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【摘 要】 随着科学技术的不断进步，超声波也得到了广泛的应用。使用超声波技术对压力容器的常见缺陷进行检测，不仅成本低，而且操作也很简单。本文针对使用超声波检测技术在压力容器的检测过程中存在的缺陷问题进行简单的定性分析，针对可能产生的因素进行探讨，为了今后的实践做好基础。
【关键词】 压力容器；超声波检测；常见缺陷；定性分析
中图分类号：C35文献标识码： A
作为无损检测方法之一，超声波技术检测方法则被广泛的应用，尤其应用在焊接质量的控制方面。超声波技术检测针对的是体积较小的设备，并且消耗的成本也相对较低，同时检测过程很快，有较强的适应性。因为超声波具有较强的穿透力，所以，超声波技术检测也被应用到对钢材检测缺陷的工作中。影响着超声波检测的结果有很多因素，如技术人员的不当操作，或者是在专业技能方面的理解水平不同等。正确的检测压力容器的缺陷和提高超声波技术检测的准确性具有十分重要的意义。
1、锅炉压力容器超声波探伤检测
作为无损检测技术的重要手段之一，超声波检测技术是发展最快，应用也最广泛的领域。
超声波信号具有高频特性，频率在2-25khz之间。从理论上来说，在无限大、均匀介质中超声波的传播途径是直线，反之，若是非均匀的介质（也包括从一种到另一种介质中），声阻抗的改变会使超声波在不同声阻抗的界面上产生折射、投射和反射的光学物理现象。图1是超声波检测仪器的工作原理图。对于超声波仪器来说，这些变化会转变为输出信号，指示受监测的器具时都存在缺陷。超声波检测技术可以用来评价器具固体材料的微观组织，以及通过检测相关力学性能探究其微观和宏观不连续性。在超声波检测技术发展的早期，对于大部分检测设备来说只含有A扫描形式。扫描形式的单一导致应用的范围也很狭窄，仅用于模拟量信号的分析，这种信号输出需要富有经验的检测和分析人员，来进行人工分析才能得出正确的结论。
本文所探讨的对象是锅炉压力容器，即锅炉与压力容器，由于生产技术的限制，在这些特种设备的制造过程中不可避免地会产生不同程度的缺陷。经断裂力学研究资料证明，在特种设备的诸多缺陷中，危险系数最大是带有尖锐边缘的平面裂纹性质的缺陷。在工业生产中焊接技术是经常用到的一种施工手段，毫不夸张地说，含有金属材料的工件大都离不开焊接。焊接的质量亦可以通过无损的超声波检测技术进行评价，避免将焊道切割进行物理性的压弯、拉伸等检测。图2为超声波检测仪检测焊接缺陷的原理。在我国现行的技术标准中，规定对于工件中重要的焊道要全部进行无损检测，确保产品的质量安全。
在超声波检测技术的应用实践中发现对工件进行超声波无损探伤时，可能会由于探测角度的问题，检测仪对于工件存在的某些缺陷（如裂纹、未熔合等），区分度不是太准确。对于一些工业使用的器具，如本文所探讨的锅炉压力容器，很有可能是由于一些小的缺陷而导致惨痛的灾难事件，在带来严重生产损失的同时也对人员的安全造成隐患[1]。正因为如此，我们有必要对A型扫描回波波形进行研究分析，区分非缺陷波等结构型回波，通过模式识别等方法来提高超声波检测技术对工件缺陷的准确识别。
2、利用超声波检测技术对压力容器进行缺陷检测
为了保证压力容器的密闭性保持正常，我们定期要对压力容器进行检验，在检验时肯定会检查出或大或小的缺陷问题，遇到一般性的问题时，例如轻微的裂痕、形变等，我们只需要对其做填补、打磨等小型的修补工作就可以了，而遇到较为严重的问题时则需要马上采用焊接的方法解决。本文就对在用压力容器定期检验中常见的问题进行分析并提出处理方案。
2.1 超声波检测技术检测缺陷的类型判断
