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壓力容器無損檢測技術的原理及應用

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壓力容器無損檢測技術的原理及應用

  [論文關鍵詞]壓力容器 無損檢測 新技術

  [論文摘要]
介紹當前壓力容器製造和使用過程中所採用的無損檢測技術,包括射線、超聲、磁粉、滲透等常規技術和聲發射、磁記憶等新技術,並論述他們的工作原理、優缺點和應用範圍。
    
  
  一、引言
  
  隨着現代的發展,對產品質量和結構安全性,使用可靠性提出越來越高的要求,由於無損檢測技術具有不破壞試件,檢測靈敏度高等優點,所以其應用日益廣泛。目前對壓力容器的檢測方法有多種,本文主要介紹無損檢測的常用技術如射線、超聲、磁粉和滲透及新技術如聲發射、磁記憶等。
  
  二、無損檢測方法
  
  現代無損檢測的定義是:在不損壞試件的前提下,以或化學方法爲手段,藉助先進的技術和設備器材,對試件的內部及表面的結構,性質,狀態進行檢查和測試的方法。
  (一)射線檢測
  射線檢測技術一般用於檢測焊縫和鑄件中存在的氣孔、密集氣孔、夾渣和未融合、未焊透等缺陷。另外,對於人體不能進入的壓力容器以及不能採用超聲檢測的多層包紮壓力容器和球形壓力容器多采用Ir或Se等同位素進行γ射線照相。但射線檢測不適用於鍛件、管材、棒材的檢測。
  射線檢測方法可獲得缺陷的直觀圖像,對長度、寬度尺寸的定量也比較準確,檢測結果有直觀紀錄,可以長期儲存。但該方法對體積型缺陷(氣孔、夾渣)檢出率高,對體積型缺陷(如裂紋未熔合類),如果照相角度不適當,容易漏檢。另外該方法不適宜較厚的工件,且檢測高、速度慢,同時對人體有害,需做特殊防護。
  (二)超聲波檢測
  超聲檢測(Ultrasonic Testing,UT)是利用超聲波在介質中時產生衰減,遇到介面產生反射的性質來檢測缺陷的無損檢測方法。
  超聲檢測既可用於檢測焊縫內部埋藏缺陷和焊縫內表面裂紋,還用於壓力容器鍛件和高壓螺栓可能出現裂紋的檢測。
  該方法具有靈敏度高、指向性好、穿透力強、檢測速度快成本低等優點,且超聲波探傷儀體積小、重量輕,便於攜帶和操作,對人體沒有危害。但該方法無法檢測表面和近表面的延伸方向平行於表面的缺陷,此外,該方法對缺陷的定性、定量表徵不準確。
  (三)磁粉檢測
  磁粉檢測(Magnetic Testing,MT)是基於缺陷處漏磁場與磁粉相互作用而顯示鐵磁性表面和近表面缺陷的無損檢測方法。
  在以鐵磁性材料爲主的壓力容器原材料驗收、製造安裝過程質量控制與產品質量驗收以及使用中的定期與缺陷維修監測等及格階段,磁粉檢測技術用於檢測鐵磁性材料表面及近表面裂紋、摺疊、夾層、夾渣等方面均得到廣泛的應用。
  磁粉檢測的優點在於檢測成本低、速度快,檢測靈敏度高。缺點在於只適用於鐵磁性材料,工件的形狀和尺寸有時對探傷有影響。
  (四)滲透檢測
  滲透檢測(PenetrantTest,PT)是基於毛細管現象揭示非多孔性固體材料表面開口缺陷,其方法是將液體滲透液滲入工件表面開口缺陷中,用去除劑清除多餘滲透液後,用顯像劑表示出缺陷。
  滲透檢測可有效用於除疏鬆多孔性材料外的任何種類的材料,如鋼鐵材料、有色金屬材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面開口缺陷。隨着滲透檢測方法在壓力容器檢測中的廣泛應用,必須合理選擇滲透劑及檢測工藝、標準試塊及受檢壓力容器實際缺陷試塊,使用可行的滲透檢測方法標準等來提高滲透檢測的可靠性。