程序和能量转化程序,使锅炉处于能量转换状态的时候,主要的仪器能够与容器管道以及压力容器的表面耦合,由此而将无损检验环境塑造出来,确保无损检验技术有效实施。

(二)校准

压力容器采用无损检验技术进行检测,需要首先采用模拟源校准技术校准无损检验技术的灵敏度。比如,采用声发射信号发生器对无损检验技术效果进行检测,是以信号检测为主。信号模拟源可以采用2.5毫米长度的铅芯所产生的折断信号,当信号传播方向与检测容器的表面呈30度夹角,就可以获得信号响应。无损检验技术应用的过程中,还要校准通道的灵敏度,对模拟源所发射的信号的幅度值进行校准。如果模拟源距离转换器低于100毫米,接受检测的通道的幅度值与其他所有的通道的的幅度平均值之间的产值就会低于4dB(相对单位)。

对压力容器的衰减特性进行检测的时候,要求检测环境要符合声发射检测条件。如果衰减特性数据等同于检测条件,就不需要检测衰减特性,但是,在无损检验报告中要体现衰减特性数据。

(三)检测

检测的过程中,要观察声发射撞击的次数,不同的时间,载荷会有所不同,所获得的检测结果也会存在差异。随着声发射撞击的速度增加,撞击的次数也会增加,此时,就要停止加压、加载。

(四)检测结果的评价

将声发射源划分为强度等级和活度等级,对发射源按照等级确定。对声发射源按照活力划分,随着压力的增强,声发射源的活力就会增强。对声发射源的活性,可以其强度为标准进行划分,通过实验获得声发射源的指标以及幅度参数。

二、压力容器检验中所采用的无损检验技术

压力容器检验中采用无损检验技术的优势在于,不需要对检测对象造成损坏就可以实施有效的检测,而且能够确保检测对象在接受检测后依然能够处于良好的运行状态。采用无损检验技术对压力容器实施检测,可以降低检验成本,提高检验共工作效率。

(一)压力容器检验采用磁粉探伤检测技术

磁粉探伤检测技术就是将磁性材料所能够产生的磁化效应充分地利用起来。在检测的过程中,磁性材料会在被检测的工件的表面形成磁力线。由于磁力线是断断续续地存在的,导致局部表面出现畸变,从而使得漏磁场产生而将工件表面的磁粉进行吸附。处于光照环境下,就会发现有磁痕产生。被测工件表面的形状以及所存在的缺陷都会呈现出来。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆特别是采用这种方法可以将压力容器表面所存在的各种缺陷,诸如裂纹、白点、发纹以及折叠之处等等都能够清晰地显示。磁粉探伤检测技术在对压力容器进行检验的时候,由于其具有较高的灵敏度,所以,其对裂纹的检测精度可以达到微米级,而检测长度可以达到0.1毫米。采用磁粉探伤检测技术,工艺上是非常简单的,对检测环境没有绝对的限制,不仅能够很快地获得检测结果,而且检测的成本也相对较低。所有的检测结果,包括压力容器所存在的各种缺陷规格,包括缺陷的形状、大小以及所处压力容器的具体位置等等,都可以检测出来并直观地呈现。同时还可以对这些缺陷予以准确地分析。

(二)压力容器检验采用渗透检测技术

渗透检测技术就是使用渗透技术对压力容器进行检测。具体的检验技术操作中,就是将渗透液注入到压力容器中,去除多余的渗透液,使用显像剂就可以将压力容器所存在的缺陷显示出来。对压力容器采用渗透检测技术检验,通常压力容器采用疏松材质可以获得良好的检验效果。特别是压力容器的裂纹检验,采用这种技术是恰到好处的。但是,实施检验所采用的渗透液会导致环境污染。在检测的过程中,需要采取必要的保护措施。

(三)压力容器检验采用超声波检测技术

压力容器检验的过程中采用超声波检测技术,就是采用超声波仪器对压力容器的缺陷进行检验,超声波仪器运行中会产生超声波,其传播的过程中会因受到阻碍而返回。超声波所具备的这一特性,可以使其对压力容器的裂纹有效检测。由于超声波检测技术运行简单而仪器使用便捷,进行技术检验中的运行成本较低,且不会威胁到检验人员的人身安全造成威胁,所以,采用这种技术对压力容器实施检测可以获得良好的效果。

(四)压力容器检验采用射线检测技术

射线检测技术,本质上是利用电磁波或者电磁辐射(X射线和γ射线)的能量。  射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用,因吸收和散射使其强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿透的厚度,射线穿透工件后,由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同,底片上相应部位等会出现黑度差异。射线检测员通过对底片的观察,根据其黒度的差异,便能识别缺陷的位置和性质。

三、工程实例分析

某反应器,内径3500mm,设计压力6.38MPa,设计温度150℃,壳体材料为S32168+13MnNiMoR,厚度为4+56mm,与壳体连接的小直径接管均采用S32168III锻件,人孔和搅拌凸缘均采用20MnMoIII锻件衬S32168不锈钢,因壳体材料13MnNiMoR具有延迟裂纹倾向,不同材料之间的焊接又存在异种钢焊接的现象,对板材本身以及制造过程中的检测需要提出严格的要求才能保证产品的最终质量。首先壳体用13MnNiMoR钢板应逐张按照NB.T47013—2015进行超声检测,II级合格。筒体纵环焊缝采用100%射线检测,II级合格,并附加100%超声检测,II级合格。应对搅拌凸缘与壳体角焊缝以及人孔与壳体角焊缝进行100%射线检测,II级合格。所有焊缝应采用氩弧焊打底并保证全焊透,内外表面应进行表面,I级合格。封头成型后应进行100%超声检测,II级合格。所有基层材料的堆焊表面和堆焊层表面应进行渗透检测,I级合格,无损检测应在焊接完成24小时后进行。其次,热处理及水压试验后应对所有焊缝进行100%表面检测,I级合格。

四、结语

总而言之,在日常生产生活过程中,高温、易燃易爆和低温等压力容器起到了良好的承担作用,降低这些危险介质的危险系数,但是如果没有做好检验和使用管理,造成压力容器的泄露事故,那么会严重影响人们的正常生活,因此需要开展对压力容器的检验工作,由于无损检验方法具有较多的优势,此外也在压力容器的检测过程中得到了广泛的应用,并取得了较好的效果,与此同时也要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。

参考文献:

[1]张玉娟.无损检测技术在压力容器检验中的应用[J].科技资讯,2017,15(19):104-105.

[2]乔舟.浅析压力容器检验中无损检测技术的应用[J].化学工程与装备,2017,(02):244-245.

[3]李绍元.压力容器无损检测技术的合理选择与应用研究[J].河北农机,2015,(12):46+48.

论文作者:贾林

论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期

论文发表时间:2018/12/17

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