点状缺陷和条状缺陷是压力容器的焊缝内存在的主要缺陷类型。如果采用超声波技术检测压力容器，要是检测出缺陷，就应该从不同的方向多次的对缺陷进行进一步的探查。如果检测的缺陷属于平面形状的，那么不同角度的超声波检测所产生的缺陷回波高度会不同。如果检测与入射波垂直的缺陷，那么接收到的回波会很高，反之，如果对与入射波平行的缺陷进行超声波检测的话，那么接收到的回波则会很低，有可能会出现没有回波的情况。
对点状缺陷的判断。对点状缺陷进行超声波检测后，无论是点渣缺陷还是单个气孔的缺陷的检测，不同方向得到的回波是没有明显变化的，并且缺陷回波相对稳定，波的高度通常都是相同的，如果，移动超声波检测的探头，那么缺陷回波会消失。由于缺陷中的介质存在着不同的声阻抗，所以点渣缺陷和單个气孔缺陷的检测结果还是有区别的。
对条状缺陷的判断。若在裂纹、未焊透的缺陷垂直于入射波方向处，超声波检测的探头在平行移动的过程中，接收到的缺陷回波是连续出现的。
2.2 超声波检测过程中伪缺陷的识别
第一，如果杂波的出现是因为超声波检测仪器的问题，那么在超声波探头没有连接上的情况下，在荧光屏上出现了单峰或者多峰的波纹形状，则说明仪器本身出现了问题。在连接探头后，荧光屏的固定位置上会出现一定的波形，假如降低了灵敏度，那么波形也会随之变小，此时便是因为超声波探头的问题影响了检测的结果。
第二，如果被检测的物体的焊缝表面存在沟槽从而导致超声波检测出伪缺陷的存在，那么要鉴别这种情况，就应该在怀疑有沟槽的地方进行多次的超声波检测，在缺陷回波出现的地方进行相应的超声波检测，通过多次的检测就可以明确得到的波形并不是检测出来的缺陷反射的波形，因此，就可以轻松的判断超声波仪器接收到的回波不是机器真正存在缺陷产生的，而是伪缺陷。
第三，如果是焊缝上下错边的地方产生的伪缺陷，那么应该对焊缝两边的部分进行超声波检测，如果两次的缺陷回波相同，并且没有出现其他的反射波，那么就可以认定是由于焊缝的存在才导致的伪缺陷回波的出现，排除真正的缺陷存在的可能性。
第四，要是因为耦合剂的存在而产生的伪缺陷，那么就保持超声波的探头不动，耦合剂会随着时间的推移逐渐的扩散掉，出现在超声波检测仪的荧光屏上的波形也会逐渐的消失不见。或者是擦拭超声波的探头，这样波形也会自动消失。
第五，要是因为咬边的存在而产生的伪缺陷，则应该特别的注意，因为咬边可能会引起裂纹的出现，会产生严重的后果。我们可以将超声波探头固定，然后用沾了少许油的手指轻轻的敲打咬边的位置，如果荧光屏上信号出现了跳动的情况，那么就说明是咬边导致的伪缺陷。
3、在实际超声波检测当中应该注意的因素
第一，进行超声波检测的过程中，应该注意可能会受到环境的影响，操作人员的技术影响，以及被检测物体的材料影响等。
第二，在高温的工作条件下，超声波探头可能会受到一定的影响。所以应该尽可能的保持在低温的环境下进行高温探头的检测工作。如果不得不在高温的条件下进行检测，那么就较少连续工作的时间，太高的温度会影响超声波探头的性能，一旦长时间工作条件的温度过高，超声波探头的功能很难恢复，可能会导致失去再次使用的能力。
第三，在压力容器的制作过程中，应该着重的注意焊接的工作，要严格的执行对设备的焊接工作，减少未焊透和未融合的情况发生，控制偏差的产生，防止点渣和气孔的存在，同时进行超声波检测的过程中一定要仔细，不放过任何缺陷的存在。
4、结语
综上所述，用压力容器超声波检测过程中产生的常见的缺陷进行定性前，应该对超声波技术检测方法有一定的了解，对超声波检测仪有简单的认识，了解超声波技术检测的过程，也要注意实际操作中，超声波技术检测过程中应该注意哪些因素，再加上对那些伪缺陷的产生进行对比分析，从而对相关缺陷的定性问题进行有效的分析。
参考文献：
[1]胡天明.超声检测[M].武汉测绘科技大学出版社，1994年.
