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壓力容器無損檢測新技術
發布時間:2017/10/13 10:44:57    文章作者:admin    打印本頁

    現代工業正朝著“三高”(高溫、高速、高載)方向發展,壓力容器"三高"運行狀態下往往未到下一個常規檢測周期,就已發生腐蝕和開裂等缺陷以致造成嚴重事故。為保證壓力容器在使用過程中安全運行,除了常規無損檢測方法(如超聲、磁粉、滲透、渦流、射線等)外,還產生了一些無損檢測的新技術、新方法、新儀器,接下來就介紹聲發射、磁記憶、紅外熱波成相、超聲相控陣技術、激光和微波無損檢測新技術。 

 

 

聲發射檢測
   
聲發射技術應用于壓力容器結構完整性檢測與評價可分為三個方面:新制壓力容器的聲發射檢測與評價、在用壓力容器的聲發射檢測和評定、壓力容器的聲發射在線監測和評定。壓力容器在介質溫度和壓力作用下容易形成裂紋,在裂紋的形成和擴展直到開裂這一系列情況中都會發射出與之相關的大小不同的聲發射能量信號,根據這些能量信號的大小來判斷是否有裂紋產生以及裂紋的擴展程度。聲發射檢測的一個重要特點就是必須在檢測時對壓力容器進行加載,一般采用的加載方法是對壓力容器進行耐壓試驗,有時也會用工作介質直接進行加載,如果在整個加載過程中缺陷部位有聲發射定位源信號產生,則判定缺陷是活性的;反之則判定缺陷是非活性的。

    聲發射檢測的優點能夠檢測出活動的缺陷,即材料的斷裂和裂紋的擴展,從而為使用安全性評價提供依據;可遠距離操作,長期監控設備允許狀態和缺陷擴展情況;裝置較輕便。其局限性是設備價格昂貴;操作人員素質要求高;檢測過程中干擾因素較多;聲發射檢測完成后,一般需要超聲波檢測復驗。

 

金屬磁記憶檢測
   
金屬磁記憶檢測技術是一種檢測材料應力集中和疲勞損傷的新的無損檢測與診斷方法,是一種非破壞檢測方法,其基本原理是記錄和分析產生在制件和設備應力集中區中的自有漏磁場的分布情況。

    金屬磁記憶檢測不需要對被檢測對象專門磁化和退磁,而是利用構件在地磁場中的自磁化,不需要對構件表面進行專門清理,探頭的提離效應影響不大,不需要耦合,特別適合現場使用,快速、可靠而且檢測靈敏度高。這種技術不僅可以快速檢測出壓力容器的應力集中的重點部位從而查出缺陷,還可以根據實際應力變形狀況的信息來判斷損傷發展的原因,是對壓力容器缺陷進行早期檢測并診斷的行之有效的無損檢測方法。但是由于金屬磁記憶檢測技術是一門新型的檢測技術,因此在儀器使用和實際應用方面還需要解決許多問題。

 

紅外熱波檢測
   
紅外熱波無損檢測技術是通過接收材料內部或表面因為缺陷或材料結構不均勻而產生的紅外發射形成紅外圖像表征材料內部缺陷或結構變化的技術。紅外無損檢測按其對工件的加熱狀況和信息處理方式可以分為主動式檢測和被動式檢測兩類,前者是利用外部熱源作為激勵源對工件加熱,利用紅外熱像儀獲得不同時刻工件表面的溫度分布,以檢測材料的內部是否存在缺陷;后者則是利用工件自身的溫度分布來檢測工件內部的缺陷,多用于運行中的壓力容器進行檢測。

