钢制压力容器设计制造检验中无损检测的要求

黄占旗

（宁夏特种设备检验检测院吴忠分院，宁夏吴忠 751100）

1 钢制压力容器无损检测的必要性

钢制压力容器是社会生产中一种较为常见的容器设备，其能在承受一定压力的基础上，盛装气体和液体，进而为工业、民用、军工等多个领域进行服务。现阶段，钢制压力容器在石油化工领域的应用极为普遍，据统计其已经占到石油化工领域压力容器总数的50%。在容器使用过程中，容器泄漏、爆炸的事故时有发生，这使得人们的生命财产安全受到威胁。目前，我国通过GB 150—2011《压力容器》、TRG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》，对钢制容器从设计、制造、检验到应用过程进行规范。

从制造到使用过程来看，钢制压力容器无损检测具有必要性。

（1）钢制压力容器无损检测涉及容器设计、制造、检验的各个环节，在其控制下，容器本身的危害可以得到有效控制，从而防止工业生产中容器泄漏及爆炸现象发生，实现了容器安全可靠运行。

（2）压力容器中的气体或液体具有一定的易燃易爆性，发生容器泄漏时极易对容器使用人员的人身安全造成影响。现阶段，通过无损检测的规范实施，可以有效确保容器使用过程的完整性，从而达到保护工业生产人员生命安全的目的。

（3）现阶段，我国注重工业生产的可持续发展，在其控制下，进行工业生产硬件设备的优化势在必行。钢制压力容器无损检测实现了生产中容器设备质量的有效保证，其为工业生产创造了稳定的基础环境，有助于现代工业生产的有序进行。

2 钢制压力容器无损检测的具体要求

2.1 方法选择要求

钢制压力容器无损检测中，检查方式的应用极为关键。实际检测中，检测方法控制要求有3 个：①射线或者超声检测技术是容器对接接头检测的主要手段，目前衍射时差法、可记录脉冲反射法、不可记录脉冲反射法是超声检测的3 种基本形式，应结合实际的工况对其进行技术选择应用；②一旦采用不可记录脉冲发射法进行容器检测，还应采用其他两种方式或射线探伤对钢制容器的局部进行检测；③对于铁磁性材料制作容器焊接坡口及焊接接头表面质量检测中，应优先选用磁粉检测手段进行实际检测，对于非铁磁性材料制作容器焊接坡口及焊接接头的表面质量检测，则应选用着色探伤检测。

2.2 实施时机要求

合理的把控无损检测时机能够有效提升检测结果的精准性。就焊接接头检测而言，应先检测容器的外观形状和尺寸大小，并通过目视检测初步确保容器完整。拼接接头检测中，应先确保接头成形的规范。利用12Cr2Mo1R 等材料制作压力容器时，容器本身存在一定的延迟裂纹倾向，所以在进行无损检测时，应确保检查时机和焊接成形相差24 h 以上，有裂纹倾向的应在热处理结束后再重新进行检测。此外，当压力容器抗拉强度下限不低于540 MPa 时，应在耐压试验后对焊接接头进行表面无损检测。

2.3 表面检测要求

需进行表面无损检测的钢制压力容器包含了多种形态：①在压力容器A、B、C、D、E 类接头中，一旦部分接头存在缺陷，容器生产人员对其进行过修磨、补焊或者拉筋处理，则应对处理面的表面进行检测；②含有C、D、E 类接头，异种钢焊接接头、存在热裂纹倾向的焊接接头需进行表面检测；③在奥氏体型不锈钢、奥氏体—铁素体不锈钢容器中，一旦钢材本身的厚度超过20 mm，则应对其对接或者角接的接头进行表面检测处理；④压力容器有对焊、覆层焊接接头时，需进行容器表面检测；⑤射线检测及超声检查中，容器上工程直径小于250 mm 的接管，需要对接管与对接部位进行表面检测；⑥在先拼接后形成的凸型封头上，除了对焊接接头内部进行射线或超声波检测外，还需要对所有的拼接接头进行表面检测。

