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[摘 要] 本文根据压力容器制造和使用的不同阶段，对采用的无损检测技术分别加以介绍，阐述了对压力容器原材料、压力容器制造和使用过程中采用的无损检测技术，并说明了采用这些检测技术的目的，通过采用各种无损检测技术进行检验，可以有效防止安全事故的发生。
[关键字] 无损检测 压力容器 检验 射线 磁粉
中图分类号：TG115 文献标识码：A 文章编号：
前言：压力容器主要用于石油、化学和冶金工业，种类繁多、形式各异。压力容器是具有爆炸危险的特种承压设备，它承受着高温、低温、易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质的高压力，一旦发生爆炸或泄漏往往并发火灾、中毒、污染环境等灾难性事故，使社会生产和国民经济遭受严重破坏，人民生命财产蒙受巨大损失，并直接影响社会生活的安定。
一、压力容器原材料的无损检测
为了确保压力容器的安全质量，从压力容器使用的原材料开始都要通过无损检测来进行质量控制。压力容器使用的原材料包括金属板材、管材、棒材、锻件和铸件等，需根据这些材料制造工艺和几何形状采用不同的无损检测技术。
（1）压力容器用金属板材的无损检测：压力容器用金属板材一般包括钢板、不锈钢板、双相钢板、铝及铝合金板材、钛及钛合金板材等，主要用于压力容器筒体和封头的制造。所有的压力容器制造规范或标准均规定，处于剧毒、腐蚀、高压等较苛刻工作条件下的压力容器，其金属板材必须逐张进行超声检测。此超声检测所用的探头为单晶或双晶直探头，主要用于检测金属板材在冶炼和轧制过程中产生的分层、白点和裂纹等缺陷。大面积的钢板检测一般都用充水耦合探头进行。
（ 2） 压力容器用管材的无损检测：压力容器用管材包括无缝钢管、焊接钢管、铜及铜合金管、铝及铝合金管、钛及钛合金管等，主要用于换热器的制造。无缝钢管采用液浸法或接触法超声波检测，主要检测纵向缺陷。液浸法检测使用线聚焦或点聚焦探头，接触法检测使用与钢管表面吻合良好的斜探头或聚焦斜探头。所有类型的金属管材都可用涡流检测法探测其表面和近表面缺陷。铁磁性钢管一般用外穿过式线圈或放置式线圈检测；对于非铁磁性材料，管材口径较小时一般用外穿过式线圈检测。
（ 3）压力容器用钢锻件的无损检测：压力容器用钢锻件主要包括接管、法兰、管板和圆筒等。通常采用超声波法检测锻件中的危害性冶金缺陷。用纵波直探头对加工过程中的实心锻件进行检测，用横波斜探头对内外径之比< 80 %的环形或筒形锻件进行周向检测。
（4）压力容器用铸件的无损检测：常用的压力容器铸铁件为造纸用烘缸。为了检查几何形状有变化、截面厚度不均匀铸铁件的铸造质量，通常采用射线检测来发现铸件内缩孔、疏松及热裂等缺陷。
二、压力容器制造过程中的无损检测
压力容器制造过程中的无损检测主要是控制容器焊接质量。下面介绍几种工程中常用的检测方法。
（1）射线检测：射线检测方法适用于压力容器壳体或接管对接焊缝内部缺陷的检测，使用的射线探伤设备包括X射线探伤机、γ射线源和电子直线加速器。
（2）表面检测：磁粉或渗透方法通常用于压力容器制造时钢板坡口、角焊缝和对接焊缝的表面检测，也用于大型锻件等加工后的表面检测。钢板和焊缝表面一般采用便携磁轭式磁粉探伤机进行磁粉检测；圆筒形锻件或无缝气瓶机加工后的表面通常采用床式磁粉探伤机进行磁粉检测。渗透检测用于不锈钢和有色金属坡口以及焊缝表面开口性缺陷的检测。作磁粉或渗透检测时，光照条件应至少为500 lx。