    紅外熱波無損檢測常用于壓力容器襯套檢測和焊接過程檢測。當高溫壓力容器內部保溫層出現脫落或裂紋時,就會導致壓力容器殼體處于超溫狀態而產生熱損傷,哪怕是早期的疲勞損傷,也會出現熱斑跡圖象,紅外熱波無損檢測正是利用這些疲勞熱斑跡的來確定壓力容器的脆弱部位,這樣就可以確定后續的檢驗檢測重點。此檢測技術是一門新興的檢測方法,由于它具有能實時檢測、檢測迅速、遠距離非接觸無損檢測等優點,特別適合是在高速運動、高溫、高電壓等場合下進行檢測;其局限性是檢測者由于經驗不同對檢測結果得出的結論不同;此技術容易受到一些因素的影響如雜散波、界面反射波的干擾等,容易造成對壓力容器缺陷的誤檢、漏檢。

 

超聲相控陣技術
   
相控陣超聲波無損探傷技術(簡稱超聲相控陣技術)是近年來超聲無損檢測領域領域發展起來的新技術。超聲相控陣技術可以產生和常規超聲波相同的聲束和角度,但它與常規超聲檢測不同的是能精確的以電子方式控制聲束的角度和焦點尺寸。超聲相控陣技術因為理論復雜和儀器及檢測成本高等原因導致這項技術在無損檢測中的發展受到限制。但近些年,超聲相控陣技術以其靈活的聲束偏轉及聚焦性能受到了無損檢測行業的重視。

?    超聲相控陣技術的優點是操作靈活、缺陷定位準確、作業強度小,無輻射、無污物、速度快,例如對壓力容器的環焊縫檢測只需進行一次簡單的線性掃查就能完成全焊縫的檢測,并且可檢測復雜形面或難以接近的部位,一面掃查一面還可以對焊縫進行分析和評判;檢測結果也很直觀還能實時顯示,并且能打印或者存盤從而對實現對檢測結果的長期保存。其局限性是對被檢器表面粗糙度要求較高,對溫度相對敏感,設備貴,人員素質要求高。

 

激光無損檢測
   
激光技術在無損檢測領域的應用始于70年代初期,由于激光本身所具有的獨特性能,使其在無損檢測領域的應用不斷擴大,并逐漸形成了激光全息、激光超聲等無損檢測新技術,這些技術由于其在現代無損檢測方面具有獨特能力而無可爭議地成為無損檢測領域的新成員。

    激光無損檢測的優點是非接觸檢測不需要耦合劑,可檢測復雜形面或難以接近的部位,同時可以實現遠距離的遙控激發和接收,從而實現了壓力容器的在線檢測,因此激光無損檢測可用于高溫和高壓等惡劣環境下壓力容器的無損評估。其局限性是對物體表面有一定的要求,對物體深層缺陷不敏感,設備昂貴,人員素質要求高。

 

微波無損檢測
   
微波無損檢測技術是將在GHzMHz3300330中某段頻率的電磁波照射到被測物體上,通過分析反射波和透射波的振幅和相位的變化、波的模式的變化,通過對散射波的分析,從而了解被測樣品中的裂紋、裂縫、氣孔等缺陷,分層媒質的脫粘,夾雜等的位置和尺寸,復合材料內部密度的不均勻程度的技術,微波無損檢測技術可按檢測原理主要分為反射波法,透射波法和散射波法三大類。

    由于微波自身的獨特特點如它的波長很短、頻率很高、貫穿介電材料的能力強等,因此微波無損檢測能進行有效的無損掃查并且提供精確的數據,使缺陷區得以量化;特別是不用做特別的分析處理,就可得到缺陷區域的實時三維圖像,其中可以結合本網站中“各國材料對照”材料數據共同分析。其優點還有儀器簡單、操作簡單、攜帶方便、費用很低、微波不需要耦合劑,避免了耦合劑對材料的污染。其局限性是微波不能穿透金屬和導電性能較好的復合材料,所以只能用于檢測金屬表面裂紋缺陷及粗糙度而不能對這種復合結構內部缺陷進行有效的檢測。

    隨著社會生產力的發展,無損檢測技術的應用也隨之增多。關于壓力容器無損檢測新技術的探討,我公司也將多與行業內專業人士交流與學習,提升我公司在壓力容器無損檢測方面的技術實力。

 

 

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