无损检测技术在压力容器中应用
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对压力容器无损检测技术应用的思考摘要:在现代化工业快速发展的今天,对产品质量的安全性以及产品使用的可靠性提出了越来越高的要求。
压力容器无损检测技术具有检测灵敏度高、不破坏试件等优点,因而得到了更为广阔的应用空间。
文章就几种常用的无损检测技术及其特点和选用原则进行了介绍,并提出了检测时应注意的几点事项。
关键词:压力容器;无损检测技术;思考1 压力容器无损检测技术目前常见的压力容器无损检测技术主要包括以下几种:1.1 超声波检测技术超声波检测技术的原理是利用超声波在介质中传播所产生的发射现象来清楚的反映所要检测物体的缺陷。
该技术在压力容器检测中主要用于压力容器钢板、螺栓件、锻件等的超声波检测。
超声波检测技术在厚度较大的容器壳体或大口接管与壳体的焊缝内部缺陷检测中有显著的优势,在检测中多使用脉冲型超声波探测仪,可以快速的检测出容器壳体对接焊缝内的裂纹缺陷。
同时,还可以对高压螺栓的裂纹缺陷进行检测。
该检测方法所用的脉冲型超声波探测仪凭借其体积小、重量轻、携带方便、可操作性强以及对人体伤害小等优点而得到了广泛的使用。
但是,该方法也存在一定的不足,不能用于压力容器的表面检测。
1.2 磁粉检测技术磁粉检测也称之为磁粉检验或磁粉探伤,在压力容器的无损检测领域中有着广阔的应用空间。
磁粉检测技术的原理主要是利用铁磁性材料的磁化作用,使试件表面产生漏磁场,进而与试件表面的磁粉相互作用,形成可见的磁痕,从而发现压力容器表面的缺陷位置、大小、形状以及缺陷程度。
磁粉检测技术一般用于压力容器制造的过程中。
采用该技术可对铁磁性材料中裂纹、白点、折叠等缺陷进行检测,并且检测灵敏度较高。
1.3 渗透检测技术该技术主要适用于固体材料表面开口缺陷的检测,对于表面积较大的缺陷检测,效果比较显著。
该技术的工作原理主要是利用液体的毛细现象,具体操作方法为:首先把液体渗透到表面的缺陷中,然后除掉多余的渗透液体,最后一步就是利用显像剂显示出压力容器表面的缺陷情况。
探讨压力容器无损检测技术运用摘要:压力容器的无损检测技术在我国已经应用了一段时间,在应用的过程中出现了一些问题,为了更好的保障产品的质量和检测容器的安全性,本文通过对无损检测技术的分析,更加合理的解释了无损检测技术的综合利用,从而更好的体现正确运用压力容器的无损检测在现代生产中的积极作用。
关键词:压力容器;无损检测;应用1、无损检测技术无损检测是一项新型的科学技术,它的使用可以对材料的内部结构和存在的异常或缺陷进行检测,这种检测是在不破坏和损坏检测对象的前提下进行的。
随着压力容器应用范围的不断发展和产品安全性控制的不断增强,无损检测能够探测零部件、工程材料等的内部结构和表面的缺陷,并通过对缺陷的类型、数量和性质等进行相应的判断和评价。
因此,无损检测在产品生产的安全控制上发挥着巨大的作用。
2、无损检测技术的分类2.1利用物质渗透现象的无损检测技术利用物质渗透现象的无损检测技术是一种最普遍的检测方法,主要包括两种检测方法,有渗透检测和磁粉法检测,主要的特点有成本低、操作流程简单、检测灵敏度较高等,那么能够检测的材料与缺陷的范围较广。
渗透检测和磁粉法检测各自有不同的原理,其中渗透检测的原理是基于毛细管现象来揭示固体材料的表面开口缺陷,在应用过程中依照的方法是将渗透液从工件的表面渗入到表面的开口缺陷中去,然后在用去除液清理掉多余的渗透液,最后在用显像剂将缺陷表现出来,该方法的检测灵敏度相对较高。
而磁粉法检测的方法依照的原理是基于缺陷处的漏磁现象进行的检测方法,因为漏磁处会与磁粉发生作用,从而显示出磁性材料表面和接近表面处的漏磁现象,这种方法主要应用于近表面处的裂纹和折叠现象。
2.2利用物质辐射特性的无损检测技术利用物质辐射特性的无损检测技术是利用射线的一种检测方法,其原理是根据被检测件吸收不同射线的类型进行的对零件的内部缺陷的检测方法,射线检测方法一般应用于工业生产中。
这种方法可以将缺陷的影像直观的显现出来,并且可以通过射线的底片对缺陷进行更进一步的分析,包括定性和定量分析,不仅可以长期的保存,对于体积型的缺陷敏感程度也较高,但由于射线对于人体是有害的,需要做出特殊的防护。
简议无损检测新技术在压力容器中的应用摘要:下文主要结合笔者多年的工作实践经验,阐述了声发射检测、金属磁记忆检测、红外热波检测、超声相控阵技术检测、激光检测和微波检测技术的压力容器无损检测方面的六种新技术,进一步说明这几种检测新技术的在压力容器上的应用以及它们的优缺点。
