福建省锅炉压力容器检验研究院
摘要:无损检测技术指的是利用科学专业化的先进设备仪器对锅炉压力容器质量进行无损伤式的检测,不仅能够提高检测准确度,还能相应减少传统检测方式对容器设备造成的损伤,来实现对锅炉压力容器具体结构、制作材料、工艺、所选介质以及材料使用情况的检测。无损检测技术的突出特点是能够在不破坏容器本身结构的前提下,对锅炉压力容器内部微观结构进行正确检测,从而对其内部构件的具体腐蚀情况、焊接情况以及整体运作情况进行分析,便于维修工作的正常展开。在锅炉压力容器检测中最常用的无损检测技术有超声波、射线、磁粉检测、渗透检测以及涡流检测等,其中使用频率最高的是射线检测法和超声波检测法,在实际应用中,应该根据不同的压力容器特征选择不同的检测方法。
关键词:无损检测;锅炉压力容器;检验应用
1.无损检测技术及锅炉压力容器特点分析
1.1无损检测技术分析
无损检测技术是一种非破坏性检测技术,能够在不破坏待测目标的状态、化学、物理性质的前提下,对检测目标进行结构、性质、成分等物理、化学方面的检查,具有非破坏性、全面性、动态性、可靠性等优点。无损检测技术的应用原理,是利用声、光、电、磁等的特性,来判断被测对象是否存在缺陷,以及缺陷位置、大小、性质、数量等信息。目前常用的无损检测技术有超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测等方法,不同的检测方法有不同的适用性,需要根据具体检测对像和检测任务来选用合适的检测方法。
1.2锅炉压力容器特点
锅炉压力容器是具有特定工艺并能承受一定压力的设备,一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔、接管、支座等构成,还包括大量的安全装置、仪表等。锅炉压力容器需要承受一定的工作压力,往往需要进行定的密封处理,其承压能力受材料介质、结构特点、使用环境等多方面因素的影响,发生故障往往容易产生爆炸、燃烧等安全事故。对锅炉压力容器性能具有影响的安全因素,如筒体裂纹、材料介质物理性能降低、安全装置失效、密封装置失效等都有可能造成锅炉压力容器安全事故,在检测时需要较为全面进行。
2.无损检测技术在锅炉压力容器检验中的应用
2.1低频率电磁技术
低频率电磁技术的检测手段就是利用设备激发探头在需要检测的容器内部输入一个低频率电磁信号。此信号遇到内部缺陷时接收到的反射信号就会发生改变,从而确定缺陷而位置并根据回波情况对缺陷进行定量分析。经过大量的实践研究,低频电磁技术在锅炉设备的检测中取得了较好的成果。低频电磁技术可以从设备的表面探测到内部表面、外表面和中间的缺陷,并对缺陷进行完整分析,尤其是对内部表面的损伤检测优势明显。同时此技术是一种非接触干式检测,设备内部的少量污染不会影响其检测结果,更使其在锅炉压力容器检测中获得了较好的实效。
2.2磁粉检测
2.2.1检测的基本原理
所谓的磁粉检测就是磁粉检验与探伤,是一种常规的无损检测技术。磁粉检测是利用铁磁材料被磁化后,因为损伤不连续的存在使得工件表面和附近的磁力线发生改变,扭曲变形进而出现漏磁场,即磁感应进入或者离开形成的磁场,其吸附施加在容器表面的磁粉,进而形成不同形态的磁痕,从而直观的反映出不连续的位置和形状、大小、严重度等。适用于铁磁性材料中存在的裂纹、白点、折叠、杂物等,检测灵敏度较高。其用于压力容器的检测优势有:能够直接的反映缺陷的具体情况、大小和位置等,并可以初步定性;具有较高的灵敏度,检测的范围小,最小可以检测到长度0.01mm的范围、宽度达μm级的裂纹;检测不受部件的形状和大小的影响;检测工艺简单、费用低且速度快。
2.2.2检测的方法
磁粉检测的应用有以下方法:磁轭方法,此方法应用广泛,设备较为简单且操作容易,活动关节磁轭可以检测角焊缝,实施中为了检测各个方向上的缺陷,必须在同一个位置进行两次相互垂直的探伤操作,且应将焊缝划分为多个检测部分,检测时应具有一定的重叠,此方法的缺陷是效率偏低且易出现漏检的情况;交叉磁轭方法,此种方法是压力容器检测的常见方法,可以产生旋转磁场,检测效率较高,其灵敏度较高、操作简单,一次磁化就可检测各个方向上的缺陷,适应长度较大的部位探伤,对角焊缝不适用。其检测需要提供380V的电压,使其受到了一定的局限性;触头方法是一种单向磁化方法,电机间的距离可以调整,根据探伤的部位和情况、灵敏度需求对电极、电流进行调整,对容器检测的适应性较强,此方法与磁轭法一样都需对某个部位进行两次检测,以保证准确。
3检测时的注意事项
尽管磁粉的探伤灵敏度相对较高,但如果检测时操作不当,这样非但发挥不出磁粉探伤的优势,而且还会使压力容器存在一定安全隐患,进而影响到检测单位的声誉。
下面是笔者结合自己的工作经验对磁粉探伤检测总结的一些注意事项:
3.1操作方法
理论上,探伤检测中在探伤面上任意方向的裂纹都存在与有效磁场交合最大幅值的机会,从而得出最大限度的缺陷漏磁场。在实际检测中,如果使交叉磁轭固定分段对焊缝探伤,由于在被探面上各个点位于的幅值和旋转磁场的不同,这样检测出来的结果可能会存在对一些裂纹的探伤灵敏度时高时低,影响探测结果,因此,一定要保证探伤操作方法的正确性。
3.2检测前充分了解容器材料、制造、使用情况
一些强度较高的钢材或者对裂纹较为敏感的钢材在达到一定使用条件的情况下都有可能产生裂纹,从而造成压力容器的失效。为了预防这一点,检测前一定要仔细查阅相关的使用资料、容器的材质、容器的焊接工艺和手法,在对容器的使用情况进行充分了解之后才能进行磁粉检测。
3.3检测面的清理打磨应符合要求
一般容器内部与介质接触面大多有锈、氧化皮,有的还有防腐层,容器外部有漆,检测时一定要对焊缝及两侧适当宽度进行认真清理、打磨,以彻底去除覆盖物,露出金属光泽为合格,否则会掩盖缺陷,影响缺陷显示,造成漏检。
3.4磁极端面与工件表面的间隙
磁极端面与工件表面之间保持一定间隙是为了交叉磁轭能在被探工件上移动行走。如果间隙过大,将会在间隙处产生较大的漏磁场。
结语
综上所述,随着社会的不断发展,电子和计算机技术的不断革新,常用于锅炉压力容器检测方法的无损检测方法也在随着科技潮流不断完善。由于压力容器本身的特殊性,以及密封性的严格要求,这就需要对容器进行无损检测技术进行无损探伤检测,提高其综合利用性能和精确度。目前,多种检测技术相结合的综合检测技术已经成为当前无损检测的发展趋势,这样不但在提高检测精度的同时,更具有针对性的针对各个容器各个部位,从而提高容器的工作效率,为其稳定、安全运行提供有力保障。
参考文献:
[1]封宇曲鹏通王诗卉:《无损检测技术在压力容器检测中的应用》,《品牌与标准化》,2012年04期
[2]吕锡志:《浅谈无损检测技术在压力容器检测中的应用》,《科技促进发展》,2009年12期