2.4 组合检测要求

组合检测是当前钢制压力容器无损检测中应用最为广泛的检测方式。组合检测要求包括：①低合金钢制容器使用中，如果材料的抗拉强度下限不低于540 MPa 且容器本身存在A、B 类接头，则当焊接头厚度超过20 mm 时，应注重局部射线检测、超声检测的合理应用，检测范围包括焊缝交叉部位、焊接接头、容器表面局部等；②对存在缺陷的压力容器应进行补焊施工，同时需采用有别于射线检测和超声检测的方式进行补焊区域检测，确保其质量符合容器使用要求；③焊接接头局部检测时，如果容器的质量控制较为严格且不允许存在缺陷，则应适当延长检测长度。通常情况下，增加的长度应为接头长度的10%，焊接部位两侧新增的长度最小应为250 mm。该状态下，如果压力容器仍存在质量缺陷，则应对容器整体进行全面检测；④组合焊接应用中，磁粉检测和渗透检测中不允许出现容器质量缺陷，故而应进行容器问题的有效修补，确保产品质量合格。

2.5 检测技术要求

为进一步提升钢制压力容器无损检测的质量，在NB/T 47013—2015《承压设备无损检测》的规范下，对射线检测和超声检测提出了较高要求。其通常具体检测标准如表1 所示[1]。

表1 无损检测中射线、超声检测指标

2.6 切割焊接要求

目前切割焊接是钢制压力容器制作生产的重要方式。为了确保钢制压力容器的质量高效，在焊接前期应全面清理熔渣及有害物质，同时采用砂轮或其他工具确保材料坡口的平整。在高强度钢、铬钼合金钢切割焊接施工中，一旦材料的抗拉强度大于540 MPa，在其检测过程中，应采用磁粉检测或渗透检测的方式进行检测，然后规范化地清理焊痕、弧坑、飞溅等物质。此外，在基层焊缝上进行堆焊施工中，应在堆焊施工前现对基层的焊缝进行射线检测，确保其符合NB/T 47013—2015《承压设备无损检测》的控制要求。

3 钢制压力容器设计、制造、检验中无损检测的控制要点

3.1 钢制压力容器设计控制

钢制压力容器设计过程中，进一步提升其设计质量，确保后期加工容器符合无损检测要求，提升容器的使用效果，就必须注重压力容器结构特点的准确把控。现阶段，在不同的工业生产环节中，压力容器的应用形式差异较大，按照压力和容积来看，可以分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类不同等级，不同厚度、不同材料、不同结构，不同介质不同使用场合的压力容器，其无损检测的要求不尽相同，所以设计人员应结合容器的具体应用领域进行容器的规范设计，并确保设计容器的质量符合TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》，为后期的无损检测奠定良好基础。

3.2 钢制压力容器制造控制

压力容器制造中，首先应特别注重压力容器的安全性能。在压力容器生产过程中渗透安全管理理念，使容器满足无损检测的需要，质量符合无损检测标准规定是容器制造的最基本要求，是容器设备安全运行的基本保障。其次，要严格按照压力容器制造质量保证体系的规定，从材料、工艺，焊接过程、热处理，理化试验等各个环节控制好质量，为后期无损检测打好基础，从而确保制造的容器设备符合制造安全技术规范、标准要求，做到容器本质安全。

3.3 钢制压力容器检验控制

钢制压力容器无损检测是其质量控制的后期环节，该检测过程中合理选择射线检测、超声波检测、可记录的超声波检测、衍射时差超声波检测等方法，充分掌握检测技术是问题关键所在。只有规范地采用这些技术进行容器无损检测，才能为有效提升设备整体的安全性打下基础。

4 结论

钢制压力容器的无损检测对其应用性能提升具有重大影响。实践过程中，只有充分认识到压力容器无损检测的必要性，并在其检测技术规范控制的基础上进行钢制压力容器设计、制作、检测过程的全面优化，才能提升压力容器的无损检测水平，进而在保证其检测质量的同时，推动现代工业的有序发展。