（3）超声波检测：超声检测法适用于厚度> 8mm 的压力容器壳体或大口径接管与壳体的对接焊缝内部缺陷的检测。通常采用A 型脉冲反射式超声波探伤仪和2. 5或5MHz 频率的探头检测。为提高焊缝检测效率，解决焊缝缺陷测深定高及缺陷定性分类等难题，可采用电子相控阵探头和衍射波时差法（ TOFD） 双探头。
（4）压力容器耐压试验的声发射检测：压力容器制造完成后，最终都要进行以水、油或空气为介质的耐压试验，以考核和确认压力容器的安全质量。对一些特殊要求的压力容器，在水压试验时还同时进行声发射监测，以检测压力容器在水压过程中可能出现的缺陷开裂、裂纹萌生与扩展，并对压力容器的结构完整性进行评价。
三、在用压力容器的无损检测
为了确保压力容器安全运行，各国对压力容器均采用运行期间的定期检验制度。在用压力容器检验的重点是压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素影响而产生的腐蚀、冲蚀、应力腐蚀开裂、疲劳开裂及材料劣化等缺陷，因此除宏观检查外需采用多种无损检测方法，下面就检测方法进行简单介绍。
（1）表面检测：表面检测方法在压力容器停产进行的内外部检验中得到普遍应用。表面检测的部位为压力容器的对接焊缝、角焊缝、焊疤部位和高强螺栓等。铁磁性材料一般采用磁粉法检测，内部由于照明不好，采用荧光磁粉法检测，外部采用湿式黑磁粉法检测，铁磁性材料的角焊缝用磁粉检测无法进行时也采用渗透法检测。非铁磁性材料采用渗透法检测，内部采用荧光渗透法检测，外部采用着色渗透法检测。
（2）超声波检测：超声波检测法主要用于检测对接焊缝内部埋藏缺陷和压力容器焊缝内表面裂纹。压力容器外部有保温覆盖层时，也可从压力容器内部检测焊缝外表面裂纹。超声波法也用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。由于超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，而且与射线相比对人无伤害，因此在在用压力容器检验中得到广泛使用。超声波检测法的另一特点是可测出焊缝内缺陷的自身高度，这对在用压力容器检验中的缺陷安全评定是必不可少的。缺陷自身高度超声检测法有缺陷端点衍射波法、端部最大回波法和6dB 法等。
（3）X射线检测：X射线检测方法主要在现场用于板厚较小的压力容器对接焊缝内部埋藏缺陷的检测，因为薄板采用超声检测有一定难度，而采用射線检测不需要太高的管电压。对于人不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器通常采用192 Ir 或75Se 等同位素进行γ射线照相。另外，射线检测也常用于在用压力容器检验中对超声检测发现缺陷的复验，以进一步确定这些缺陷的性质，为缺陷返修提供依据。
（4）涡流检测：对于在用压力容器，涡流检测主要用于换热器换热管的腐蚀状态检测和焊缝表面裂纹检测。检测采用内穿过式探头，非铁磁性换热管采用常规涡流检测技术，铁磁性换热管采用远场涡流检测技术，以检测换热管内外部腐蚀引起的穿孔、蚀坑以及壁厚均匀减薄等缺陷。采用电流扰动磁敏探头的涡流检测技术来检测焊缝表面裂纹，用该技术检测允许焊缝表面较为粗糙或带有一定厚度的防腐层，因此可在压力容器运行过程中进行焊缝外表面裂纹的快速检测；也可在压力容器停产时进行内外部检验，先采用该技术对焊缝进行快速检测，然后对可疑部位进行磁粉或渗透复验，以确定表面裂纹的具体部位和大小。
（5）漏磁检测：漏磁检测主要用于检测压力容器壳体可能出现的点腐蚀状态。有些压力容器人无法进入内部检查，有些结构采用内窥镜也无法检验，采用超声波测厚很难发现点腐蚀的分布，采用超声直探头探伤又需对表面进行打磨。漏磁检测技术可用于表面带油漆层情况下的扫描检测。
结束语
