锅炉压力容器无损检测技术应用研究

张波 刘同涛 翟春晓

摘 要：近年来，随着我国工业生产的迅猛发展，使锅炉的应用也越来越广泛，而锅炉作为一种特种设备，在运行过程中要承受火焰加热而带来的高压和高温，因而也就存在着爆炸和泄漏的危险。一旦锅炉在设计、安装、运行及检验过程中没有进行严格控制，就会可能会对人们的生命产生威胁的同时还会对国家的财产安全带来严重影响。因此，我国非常重视锅炉压力容器检测技术的发展，并通过无损检测技术来提高锅炉压力容器运行的安全性。而本文则主要对锅炉压力容器无损检测技术的应用进行详细介绍和探讨。

关键词：锅炉;压力容器;无损检测技术;应用研究

无损检测技术指的是采用磁场、声波及电磁等方式对容器壁和内表面进行无损伤检测的一种技术，这种检测方法不仅能对产品质量及安全问题进行有效监督，而且还能有效降低成本，节约资源，使锅炉的劳动生产力和成品率得到有效提高。还有因无损检测技术不会对检测件产生破坏，且检测方式也比较灵活。因此，无损检测技术的应用范围也越来越广泛，并且对锅炉压力容器的安全生产在一定程度上也产生了影响。

1 锅炉压力容器无损检测的主要技术

1.1 磁粉检测法

磁粉检测法指的是对磁性材料的磁化功能进行利用，然后将具有磁性材料的锅炉压力容器进行磁化，若材料本身存在裂纹或缺陷，就会导致材料磁性出现不连续性，使材料局部出现畸变而构成漏磁场，在这种情况下，材料表面的磁粉就会被吸附到漏磁场中，通过阳光的照射下可发现存在磁痕，然后对磁痕不连续性的位置、形状、大小及严重程度进行确认，从而检测出材料的缺陷。还有磁粉检测法也可对存在缺陷检测件的严重程度和大小情况进行有效检测[1]。另外，磁粉检测具有检测方法简单、成本低以及检测效率高等特点，并且在对检测件进行检测的过程中，检测件的形状和大小也不会对检测带来影响，同时对微米级的裂痕宽度也能检测出来，但这种检测方法只能检查出表面缺陷，对深度缺陷无法進行明确判断。

1.2 超声检测法

在锅炉压力容器无损检测技术中，超声检测法是目前应用最多的检测方法之一，具有检测效率高、速度快等特点。其应用原理是使用频率在0.5MHz-5MHz之间的超声波，然后在材料中按照预定的方向和速度进行传播，一旦遇到不同声阻抗异质界面，超声波就会出现反射现象，从而通过反射对材料内部存在的缺陷进行准确判断[2]。

1.3 射线检测法

射线检测法指的是对射线的电离作用和穿透性等特点加以利用，然后射线在穿透检测件的过程中，受检测件介质的影响会逐渐减弱，而减弱的程度由射线穿透检测件的阻力系数和介质厚度决定。当检测件存在一定缺陷时，其阻力系数和完整检测件的阻力系数是不同的。射线在传统检测件完整部位和缺陷部位时，所呈现出的射线强度差异性一般较大，这时就可对材料的缺陷部位进行明确判断。

1.4 渗透检测法

渗透检测法主要适用于非金属、金属及磁性等材料表面存在开口缺陷的一种检测方法，其检测技术具有一定的适用性，并且检测结果也比较准确。其应用原理是采用毛细现象作用，将渗透液涂抹在检测件表面，如果检测件存在缺陷，渗透液就会渗进各种开口在表层的细小裂缝、缺口等缺陷中，待检测件表面渗进的渗透液全部干了以后，再添加显像剂，就能发现检测件存在的缺陷[3]。

1.5 涡流检测法

涡流检测法指的是通过交变磁场，让被检测件在电磁感应中产生密闭式环状电流，然后再对锅炉压力容器进行检测。其应用原理是通过检测件的缺陷、性质以及电导率等因素对涡流的影响来激发出磁场变化，从而对检测件的缺陷及损坏位置进行有效评估[4]。比如，在对检测件进行检测的过程中，若检测压力位置的电磁涡流为层状，呈直线流动，同时分布比较均衡的话，涡流就会对垂直在被检测件的磁场进行感应，如果检测件该位置存在缺陷的话，涡流的流动就会出现变化，同时垂直磁场也会出现相应改变，从而可将检测件的缺陷显现出来。还有在磁场中平行放置磁光感应器，垂直磁场也会变化成像，将缺陷位置详细的现实出来。

