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摘要：工业生产中，压力容器是常用的设备，在使用的过程中容易出现事故，作为特种设備，其生产的物料和生产工艺都具备特殊性，同时压力容器具有高压、高温、腐蚀性、易燃易爆性和有毒有害等特点。不管是从压力容器设计、制造，还是从检验的角度，检测技术的选用都非常重要，本文就检测技术在压力容器检验中的应用做一分析，以供参考。
关键词：检测技术；压力容器；容器检验
中图分类号：C35文献标识码： A
对于承压部件内部缺陷检测时应选用射线检测和超声波检测，对于承压部件表面缺陷检测时应选用磁粉检测和渗透检测；对于芯棒类或者管子一类导电部件材料表面缺陷检测应选用涡流检测；对于不开罐和受压部件内部有埋藏缺陷且为了监控缺陷有无扩展时应选用声发射检测。
一、射线检测
射线是一种电磁波，波长短，频率高。利用强度均匀的X射线或射线透过被检测物体时，由于有缺陷部位与无缺陷部位对射线吸收能力不同，透过有缺陷部位的射线强度高于无缺陷部位的射线强度，因而可以通过检测透过工件后的射线强度的差异来判断工件中是否存在缺陷，所以，可以选用射线检测技术对设备内部缺陷进行检测，它适用于有色金属，也适用于黑色金属制压力容器。
1.1射线照相检验技术
射线照相检验技术主要包括X射线照相检验技术、射线照相检验技术、中子射线照相检验技术和非胶片照相检验技术以及电子射线照相检验技术等，是目前国内外应用最广泛、灵敏度比较高的射线检测方法。它是采用感光胶片来检测射线强度，在射线感光胶片上对应的有缺陷部位因接受较多的射线，从而形成黑度较大的缺陷影像。射线照相检验技术可以得到高质量的图像，但检验周期较长，费用较高。
1.2射线实时成像检验技术
射线实时成像检验技术主要是采用图像增强器、成像板和线阵列等构成的射线实时成像检验系统。它是随着成像物体的变动图像迅速改变的电子成像方法，即在透照的同时就可观察所产生的图像的检验方法。
1.3射线层析检验技术
射线层析检验技术即CT技术和康普顿散射成像检验技术，主要应用在精密件及特殊结构件。CT技术是计算机辅助层析成像技术，它是采用一面状射线束投射工件的一个层面，检测器件阵列与射线束处于同一平面，通过机械驱动装置对工件形成一定的扫描投射，检测器采集射线束穿过被检测工件该平面时的大量数据，通过计算、变换，得到被检工件该层平面的相关信息，重建该平面图像，实现对该层面的检测。
二、超声波检测在压力容器检验中的应用
在现有的无损检测中，超声波检测是被广泛使用的一种方法，超声波通过在媒介中传播碰到界面形成反射，对压力容器承压部件的不足进行检测。超声波具有检测迅速，穿透力强，方式灵活，能量集中，灵敏度高的特点，超声波检测设备具有重量轻，体型小，不会对人体造成危害，因此它能够在检测中广泛的使用。目前超声波的检测技术已经非常成熟，对压力容器承压部件内部缺陷检测时，是必不可少的。
2.1TOFD超声成像检测技术
超声波入射到线形缺陷时，在缺陷的两端除普通的反射波外还会产生衍射波，衍射能量可以在很大角度范围内传播，基于这个原理，TOFD技术主要采用一发一收两个探头，发射探头发射横向纵波，沿表面传播的一束声波和工件背面的镜面反射被接收探头接收，形成固有参考信号:焊缝中的横向纵波遇到缺陷后在缺陷尖端产生衍射波，如果缺陷有足够的自身高度，缺陷两端点的信号在时间上将是可分辨的，根据所记录的衍射信号传播时差就可以判定缺陷高度的量值。
将发射探头和接收探头分别置于焊缝两侧，首先沿焊缝进行B-扫描，若焊缝、热影响区无缺陷时，会观察到2个超声波信号:一个是超声波在表面传播的脉冲；另一个是试件底面反射产生的脉冲，两脉冲信号分别对应于发射探头和接收探头之间的最短和最长声程。这两个信号作为参考信号，若焊缝中存在裂纹、未焊透等面状缺陷时，超声波大部分能量会在面状缺陷表面被反射，而另有
一小部分能量会在缺陷上下两端产生衍射波，被接收探头检出。因为B-扫描不能确定缺陷距探头中心线的位置，所以沿焊缝扫描结束后，针对存在缺陷的位置，还需要沿垂直于焊缝的方向做D-扫描，扫描工作结束后，将数据资料保存，以便进行数据分析。
2.2相控阵检测技术原理及应用情况