关键词:无损检测;新技术伴随着我国现代化工业的快速发展,压力容器在特种设备中的应用越来越多,其广泛应用于各行各业诸如石油化工、机械、纺织、冶金、制药、核能及运输等。
随着经济的迅速发展,压力容器的在用数量和应用范围也日益增大,现代工业正朝着“三高”(高温、高速、高载)方向发展。
压力容器在”三高”运行状态下往往未到下一个常规检测周期就已发生腐蚀和开裂等缺陷以致造成严重事故。
为保证压力容器在使用过程中安全运行,就需要对压力容器所存在的缺陷早发现早消除。
如今,压力容器的制造和运行检验中所采用的无损检测方法多种多样,除了常规无损检测方法(如超声、磁粉、渗透、涡流、射线等)外,还产生了一些无损检测的新技术、新方法、新仪器,接下来就介绍一下声发射、磁记忆、红外热波成相、超声相控阵技术、激光和微波无损检测新技术。
1.无损检测新技术1)声发射检测。
声发射技术应用于压力容器结构完整性检测与评价可分为三个方面:新制压力容器的声发射检测与评价、在用压力容器的声发射检测和评定、压力容器的声发射在线监测和评定。
压力容器在介质温度和压力作用下容易形成裂纹,在裂纹的形成和扩展直到开裂这一系列情况中都会发射出与之相关的大小不同的声发射能量信号,根据这些能量信号的大小来判断是否有裂纹产生以及裂纹的扩展程度。
声发射检测的一个重要特点就是必须在检测时对压力容器进行加载,一般采用的加载方法是对压力容器进行耐压试验,有时也会用工作介质直接进行加载,如果在整个加载过程中缺陷部位有声发射定位源信号产生,则判定缺陷是活性的;反之则判定缺陷是非活性的。
声发射检测的优点能够检测出活动的缺陷,即材料的断裂和裂纹的扩展,从而为使用安全性评价提供依据;可远距离操作,长期监控设备允许状态和缺陷扩展情况;装置较轻便;其局限性是设备价格昂贵;操作人员素质要求高;检测过程中干扰因素较多;声发射检测完成后,一般需要超声波检测复验。
浅析无损检测技术在压力容器焊接中应用摘要:伴随我国进入工业时代,压力容器已向着繁杂化及规模化方向前进,为社会经济的提高奠定良好基础。
然而因为其繁杂的构造、不良媒介和高压高温的运作情况均为检查作业造成不良影响,为杜绝安全事故的出现,必须要具备科学合理做支持,无损检测技术则是一种切之可行的检验方法,拥有高效性及稳定性等。
因此,本文对无损检测技术在压力容器焊接中应用进行分析。
关键词:压力容器;焊接;无损检测技术;应用1无损检测定义无损检测技术即非破坏性检测,就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下,为获取与待测物的品质有关的内容、性质或成分等物理、化学情报所采用的检查方法。
主要是以不破坏被检对象为前提,合理利用声、光、热,电磁等原理,对物体进行缺陷检测。
检测方式种类多样,大约70种。
无损检测技术在工业的发展中占据着重要的地位,是一个国家工业水平的重要体现。
2无损检测技术对降低电厂压力容器爆裂的重要意义火力发电厂压力容器爆裂现象具有极大的安全危害,不利于火力发电厂的可持续发展。
引起压力容器爆裂的原因主要是管材遭受损伤,被腐蚀或是磨损,过高的温度也可能引发压力容器爆裂。
另外,爆裂还受压力容器焊接、构件加工等因素的影响,增加了压力容器泄漏的频率,以致于很容易出现压力容器爆裂故障。
当压力容器受到腐蚀的时候,则会对压力容器的正常运行造成影响,检验此类型的压力容器损害时,可充分利用射线、磁记忆等检测方法,这类型的无损检测技术能够充分发挥其作用,及时发现压力容器中的缺陷,防止压力容器在检测过程中受到二次损伤,从而减少压力容器爆裂现象的发生。
压力容器还有可能出现磨损缺陷,造成这种损坏的原因在于压力容器运输过程中擦伤或是碰撞导致压力容器表面变得粗糙,多是外部损坏,而压力容器的内部出现磨损则是制造过程中出现问题。
在检测压力容器破损状况时,可以采用宏观检测方式,通过测量、触摸来发现和处理压力容器的磨损缺陷,以避免其恶化为腐蚀等更严重的情况,以降低压力容器的爆裂几率。
无损检测在压力容器制造中的应用及优劣摘要:本文深入探讨了无损检测技术在压力容器制造中的重要性与应用。
首先,介绍了无损检测在保证压力容器内部质量、安全使用以及优化制造工艺方面的关键作用。
其次,探讨了合理安排检测顺序、选用适当方法以及结合多种技术的应用特点,以提高生产效率和产品质量。
最后,对磁粉检测和渗透检测等不同方法的优缺点进行了评估。
本文指出无损检测在压力容器制造中的重要性,并强调了不同方法的优劣,为压力容器制造提供了关于无损检测选择和应用的有益见解。
