承压设备无损检测与评价技术发展研究

冯新

关键词：承压设备；无损检测与评价技术；发展

1引言

为了确保承压设备的使用安全，各个国家都通过立法形式对承压设备的设计、制造、安装和使用提出具体的安全要求。所以在以上过程中，为了确保承压设备符合国家相关标准要求，就需要通过相关的检验检测手段进行验证，而且在承压设备的使用过程中，也需要通过相应的检测手段来进行定期检查和剩余使用寿命的安全评定。在承压设备的检测手段中，无损检测与评价是其中重要的检测手段之一，对确保承压设备的本质安全和运行安全发挥着重要作用。

2无损检测与评价在承压设备中的重要性

所谓无损检测就是在不影响检测对象的使用性能和用途的前提下对检测对象的材料或结构进行检查和测量的方法。其主要作用就是对材料或构件的表面以及内部的缺陷进行检测；对材料或构件的内部组成或组织、结构、物理性能和状态进行检测；对工件的结合特征和尺寸进行测量。对于承压设备来说，无损检测的技术主要有目视检测、泄漏检测、渗透检测、射线检测、超声检测、涡流检测等技术。目前逐渐开始成熟应用的无损检测新技术主要涉及辐射检测、声学检测和电磁检测等领域。

对于承压设备来说，其建造和使用过程是影响其安全的主要因素，在其建造过程中，可以采用相应的无损检测技术对其建造所用原材料以及生产、制造和安装过程进行检测，主要作用就是发现上述过程以及原材料中的冶金缺陷和焊接缺陷等。而在承压设备的使用过程中，采用无损检测技术对承压设备进行定期或不定期的不停机检验和停机开罐检验，主要是对其使用过程中的开裂、腐蚀、材料劣化、疲劳损伤、高温蠕变损伤等缺陷进行检测，而且还可以对使用过程中的上述问题的危害程度进行分级和评价，并为承压设备继续使用的安全性能以及使用寿命提供依据。

3几种承压设备无损检测与评价新技术研究

3.1射线检测新技术

承压设备无损检测中的摄像检测技术，就是利用射线与被检测对象发生相互作用，通过得到的射线信号对被检测对象的组织结构和缺陷等内部信息进行分析的检测技术。自X射线被应用于承压设备检测以来，随着材料、电子技术以及计算机技术的发展，目前新兴的射线检测新技术主要有CR、DR、CT检测技术等。

一是CR技术，其利用的是基于光激励荧光粉的成像板记录X射线影像，形成潜影，而后通过激光扫描激发与潜影能量分布一致的可见光，并进一步转换为电信号，生成可以传输和储存的数字图像。此技术与传统的无损检测技术相比，具有较低的检测成本和较短的检测时间，而且应用此技术所检测出的结果也便于进行分析和传输。目前此技术主要应用于承压设备制造过程中的焊接接头检测和铸件检测，以及承压设备使用过程中的腐蚀检测和剩余壁厚检测等方面。

二是DR技术，就是在计算机的控制下对被检测对象直接进行X射线摄影的检测方法。其所用的检测设备是由早期的电荷耦合期间图像传感器发展而来的，目前新型的DR技术主要采用的是新型X射线交互介质材料和新型探测器，其原理是在二极管阵列的表面安装有X射线闪络晶体材料，并将其与图像采集系统进行连接，这样就可以将所检测的信息直接传输至计算机中进行处理和存储。此技术具有较高的检测效率和较低的辐射剂量，并且具有较高的图像处理和输出效率。

三是CT技术，此技术是在医院领域逐渐发展起来的，其系统组成主要包括射线源、探测器以及精密机械，及相配套的软件以实现扫描数据获取、图像重建和图像应用等。此技术具有较高的分辨率和定位精度，以及没有影响重叠的优点，而且具有较小的体积和重量，便于携带和应用。目前随着科学技术的发展，射线无损检测技术也正在向快速化、便携化和通用化方向以及向专业化、大型化和高能化两个方向发展，并且与其他检测技术相融合，向新的检测技术方向发展。

3.2声学检测新技术

声学检测技术主要包括主动式的超声检测和被动式的声发射检测两大类。前者主要是通过向材料内部或表面发射超声波，并对经材料传播后的超声波信号进行接收和分析之后来对被检测对象的信息进行获取的检测技术。在承压设备无损检测中主要应用于对承压设备的母材和焊缝缺陷进行检测。而后者主要通过对材料内部发出的声发射信号进行探测和分析来对材料缺陷、应力变化等信息进行检测的技术。在承压设备的无损检测中主要应用于对承压设备进行已知缺陷活性的识别和结果完整性的评价。目前在承压设备的无损检测中应用比较广泛和成熟的声学检测技术主要有相控阵技术、TOFD技术、激光超声技术、电磁超声检测技术、导波技术、非线性超声技术等。

目前对承压设备进行无损检测的声学检测新技术则主要有GWUT技术、超声成像技术、电磁超声检测技术、声发射检测技术、声-超声检测技术等。与其他无损检测技术相比，声学检测技术具有检测操作便捷、无污染、成本低以及自动化程度高等优点。并且随着人们对声学检测原理认知的不段深入，声学检测技术也正在向高可靠性、多特征评价、在役检测大数据分析、定制化等方向发展。而且也与其他检测技术以及计算机模拟技术相融合，具有广泛的应用和发展前景。

3.3电磁检测新技术

电磁检测技术主要是利用材料在电磁场的作用下会呈现出不同的电学和磁学参数的变化以及其他物理量的变化，从而可以通过对以上参数的检测来获取材料的组织、性能和几何形状等信息的技术。此技术基于磁粉检测技术和涡流检测技术正在逐渐向基于电场、基于磁场和基于电磁场等三大类检测技术方向发展。对于基于电场的无损检测技术来说，目前新型的检测技术主要是电位法检测技术。而基于磁场的新兴检测技术则主要包括漏磁检测技术、磁记忆检测技术和磁特性参数检测技术等。基于电磁场的新兴检测技术则主要包括扫频涡流检测技术、多频涡流检测技术、脉冲涡流检测技术、交流磁场检测技术、远场涡流检测技术、涡流阵列检测技术以及磁光涡流检测技术等。此技术主要具有对被检测对象的表面要求较低、在检测过程中无需耦合剂以及对被测对象进行特殊保护的特点，此外还具有较高的综合检测效率和降低的检测成本。随着各项技术的发展，电磁检测技术也正在向高精度、集成化、高效率以及复合等方向发展。

4结语

承压设备主要包括锅炉、压力容器和压力管道等，是属于特种设备的范畴，被广泛应用于石油、化工、电力、冶金等行业中，而且在使用过程中容易承载具有高温、高压、易燃、易爆、剧毒等具有高危险性的介质，一旦其质量出现问题就容易引发泄漏或爆炸等重大事故，造成巨大的经济损失和人员伤亡。为了确保承压设备的使用安全，在承压设备的制造和使用过程中，采用无损检测技术对其安全性能进行检测，而且随着新技术的发展，承压设备的无损检测技术也正在向智能化、专业化和自动化等方向发展。

参考文献：

[1]祖宁,段瑞,刘子方,等.承压设备射线检测透照长度计算及相关影响因素的研究[J].中国特种设备安全,2017,33(3):55-60.

[2]黄国兴.TOFD技术在承压设备无损检测中的应用[J].企业技术开发月刊,2016,35(20).