压力容器无损检测涉及到检测方法、评定标准、检测比例、合格级别的确定。过高的要求会造成生产过程中的大量返修，过低的要求可能导致遗留的焊接缺陷在使用过程中诱发事故隐患，在检测过程中要按设计条件和标准规范进行。
[关键字] 无损检测 压力容器 检验 射线 磁粉
中图分类号：TG115 文献标识码：A 文章编号：
前言：压力容器主要用于石油、化学和冶金工业，种类繁多、形式各异。压力容器是具有爆炸危险的特种承压设备，它承受着高温、低温、易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质的高压力，一旦发生爆炸或泄漏往往并发火灾、中毒、污染环境等灾难性事故，使社会生产和国民经济遭受严重破坏，人民生命财产蒙受巨大损失，并直接影响社会生活的安定。
一、压力容器原材料的无损检测
为了确保压力容器的安全质量，从压力容器使用的原材料开始都要通过无损检测来进行质量控制。压力容器使用的原材料包括金属板材、管材、棒材、锻件和铸件等，需根据这些材料制造工艺和几何形状采用不同的无损检测技术。
（1）压力容器用金属板材的无损检测：压力容器用金属板材一般包括钢板、不锈钢板、双相钢板、铝及铝合金板材、钛及钛合金板材等，主要用于压力容器筒体和封头的制造。所有的压力容器制造规范或标准均规定，处于剧毒、腐蚀、高压等较苛刻工作条件下的压力容器，其金属板材必须逐张进行超声检测。此超声检测所用的探头为单晶或双晶直探头，主要用于检测金属板材在冶炼和轧制过程中产生的分层、白点和裂纹等缺陷。大面积的钢板检测一般都用充水耦合探头进行。
（ 2） 压力容器用管材的无损检测：压力容器用管材包括无缝钢管、焊接钢管、铜及铜合金管、铝及铝合金管、钛及钛合金管等，主要用于换热器的制造。无缝钢管采用液浸法或接触法超声波检测，主要检测纵向缺陷。液浸法检测使用线聚焦或点聚焦探头，接触法检测使用与钢管表面吻合良好的斜探头或聚焦斜探头。所有类型的金属管材都可用涡流检测法探测其表面和近表面缺陷。铁磁性钢管一般用外穿过式线圈或放置式线圈检测；对于非铁磁性材料，管材口径较小时一般用外穿过式线圈检测。
（ 3）压力容器用钢锻件的无损检测：压力容器用钢锻件主要包括接管、法兰、管板和圆筒等。通常采用超声波法检测锻件中的危害性冶金缺陷。用纵波直探头对加工过程中的实心锻件进行检测，用横波斜探头对内外径之比< 80 %的环形或筒形锻件进行周向检测。
（4）压力容器用铸件的无损检测：常用的压力容器铸铁件为造纸用烘缸。为了检查几何形状有变化、截面厚度不均匀铸铁件的铸造质量，通常采用射线检测来发现铸件内缩孔、疏松及热裂等缺陷。
二、压力容器制造过程中的无损检测
压力容器制造过程中的无损检测主要是控制容器焊接质量。下面介绍几种工程中常用的检测方法。
（1）射线检测：射线检测方法适用于压力容器壳体或接管对接焊缝内部缺陷的检测，使用的射线探伤设备包括X射线探伤机、γ射线源和电子直线加速器。
（2）表面检测：磁粉或渗透方法通常用于压力容器制造时钢板坡口、角焊缝和对接焊缝的表面检测，也用于大型锻件等加工后的表面检测。钢板和焊缝表面一般采用便携磁轭式磁粉探伤机进行磁粉检测；圆筒形锻件或无缝气瓶机加工后的表面通常采用床式磁粉探伤机进行磁粉检测。渗透检测用于不锈钢和有色金属坡口以及焊缝表面开口性缺陷的检测。作磁粉或渗透检测时，光照条件应至少为500 lx。
（3）超声波检测：超声检测法适用于厚度> 8mm 的压力容器壳体或大口径接管与壳体的对接焊缝内部缺陷的检测。通常采用A 型脉冲反射式超声波探伤仪和2. 5或5MHz 频率的探头检测。为提高焊缝检测效率，解决焊缝缺陷测深定高及缺陷定性分类等难题，可采用电子相控阵探头和衍射波时差法（ TOFD） 双探头。