关键词:无损检测;压力容器;制造应用引言:在压力容器制造中,无损检测技术扮演着至关重要的角色。
这些技术能够在不损伤材料的情况下,全面检测内部缺陷,从裂纹到夹层,为确保产品质量和安全性提供了可靠手段。
然而,尽管无损检测在提高生产效率和降低成本方面具有显著优势,但其操作复杂度和需要专业知识的特性也值得我们深入探讨。
一、无损检测在压力容器制造中的应用(一)保证压力容器内部质量无损检测在压力容器制造中的关键作用体现在保证其内部质量方面。
利用超声波、磁粉探伤等先进技术,无损检测能全面扫描材料内部,确保焊缝的完整性和质量,排除可能存在的隐患,如裂纹、夹杂等缺陷[1]。
这种精准的内部检测,保证了压力容器在运行过程中不受内部问题的影响,从而提高了其安全性和可靠性,为工业生产提供了强有力的支持和保障。
因此,无损检测在压力容器制造中是确保产品质量和用户安全的关键环节。
(二)保证压力容器安全使用无损检测在压力容器制造中的应用是确保压力容器安全使用的重要环节。
通过使用先进的无损检测技术,如超声波、射线检测等,可以全面审查压力容器的构造和焊接,排除潜在的缺陷和不良部分,确保其符合设计标准和安全要求。
这种预防性的检测,使压力容器在实际操作中避免了潜在的裂纹、疲劳或其他内部问题,提高了其稳定性和耐久性,从而最大程度地保障了工作环境和人员的安全,避免了可能的事故风险,确保了设备的可靠运行。
2017年11月无损检测技术在高温压力容器不停车、不开罐检测中的应用张文庆(河北华北石油特种设备检验所,河北任丘062552)本文在试验研究和国内外资料调研的基础上,总结了高温在不停车检测技术方法,探讨了其应用范围和检测精度,讨论了高温在线检测技术在压力容器安全运行的重要作用。
高温下压力容器失效形式比较复杂,在设计时也难以进行控制。
因此,高温环境作用下,压力容器的失效概率是很高的。
长期在高温、高压下操作的设备存在高应变应力部位,这是设备的最薄弱部位,极易萌生裂纹并快速扩展导致设备失效,严重影响整个装置的长周期安全运行,是石油化工、化工行业的重大安全隐患。
1高温压力容器在线检测技术1.1厚度测量高温容器腐蚀失效占高温容器事故而迫使企业非计划停车的30%以上,因此,高温容器在役腐蚀检测与长期状态监测是防止高温容器腐蚀失效乃至灾难性事故的最为有效的手段。
厚度测量是压力容器在线检测的重要手段。
石化行业的常减压、焦化装置的容器等常常因冲蚀减薄而造成泄漏,严重的产生起火爆炸,酿成事故[1]。
常规测厚仪要求被测件表面温度小于50℃,显然不能满足高温压力容器在线检验需求。
为解决这一问题通常选用高温测厚探头,并且搭配相应温度下的高温耦合剂。
由于在不同温度下,材料中超声波的声速、声压发生变化,随着温度的升高,超声波的速度降低[2],声波幅度衰减显著变大,在高温超声波横波检测前应该有声速的修正过程。
声速修正讲超声脉冲垂直入射已知厚度的被测试样中,根据超声脉冲回波或透射波的传播时间来计算声速。
通过发射低频磁场,在材料表面产生涡流信号,在材料表面以下,涡流信号逐渐衰减,衰减程度与材料壁厚的成函数关系,涡流信号在材料另一侧面(背面)信号突然消失。
通过涡流信号强度与突然消失的时间,可计算出材料厚度。
这个厚度是磁场区域内的平均厚度,即探头区域内的平均厚度。
1.2焊缝及母材外表面缺陷的检测技术1.2.1磁粉检测磁粉检测可检测材料表面近表面缺陷。
浅谈无损检测技术在压力容器中的应用
【摘要】在用压力容器定期检验过程中,检验方法主要有宏观检查、壁厚测定、无损检测、硬度测定、金相检验、化学分析或是光谱分析。
本文介绍当前压力容器使用过程中所采用的无损检测技术,包括射线、超声、磁粉、渗透等常规技术,声发射、tofd、磁记忆等新技术,并论述他们的工作原理、优缺点和应用范围。
【关键词】压力容器;无损检测;新技术
0 概述
压力容器,是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备。
贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。
在化工、能源、机械等行业应用非常广泛,国家为了确保它的安全运行研究了一系列检验办法,无损检测技术具有不破坏试件,检测灵敏度高等优点,所以其应用日益广泛。
本文主要介绍压力容器定期检验中常用的无损检测技术。
1 无损检测方法
现代无损检测的定义是:在不损坏试件的前提下,以物理或化学方法为手段,借助先进的技术和设备器材,对试件的内部及表面的结构,性质,状态进行检查和测试的方法。
1.1 射线检测
