广东省特种设备检测研究院云浮检测院527300
摘要：本文主要简述了承压类特种设备无损检测技术的具体探析，并浅析了无损检测方法的特点与原则。
关键词：特种设备；无损检测；应用
引言：
承压类特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道。承压类特种设备一旦发生爆炸或泄露，往往并发火灾、中毒、污染环境等灾难性事故，所以对承压类特种设备有更高的安全要求。无损检测是检验承压类特种设备的重要手段，其检验的目的就是发现设备的缺陷，防止事故的发生。
一、无损检测技术
1.射线检测
利用X射线、Y射线易于穿透物质的性质，使用其来对物质的内部缺陷进行检测，我们称之为射线检测。一些在承压类特种设备中的铸件气孔、夹渣、裂纹和密集气孔等问题，都可以利用此种方法进行检测。其在各种工件内部都可以进行使用，可以测出内在缺陷，通常用于对压力容器、管道和锅炉等设备焊缝处的检测活动中。因X射线具有非常明显的厚度差，所以即便是缺陷很小，也可以轻易检测出来，所以射线检测对一些厚度很小且面积未熔合的小区域都可以胜任。射线检测可将缺陷用直观图像反映出来，在定位上，也可精准定位缺陷的长、宽及定量，结果还可长期保存。但射线检测对人体会产生辐射伤害，使用时必须做好安全保护。
2.超声波检测
利用超声波在介质中的传播，其在界面缺陷处会发生反射的特性进行检测的方法，这种检测方法我们叫做超声波检测。在一些钢材内部，超声波可以具有较强穿透力，所以即使很厚的钢板和焊缝，也都可以成功检测缺陷出来。
超声波检测比较适用在碳钢和锻件及管材等材料内部质量进行检测。而且对一些如未焊透、裂纹等在检测时都具有较高灵敏度，特点是指向性和穿透力较强，不仅成本低，而且检测速度快，在各种承压类特种设备中，经常会用此方法对设备的内表面裂纹和缺陷进行检测，一些压力容器锻件和高压螺栓也可使用此方法。
超声波检测因为仪器具有重量轻、体积小携带方便，操作简单，且不会产生对人体的伤害，不需进入设备内部通过在外侧对设备进行检测，也可以将内部情况检测出来；对于有外壳保护的设备，不拆除外部设备，通过内部检测同样可以得出结果的特点，因此在业界得到好评和广泛使用。
3.渗透检测
渗透检测是通过渗透液在开口缺陷毛细作用来达到对设备开口缺陷的探测方法，方法主要是在设备的表面开口缺陷中喷上渗透液，然后将多余液体清除后，使用显像剂将缺陷表现出来。这种缺陷渗透方法可以对任何种类非多孔材料进行材料表面开口缺陷的检测，材料种类可包括有色金属、陶瓷及塑料等，除疏松多孔材料外都可以正常使用。
随着各大承压类特种设备中都对渗透检测的广泛使用，在渗透检测工艺、标准和实际压力容器试块这些物品的选择上，应当合理谨慎，只有标准可行的渗透检测方法，才可以确保设备检测的可靠性。因渗透检测操作无高额成本，又可直观显示缺陷，在检测上拥有较高的灵敏度，对缺陷和材料的检测范围也比较广阔，一些复杂部件基本一次就可以进行全面检测。但局限之处在于，其对于材料缺陷的检测，只限于设备表面开口缺陷，对多孔性材料无法检验，而且对环境和工件也有所污染。
4.TOFD技术
检验开始前根据检测对象选择合适的检测设备，承并做好以下准备工作：
（1）将TOFD技术使用的设备参数设定好，探头安装时设定好频率、晶片大小与中心距离等参数。如果被检测设备壁较薄，采用高频率探头，当探头位于设备上表面处，保证直通波与底波时间差≥20周期；承压设备壁较厚时，采用低频探头，确保探头位于设备下表面；
（2）保证探头中心频率差维持在20%内，全面性覆盖信号。检测仪灵敏度影响检测增益值，检测开始前调节检测仪灵敏度，根据检测目标选择合适灵敏度，比如直通波波幅为满屏的40%；
（3）承压设备检测前设定好平均化的参数，保证全面接收检测目标的信号，保证TOFD图像的真实可靠。