[2]尹作友，张化光.基于人工神经网络的压力容器故障的诊断[J].仪器仪表学报，2005.
[3]尹作友，张化光.基于人工神经网络的压力容器故障的诊断[A].第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C]，2005.
【关键词】 压力容器；超声波检测；常见缺陷；定性分析
中图分类号：C35文献标识码： A
作为无损检测方法之一，超声波技术检测方法则被广泛的应用，尤其应用在焊接质量的控制方面。超声波技术检测针对的是体积较小的设备，并且消耗的成本也相对较低，同时检测过程很快，有较强的适应性。因为超声波具有较强的穿透力，所以，超声波技术检测也被应用到对钢材检测缺陷的工作中。影响着超声波检测的结果有很多因素，如技术人员的不当操作，或者是在专业技能方面的理解水平不同等。正确的检测压力容器的缺陷和提高超声波技术检测的准确性具有十分重要的意义。
1、锅炉压力容器超声波探伤检测
作为无损检测技术的重要手段之一，超声波检测技术是发展最快，应用也最广泛的领域。
超声波信号具有高频特性，频率在2-25khz之间。从理论上来说，在无限大、均匀介质中超声波的传播途径是直线，反之，若是非均匀的介质（也包括从一种到另一种介质中），声阻抗的改变会使超声波在不同声阻抗的界面上产生折射、投射和反射的光学物理现象。图1是超声波检测仪器的工作原理图。对于超声波仪器来说，这些变化会转变为输出信号，指示受监测的器具时都存在缺陷。超声波检测技术可以用来评价器具固体材料的微观组织，以及通过检测相关力学性能探究其微观和宏观不连续性。在超声波检测技术发展的早期，对于大部分检测设备来说只含有A扫描形式。扫描形式的单一导致应用的范围也很狭窄，仅用于模拟量信号的分析，这种信号输出需要富有经验的检测和分析人员，来进行人工分析才能得出正确的结论。
本文所探讨的对象是锅炉压力容器，即锅炉与压力容器，由于生产技术的限制，在这些特种设备的制造过程中不可避免地会产生不同程度的缺陷。经断裂力学研究资料证明，在特种设备的诸多缺陷中，危险系数最大是带有尖锐边缘的平面裂纹性质的缺陷。在工业生产中焊接技术是经常用到的一种施工手段，毫不夸张地说，含有金属材料的工件大都离不开焊接。焊接的质量亦可以通过无损的超声波检测技术进行评价，避免将焊道切割进行物理性的压弯、拉伸等检测。图2为超声波检测仪检测焊接缺陷的原理。在我国现行的技术标准中，规定对于工件中重要的焊道要全部进行无损检测，确保产品的质量安全。
在超声波检测技术的应用实践中发现对工件进行超声波无损探伤时，可能会由于探测角度的问题，检测仪对于工件存在的某些缺陷（如裂纹、未熔合等），区分度不是太准确。对于一些工业使用的器具，如本文所探讨的锅炉压力容器，很有可能是由于一些小的缺陷而导致惨痛的灾难事件，在带来严重生产损失的同时也对人员的安全造成隐患[1]。正因为如此，我们有必要对A型扫描回波波形进行研究分析，区分非缺陷波等结构型回波，通过模式识别等方法来提高超声波检测技术对工件缺陷的准确识别。
2、利用超声波检测技术对压力容器进行缺陷检测
为了保证压力容器的密闭性保持正常，我们定期要对压力容器进行检验，在检验时肯定会检查出或大或小的缺陷问题，遇到一般性的问题时，例如轻微的裂痕、形变等，我们只需要对其做填补、打磨等小型的修补工作就可以了，而遇到较为严重的问题时则需要马上采用焊接的方法解决。本文就对在用压力容器定期检验中常见的问题进行分析并提出处理方案。
2.1 超声波检测技术检测缺陷的类型判断
点状缺陷和条状缺陷是压力容器的焊缝内存在的主要缺陷类型。如果采用超声波技术检测压力容器，要是检测出缺陷，就应该从不同的方向多次的对缺陷进行进一步的探查。如果检测的缺陷属于平面形状的，那么不同角度的超声波检测所产生的缺陷回波高度会不同。如果检测与入射波垂直的缺陷，那么接收到的回波会很高，反之，如果对与入射波平行的缺陷进行超声波检测的话，那么接收到的回波则会很低，有可能会出现没有回波的情况。