射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未熔合、未焊透等缺陷。
另外,对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容
器多采用ir或se等同位素进行γ射线照相。
但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。
1.2 超声波检测
超声波检测是利用超声波在介质中传播时产生衰减,遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。
该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快、成本低等优点,且超声波探伤仪体积小、重量轻,便于携带和操作,对人体没有危害。
但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷,此外,该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。
目前大量应用于金属材料和构件质量在线监控和产品的在役检查。
如钢板、管道、焊缝、堆焊层、复合层、压力容器及高压管道、路轨和机车车辆零部件、棱元件及集成电路引线的检测等。
1.3 磁粉检测
磁粉检测是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材
料表面和近表面缺陷的无损检测方法。
在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等几个阶段,磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。
磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快,检测灵敏度高。
缺点在于只适用于铁磁性材料,工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。
1.4 渗透检测
渗透检测是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料的表面开口
缺陷,其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中,用去除剂清除多余渗透液后,用显像剂显示出缺陷。
渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料,如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。
1.5 涡流检测
涡流检测的理论基础是电磁感应原理。
金属在交变磁场作用下产生涡流。
根据涡流的大小和分布,可检出铁磁性和非铁磁性材料的缺陷,或分选材料、测量膜层厚度和工件尺寸,以及材料某些物理性能等。
涡流检测适用于各种导电材质的试件探伤,可以检出表面和近表面缺陷,容易实现自动化检测,检测速度快。
但是对于形状复杂的试件很难应用,一般只能用其检测管材、板材等轧制型材,由于不能显示出缺陷图形,无法从显示信号、判断出缺陷性质;检测干扰因素较多,容易引起杂乱信号,由于集肤效应,埋藏较深的缺陷无法检出。
1.6 衍射时差法超声检测(tofd)
衍射时差法超声检测,是利用缺陷部位的衍射波信号来检测和测定缺陷尺寸的一种超声检测方法,通常使用纵波斜探头,采用一发一收模式。
衍射时差法超声检测,超声波束覆盖区域大;实时成像,快速分析;缺陷的衍射信号与缺陷的方向无关,缺陷检出率高;缺陷高度
测量精确;缺陷的定量不依赖于缺陷的回波幅度。
但tofd在扫查面和底面存在几毫米的表面盲区;tofd信号较弱,易受噪声影响;对中下部缺陷和部分良性缺陷(如气孔、夹层)则夸大,采用数据分析,对检测人员要求较高。
1.7 声发射检测
声发射是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂,以弹性波形式释放出应变能的现象。
而弹性波可以反映出材料的一些性质。
声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。
声发射信号是在外部条件作用下产生的,对缺陷的变化极为敏感,可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息,检测灵敏度很高。