（4）定位分类缺陷
承压设备长期使用中受到各类因素的影响。比如埋地压力管道容易受到应力腐蚀与外力破坏等因素的影响，容易出现各类裂缝。因此利用TOFD技术检测缺陷类型、长度与埋藏深度等，依据衍射波信号判断缺陷类型。当底波出现中断时，利用耦合损失方法矫正，这种裂缝为表面开口型；如果信号出现上下端部均有衍射，属于典型的埋藏型。
二、检测方法的选择原则
射线检测和超声波检测具有不同的特点和局限性，对焊缝中各类缺陷的敏感性不同。射线检测对气孔、夹渣等体积性缺陷比较敏感，而对裂纹、未熔合等虽然有很大面积，而厚度很薄的面状缺陷，只有在与缺陷方向平行的x射线透照时，才能顺利检出缺陷，而在与缺陷平面近似垂直的方向检测时，则很难发现缺陷。
超声检测对面状缺陷比较敏感，一般来说，只要声束垂直指向主平面，不管其厚度多么小，都可以获得足够的缺陷回波，所对平面状缺陷的检出率较高。而对与体积性缺陷，由于其反射波束的扩散和慢反射，只是在缺陷相当大或比较密集以及反射角度相当合适时，才有较高的缺陷检出率。
在实际工作中射线检测对延迟裂纹的检出率较低，而超声波检测对横向裂纹不太敏感。因此对容易产生延迟裂纹和横向裂纹的钢种，应增加射线检测、超声波检测或射线检测和超声波检测相互复查的比例。因射线检测和超声波检测两种手段在客观上对各种缺陷的检出能力不一致，故在同时采用两种方法对容器的同一部位进行检测时，两种方法的验收等级不能相互对应，也没有一条能通用的相互转换关系。为了保证质量，两种方法获得的检测结果应按各自的标准定，且都应满足规定的合格等级。
三、无损检测方法的特点
1.对设备的试件结构、材质不会产生损坏
对无损检测来说，不损坏试件的结构、材质是其最大特点，基于这个特点前提下，再进行对设备材料的无损检测。然而不是所有的测试指标和项目都需要使用这种方式来进行检测的，其也拥有自身技术的局限性特征。比如，某些试验想要进行检测，就必须要采用破坏性方式，所以，任何机器设备或工件材料的评价想要做出准确的判断评定，都需要结果无损和破坏性试验的两种检测结果形成互相配合和对比才行。
2.科学选择适当的无损检测方法
对于承压设备进行无损检测时，由于各种检测方法都具有一定的特点，不能适用于所有工作和所有缺陷，应根据实际情况，灵活地选择最合适的无损检测方法。例如，钢板的分层缺陷因其延展方向与板平行，就不适合射线检测而应选择超声波检测。
3.合理确定无损检测的时间
在进行承压设备无损检测时，应根据检测目的，结合设备工况、材质和制造工艺的特点，正确选用无损检测时机。如：对于有延迟裂纹倾向的材料，射线检测应根据要求至少在焊接完成24小时后进行。对于紧固件和锻件的磁粉检测应安排在最终热处理之后进行。
4.综合应用各种无损检测方法
虽然无损检测方法已经演化的非常完善，但任何一种检测方法都不可能是万能的，需要尽可能的多对检测方法和信息上的缺陷进行集中收集，从实际情况出发，作出更多丰富的检测判断和内容了解。如：在裂纹缺陷方面，超声波的灵敏度较高，但其没有准确定性，而射线对缺陷则有较高定性，经过配合使用，可结合两种方法一起进行结果检测，以提高准确性。
结束语
近年来，无损检测技术的发展日新月异，一些新的无损检测技术也得到了应用。由于各种无损检测方法本身有其局限性，导致其应用也限定在一定的材料和结构范围内。在无损检测过程中要遵循正确实施无损检测的时机，选用最适当的无损检测方法，综合应用各种无损检测方法这几个原则，对设备和缺陷进行全面分析、综合判断，这样才能保证检测结果既可靠又准确。
参考文献：
[1]超声无损检测专利技术分析[J].李新科.技术与市场.2019（02）
[2]浅谈压力容器无损检测技术的应用[J].牛序杰.江西建材.2017（22）