在用压力容器无损检测技术的原理和应用

在用压力容器无损检测技术的原理和应用

压力容器在生产和生活中的使用越来越广泛，其安全性也受到人

们越来越多的关注。压力容器处于高温、高压的工作条件下，一旦出

现损伤将会引起严重的后果。定期实行压力容器无损检验是在保证容

器正常使用的前提下，提高生产和使用安全水平的必要措施。

在用压力容器的无损检测是在被检测容器不受损伤的前提下，应用

一定的技术和原理，通过科学、先进的检测设备，完成容器性能、结

构以及使用状况的检验。目前无损检测技术较为成熟，常用的检测技

术包括：磁粉检测、射线检测、超声波检测、渗透检测、涡流检测和

磁记忆检测。

1.磁粉检测

1.1.技术原理和应用

磁粉检测是将铁磁性材料的压力容器进行磁化，如果容器内部存在

缺陷，将会导致容器表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁

场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁

痕，从而显示出缺陷的位置、大小、形状和严重程度。磁粉检测主要

应用于检测铁磁性材料做成的容器表面或近表面,可以准确直观地发

现裂纹、夹杂等缺陷。

12优缺点分析

磁粉检测对表面却近表面的缺陷检测灵敏度较高，检测成本较低,

操作简便。如果在用压力容器可能存在表面缺陷可以首选磁粉检测。

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它的缺点体现在局限于检测铁磁性材料。检测的范围较小、效率较低。

另外，磁粉检测对容器表面的形状要求较高，不适合检测不规则的压

力容器。

2.射线检测

2.1.技术原理和应用

射线检测技术是应用放射性元素产生的射线投射入被检测容器上,

可以发现压力容器铸件材料中气孔、夹杂物以及焊接中漏焊、未熔合

等缺陷。通过射线检测可以将容器材料中缺陷的尺寸准确地反馈到设

备的显示屏上，形成生动直观的图像并且能够保存和记录。该技术适

用于检测不能直接用人工测量的容器或外包保护层较厚的容器，射线

可以准确地检测到这类压力容器是否缺陷以及缺陷的长宽尺寸。

2.2.优缺点分析

射线检测技术的优点体现在可以检测到人体不能进入的容器，实现

了无损伤检测，并且获得的缺陷尺寸比较精确。但是该技术也有相应

的缺点：射线检测时容易忽略容器上像裂纹这一类的缺陷，射线的照

射角度影响这类缺陷的显像程度；比较厚的容器对射线造成的衰减程

度较大，过厚的容器会导致检测失效；射线检测使用的放射性元素对

人体的危害性较大，必须严格的遵守操作规则并做好防护准备；此外,

射线检测的成本较高，不适合出于经济目的的检测。

3.超声波检测

3.1.技术原理和应用

超声波检测是通过制造产生超声波使其在容器介质中进行传播，声

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波逐渐衰减并且会发生反射•，收集反馈回来声波信息经过处理后得出

容器中存在缺陷情况。这种检测技术穿透力较强，可用于检测容器材

料内部的焊接缺陷，还可用于检测压力容器失效前期内部产生的裂纹

状况。

3.2.优缺点分析

超声波检测技术应用比较广泛，其检测灵敏度较好，检测所需时间

短，并且超声检测的成本费用较低，既经济又有效。它的优点还体现

在其检测设备轻巧便携、操作简单、没有任何危害。但是超声波检测

由于声波在平行的方向上不能放生反射，所以无法检测与容器表面平

行的裂纹。对于材料不均匀的压力容器，检测能力较低。并且超声波

检测对容器中发现的缺陷作定性、定量表征不是十分精确。

4.渗透检测

4.1.技术原理和应用

渗透检测利用了毛细作用和固体染料的发光现象，该技术的检测方

法为；将含有染料的渗透剂涂抹在被检测的容器表面，它会渗透进入

容器表面的缺陷中，去除表面多余渗透剂，等待干燥后使用显像剂利

用毛细作用吸回缺陷中的渗透剂，然后通过特定的光源照射，可以让

缺陷上残留的染料发光变色从而显示出缺陷的特征。该技术主要用于

检测压力容器表面的裂纹、松散和夹杂等开口缺陷。

4.2.优缺点分析

渗透检测操作简便，检测所需的材料、设备少，成本费用较低。并

且该技术可以检测形状复杂的压力容器，单次操作可以发现容器表面

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多种开口缺陷，检测效率较高。但是检测多孔材料的压力容器时，渗

透剂显像不准确，检测能力较低。渗透检测也不适合检测由外部因素

造成开口缺陷。

5.涡流检测

5.1.技术原理和应用

涡流检测充分利用了电磁原理，将交流线圈放置在被检测压力容器

外，使其产生旋涡状感应交变电流，通过探测线圈可以得到被测容器

工件内部涡流的大小和相位变化，进而推知容器表面和近表面的缺陷。

这项技术可以广泛用于检测管状、线状、板材类压力容器件，能够很

好地发现裂纹、凹洞等缺陷。例如检测热交换器的受腐蚀程度和焊缝

表面产生的裂纹等等。

52优缺点分析

涡流检测无需接触容器表面，对表面和近表面的缺陷检测灵敏度和

分辨率较高。但是该技术的缺点为只限于检测可导电材料的压力容器,

检测区域较小，不适用于大范围、大批量压力容器的检测。如果被检

测容器的材料中存在杂质，会影响到磁场所产生的交变电流，进而导

致检测结果不准确。

6.磁记忆检测

6.1.技术原理和应用

在工业领域，以上的射线检测、磁粉检测等检验技术，有的使用设

备较为复杂，有的会影响在用压力容器的工作运行，所以都不适合工

业现场检测。磁记忆检测是利用磁记忆效应，通过检测被磁化的容器

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的漏磁状态，从而推断出容器受应力较为集中的区域。在高温、高压

的作用下，压力容器的应力集中区域容易产生裂纹和损伤。磁粉检测

中利用相关设备仪器检测压力容器应力处于峰值状态的部位，在此基

础上再利用射线检测、磁粉检测、声波检测技术加以详细地检测，充

分地满足了工业领域大型压力容器的检测需要，提高了检测效率。

6.2.优缺点分析

磁记忆检测无需特殊的检验准备，并且灵敏度较高。但是磁记忆检

测不能独立准确地表达出容器缺陷的详细数据，需要结合其他检测技

术协同