此外,因为绝大多数材料都具有声发射特征,所以声发射检测不受材料限制,可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。
1.8 磁记忆检测
磁记忆检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中
区的一种无损检测方法,其本质为漏磁检测方法。
磁记忆检测方法不要求对被检测对象表面做专门的准备,不要求专门的磁化装置,具有较高的灵敏度。
金属磁记忆方法能够区分出弹性变形区和塑性变形区,能够确定金属层滑动面位置和产生疲劳裂纹的区域,能显示出裂纹在金属组织中的走向,确定裂纹是否继续发展。
2在用压力容器的无损检测
在用压力容器检验的重点是压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素影响而产生的腐蚀、冲蚀、应力腐蚀开裂、疲劳开裂及材料劣化等缺陷,因此除宏观检查外需采用多种无损检测方法。
2.1 表面检测
表面检测的部位为压力容器的对接焊缝、角焊缝、焊疤部位和高强螺栓等。
铁磁性材料一般采用磁粉检测,非铁磁性材料采用渗透检测。
2.2 超声波检测
超声波检测主要用于检测对接焊缝内部埋藏缺陷和压力容器焊缝内表面裂纹。
超声法也用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。
由于超声波探伤仪体积小、重量轻,便于携带和操作,而且与射线相比对人无伤害,因此在在用压力容器检验中得到广泛使用。
2.3 射线检测
x射线检测方法主要用于板厚较小的压力容器对接焊缝内部埋藏缺陷的检测,对于人不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器通常采用ir-192或se-75等同位素进行γ射线照相。
另外,射线检测也常用于在用压力容器检验中对超声检测发现缺陷的复验,以进一步确定这些缺陷的性质,为缺陷返修提供依据。
2.4 衍射时差法超声检测(tofd)
tofd主要用于大直径厚壁压力容器焊缝的检测,尤其是厚度超过200mm的焊缝,实现射线照相几乎是不可能的。
tofd检测一次扫查就可以实现大范围的检测,检测速度快,安全,方便。
2.5 涡流检测
对于在用压力容器,涡流检测主要用于换热器换热管的腐蚀状态检测和焊缝表面裂纹检测。
2.6 声发射检测
压力容器在高温高压下由于材料疲劳、腐蚀等产生裂纹。
在裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号,声发射检测根据声发射信号的大小来判断压力容器在使用过程中
是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。
2.7 磁记忆检测
磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位,这些部位容易产生应力腐蚀开裂和疲劳损伤,在高温设备上还容易产生蠕变损伤。
磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位,它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查,从而发现焊缝上存在的应力峰值部位,,然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相分析,以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。
3结论
无损检测技术在压力容器的制造、安装和使用过程中,对保证其质量和安全运行起了极其重要的作用。
对于压力容器在用过程的定
期检验,以表面检测和声发射检测方法为主。
另外,电磁涡流检测和磁记忆检测等新技术在在线检测方面已开始得到应用。
可以预计,随着新的无损检测技术的发展,必将有一些检测速度更快、灵敏度和可靠性更高、缺陷显示更直观的新方法在压力容器的定期检验中得到应用。
参考文献:
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[4]叶琳,张艾萍.声发射技术在设备故障诊断中的应用.机械工业出版社, 2000.
[5]郑晖、林树青.超声检测[s]. 北京:中国劳动社会保障出版社[m],2008.
作者简介:
刘宁宁(1984-),女,辽宁凌海人,学士学位,辽阳市特种设备监督检验所工作,助理工程师。