（4）压力容器耐压试验的声发射检测：压力容器制造完成后，最终都要进行以水、油或空气为介质的耐压试验，以考核和确认压力容器的安全质量。对一些特殊要求的压力容器，在水压试验时还同时进行声发射监测，以检测压力容器在水压过程中可能出现的缺陷开裂、裂纹萌生与扩展，并对压力容器的结构完整性进行评价。
三、在用压力容器的无损检测
为了确保压力容器安全运行，各国对压力容器均采用运行期间的定期检验制度。在用压力容器检验的重点是压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素影响而产生的腐蚀、冲蚀、应力腐蚀开裂、疲劳开裂及材料劣化等缺陷，因此除宏观检查外需采用多种无损检测方法，下面就检测方法进行简单介绍。
（1）表面检测：表面检测方法在压力容器停产进行的内外部检验中得到普遍应用。表面检测的部位为压力容器的对接焊缝、角焊缝、焊疤部位和高强螺栓等。铁磁性材料一般采用磁粉法检测，内部由于照明不好，采用荧光磁粉法检测，外部采用湿式黑磁粉法检测，铁磁性材料的角焊缝用磁粉检测无法进行时也采用渗透法检测。非铁磁性材料采用渗透法检测，内部采用荧光渗透法检测，外部采用着色渗透法检测。
（2）超声波检测：超声波检测法主要用于检测对接焊缝内部埋藏缺陷和压力容器焊缝内表面裂纹。压力容器外部有保温覆盖层时，也可从压力容器内部检测焊缝外表面裂纹。超声波法也用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。由于超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，而且与射线相比对人无伤害，因此在在用压力容器检验中得到广泛使用。超声波检测法的另一特点是可测出焊缝内缺陷的自身高度，这对在用压力容器检验中的缺陷安全评定是必不可少的。缺陷自身高度超声检测法有缺陷端点衍射波法、端部最大回波法和6dB 法等。
（3）X射线检测：X射线检测方法主要在现场用于板厚较小的压力容器对接焊缝内部埋藏缺陷的检测，因为薄板采用超声检测有一定难度，而采用射線检测不需要太高的管电压。对于人不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器通常采用192 Ir 或75Se 等同位素进行γ射线照相。另外，射线检测也常用于在用压力容器检验中对超声检测发现缺陷的复验，以进一步确定这些缺陷的性质，为缺陷返修提供依据。
（4）涡流检测：对于在用压力容器，涡流检测主要用于换热器换热管的腐蚀状态检测和焊缝表面裂纹检测。检测采用内穿过式探头，非铁磁性换热管采用常规涡流检测技术，铁磁性换热管采用远场涡流检测技术，以检测换热管内外部腐蚀引起的穿孔、蚀坑以及壁厚均匀减薄等缺陷。采用电流扰动磁敏探头的涡流检测技术来检测焊缝表面裂纹，用该技术检测允许焊缝表面较为粗糙或带有一定厚度的防腐层，因此可在压力容器运行过程中进行焊缝外表面裂纹的快速检测；也可在压力容器停产时进行内外部检验，先采用该技术对焊缝进行快速检测，然后对可疑部位进行磁粉或渗透复验，以确定表面裂纹的具体部位和大小。
（5）漏磁检测：漏磁检测主要用于检测压力容器壳体可能出现的点腐蚀状态。有些压力容器人无法进入内部检查，有些结构采用内窥镜也无法检验，采用超声波测厚很难发现点腐蚀的分布，采用超声直探头探伤又需对表面进行打磨。漏磁检测技术可用于表面带油漆层情况下的扫描检测。
结束语
压力容器无损检测涉及到检测方法、评定标准、检测比例、合格级别的确定。过高的要求会造成生产过程中的大量返修，过低的要求可能导致遗留的焊接缺陷在使用过程中诱发事故隐患，在检测过程中要按设计条件和标准规范进行。