2 锅炉压力容器无损检测技术的应用

2.1 无损检测在材料介质中的应用

锅炉压力容器的组成主要包括金属板、锻件以及管材等材料。而想要确保这些材料的质量符合相关要求，就需要对这些材料介质的几何形状及制造工艺等进行检测。其中，想要保证金属板材料的质量，可通过超声检测法来进行检查，而板材的的制造工艺是否符合相关要求，可通过在高压、剧毒及腐蚀等工作环境中进行检测，以此保证板材的制造在工艺要求范围内，还有板材在制造的过程中，还要对裂纹、孔洞及分层等缺陷进行检测;对于锅炉压力容器中所使用的的管材，可通过超声检测法或涡流检测法来进行检测，以此对管材是否存在纵向缺陷、表面缺陷或近表面缺陷进行判断;而对于管板、法兰及接管等钢锻件，也可通过超声检测法来进行检测，以此判断是否存在危害性冶金缺陷;还有对于铸件材料，可通过射线检测法进行检测，从而对其截面厚度、几何形状等是否存在疏松、缩孔及热烈等缺陷进行判断。

2.2 无损检测在制造过程中的应用

锅炉压力容器在制作的过程中需要大量的焊接工艺，而想要保证焊接的质量，就需要对焊接标准抗拉强度、接头内部缺陷以及表面开口缺陷等进行检测。其中，对于接头内部缺陷，可通过射线检测法来进行检测，而检测设备可选择电子直线加速器、X射线探伤机等射线探伤设备，因不同的设备检测厚度存在不同，如直线加速器的检测厚度在200-400mm之间，X射线探伤机的检测厚度在90mm左右，所以在选择检测设备时，需根据检测目标来进行选择;对于表面开口缺陷，可通过磁粉检测法来进行检测，而检测设备可选择磁粉探伤设备，但对有色金属或不锈钢的焊接质量进行检测时，超声检测法的检测结果比磁粉检测法更加准确;还有锅炉压力容器在制造完成以后，需要进行耐压试验，以此判断其质量是否符合相关要求。一般情况下，耐压试验可通过水、油或空气等介质来进行检验，如果锅炉压力容器还增加了特殊要求，就需要在耐压试验的基础上再加上渗透检测法，以此检测锅炉压力容器在耐压试验中是否存在开裂、裂纹萌生及裂纹扩展等问题。

2.3 无损检测在使用过程中的应用

根据相关规定，锅炉压力容器在运行期间，必须要进行定期检验，以此保证其安全运行。而定期检验有两种方式，分别为停止运行内外部检验和不停止运行外部检验，锅炉压力不停止运动外部检验需一年一次，而停止运行内外部检验需6年一次，主要对锅炉压力容器在使用过程中是否存在材料劣化、疲劳开裂以及开裂等缺陷进行判断。其中，通过表面检测方法对锅炉压力容器的角焊缝、螺栓强度、对接焊缝以及焊接部位等进行检测，在检测过程中，若材料属于铁磁性材料，可采用磁粉检测法进行检测，若锅炉压力容器内部的可视度较弱时，可采用荧光磁粉法进行检测，而锅炉压力容器外部可采用湿式黑磁粉法进行检测，若一些角焊缝通过磁粉检测不到位时，可选择渗透检测法，还有在对压力容器的焊缝表面状态和腐蚀状态进行检测时，可选择涡流检测法对其是否存在蚀坑、穿孔等缺陷进行检测。

3 结束语

总的来说，无损检测技术具有可靠性高、全面得特点，其对锅炉压力容器进行检测时，不会造成破坏性影响的同时还可对锅炉压力容器的材料介质性能、制造质量以及使用损伤等方面进行详细检测，将零部件和原材料的缺陷得到准确消除，以此使锅炉制造问题得到有效控制的同时还能使锅炉产品质量得到提升。因此，无损检测技术是一种比较有效的检测技术。但需要注意的是，无损检测技术对锅炉压力容器进行检测时，需结合实际情况和检测要求，来选择合适的检测技术，从而使检测结果更加准确和全面。

参考文献：

[1]邵利军.无损检测技术应用于锅炉压力容器检验的技术分析[J].中国高新技术企业，2018（31）：52-53.

[2]孙政.无损检测技术应用于锅炉压力容器检验的技术研究[J].电子制作，2015（2）：137-139.

[3]侯巍.无损检测技术应用于锅炉压力容器检验的技术分析[J].中华民居（下旬刊），2016（05）：188-189.

[4]秦立臣，阮艳灵，于凯霞.浅谈锅炉压力容器无损检测技术[J].中国科技纵横，2017（5）：54-57.

作者简介：

张波（1981- ），男，山东省淄博市张店人，汉族，大学本科学历，山东省特种设备检验研究院淄博分院，特种设备检验检测方向。