对点状缺陷的判断。对点状缺陷进行超声波检测后，无论是点渣缺陷还是单个气孔的缺陷的检测，不同方向得到的回波是没有明显变化的，并且缺陷回波相对稳定，波的高度通常都是相同的，如果，移动超声波检测的探头，那么缺陷回波会消失。由于缺陷中的介质存在着不同的声阻抗，所以点渣缺陷和單个气孔缺陷的检测结果还是有区别的。
对条状缺陷的判断。若在裂纹、未焊透的缺陷垂直于入射波方向处，超声波检测的探头在平行移动的过程中，接收到的缺陷回波是连续出现的。
2.2 超声波检测过程中伪缺陷的识别
第一，如果杂波的出现是因为超声波检测仪器的问题，那么在超声波探头没有连接上的情况下，在荧光屏上出现了单峰或者多峰的波纹形状，则说明仪器本身出现了问题。在连接探头后，荧光屏的固定位置上会出现一定的波形，假如降低了灵敏度，那么波形也会随之变小，此时便是因为超声波探头的问题影响了检测的结果。
第二，如果被检测的物体的焊缝表面存在沟槽从而导致超声波检测出伪缺陷的存在，那么要鉴别这种情况，就应该在怀疑有沟槽的地方进行多次的超声波检测，在缺陷回波出现的地方进行相应的超声波检测，通过多次的检测就可以明确得到的波形并不是检测出来的缺陷反射的波形，因此，就可以轻松的判断超声波仪器接收到的回波不是机器真正存在缺陷产生的，而是伪缺陷。
第三，如果是焊缝上下错边的地方产生的伪缺陷，那么应该对焊缝两边的部分进行超声波检测，如果两次的缺陷回波相同，并且没有出现其他的反射波，那么就可以认定是由于焊缝的存在才导致的伪缺陷回波的出现，排除真正的缺陷存在的可能性。
第四，要是因为耦合剂的存在而产生的伪缺陷，那么就保持超声波的探头不动，耦合剂会随着时间的推移逐渐的扩散掉，出现在超声波检测仪的荧光屏上的波形也会逐渐的消失不见。或者是擦拭超声波的探头，这样波形也会自动消失。
第五，要是因为咬边的存在而产生的伪缺陷，则应该特别的注意，因为咬边可能会引起裂纹的出现，会产生严重的后果。我们可以将超声波探头固定，然后用沾了少许油的手指轻轻的敲打咬边的位置，如果荧光屏上信号出现了跳动的情况，那么就说明是咬边导致的伪缺陷。
3、在实际超声波检测当中应该注意的因素
第一，进行超声波检测的过程中，应该注意可能会受到环境的影响，操作人员的技术影响，以及被检测物体的材料影响等。
第二，在高温的工作条件下，超声波探头可能会受到一定的影响。所以应该尽可能的保持在低温的环境下进行高温探头的检测工作。如果不得不在高温的条件下进行检测，那么就较少连续工作的时间，太高的温度会影响超声波探头的性能，一旦长时间工作条件的温度过高，超声波探头的功能很难恢复，可能会导致失去再次使用的能力。
第三，在压力容器的制作过程中，应该着重的注意焊接的工作，要严格的执行对设备的焊接工作，减少未焊透和未融合的情况发生，控制偏差的产生，防止点渣和气孔的存在，同时进行超声波检测的过程中一定要仔细，不放过任何缺陷的存在。
4、结语
综上所述，用压力容器超声波检测过程中产生的常见的缺陷进行定性前，应该对超声波技术检测方法有一定的了解，对超声波检测仪有简单的认识，了解超声波技术检测的过程，也要注意实际操作中，超声波技术检测过程中应该注意哪些因素，再加上对那些伪缺陷的产生进行对比分析，从而对相关缺陷的定性问题进行有效的分析。
参考文献：
[1]胡天明.超声检测[M].武汉测绘科技大学出版社，1994年.
[2]尹作友，张化光.基于人工神经网络的压力容器故障的诊断[J].仪器仪表学报，2005.
[3]尹作友，张化光.基于人工神经网络的压力容器故障的诊断[A].第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C]，2005.