相控阵检测技术是利用电子方式控制相控阵探头合成的声束来实现超声波发射、接收的方法。相控阵检测基本原理是: 调整阵列换能器各阵元发射/接收的相位延迟，使得合成声束在一定范围内形成聚焦、偏转等效果。阵列是换能器晶片的组合，它为确定的不连续性的形状，大小和方向提供出比单个或多个换能器系统更大的能力。在我国，这项技术的研究起步较晚，但近几年，相控阵检测技术在我国已经得到逐步应用，尤其在长输管道焊缝检测和锅炉压力容器的焊缝检测中。
相控阵检测技术最突出的优点是: 检测灵敏度高，检测结果直观、重复性好、可实时显示。但将相控阵检测技术应用在压力容器母材内壁点腐蚀的检测中，还比较少。
三、磁粉检测在压力容器检验中的应用
磁粉检测是压力容器检验中应用非常广泛的一种表面无损检测方法，对于内部检测，灵敏度要求较高时，宜选用荧光磁粉检测
1.磁粉检测法的优点
①缺陷的形状、位置、大小可以被直观的显示出来，还能够大致确定其性质；②这种方法能够检测出最小长度为0.1mm宽度和微米级的裂纹，具有很高的灵敏度；③没有受到试件大小和形状的制约；④该方法使用起来工艺简单，污染少，并且费用低廉，检测速度快；⑤能够重复进行检测。
2.磁粉检测法的局限性
①只能用于铁磁性材料；②只针对材料的表面和近表面的缺陷；③它会受到磁化方向的制约，在缺陷方向与磁化方向近似平行或缺陷与工件表面夹角小于200时，是很难发现缺陷的；④它会受到几何形状的制约，容易产生非相关显示；⑤如果工件表面有覆盖层，可能会影响到磁粉的检测结果。
四、渗透检测
根据《固定式压力容器安全技术监察规程》、《压力容器定期检验规则》的要求，在压力容器定期检验中应进行一定比例的表面无损检测，虽然其要求铁磁性材料优先选用磁粉检测，但是有时磁粉检测无法进行，还有对于奥氏体不锈钢的表面检测及有色金属制压力容器的检测，我们可以运用渗透检测的方法来满足检验的要求。
4.1渗透检测的工作原理
渗透检测是以液体的毛细管作用和固体染料在一定条件下的发光现象为基础的。其工作原理是：被检测表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后，在毛细管作用下，经过一定时间的渗透，渗透液可以渗进表面开口缺陷中；经去除被检表面多余的渗透液和干燥后，再在被检表面施涂吸附介质—显像剂；同样，在毛细管作用下，显像剂将吸引缺陷中的渗透液，即渗透液回渗到显像剂中；在一定的光源下（黑光或白光），缺陷处之渗透痕迹被显示，所以，可以使用渗透检测技术来检测压力容器表面开口缺陷的形貌及分布状态，
4.2压力容器检验中各种渗透检测方法的选用
压力容器检验时渗透渗透检测主要采用荧光法、着色法。在实际检测中，应该根据检测的现场情况、检测设备对灵敏度的要求及设备所适用的渗透检测方法来综合考虑渗透检测的方法。
溶剂去除型着色法应用广泛，特备是使用喷灌，可简化操作，适用于大型部件的局部检测。溶剂去除型荧光法也适用于局部检测，可用于无水源场所，不适用于粗糙表面部件的检测。
五、涡流检测在压力容器检验中的应用
1.检测对象
目前，压力容器涡流检测中，主要的检测对象有主螺栓、主螺母、顶盖贯穿件及其焊缝和热影响区、密封面等。
2.检测原理
由于电磁感应，当导体处在变化的磁场中或相对于磁场运动时，其内部会感应出电流，这些电流的特点是：在导体内部自成闭合回路，呈旋涡状流动，即涡流。涡流检测是涡流效应的一项重要应用。基本原理可表述为：当载有交变电流的检测线圈靠近导电试件时，由于激励线圈磁场的作用，试件中会产生涡流，而涡流的大小、相位、及流动形式受到试件导电性能的影响，同时产生的涡流也会形成一个磁场，这个磁場反过来又会使检测线圈的阻抗发生变化，因此，通过测定检测线圈阻抗的变化，和人工缺陷相应对比试块同等条件采样分析，就可以判断出被测试件的性能及有无缺陷等。
六、声发射检测
用仪器探测、记录和分析声发射信号以及利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射检测技术。
随微机技术的发展，其应用从早期源定位计算，相继扩展到数据采集、存储、分析和显示等更为完善的功能。与此同时，信号处理，从计数类参数的测量发展到事件或波击参数类的测量与分析，并在数字化程度、实时性、精确性、综合性、通用性方面均有了很大进展。国内，目前采用的机型包括以下两种。微机控制式多通道系统和全数字式多通道声发射系统。
七、硬度检测在压力容器检验中的应用
在容器表面，容易发生脱碳、渗碳、渗氮现象，渗氮、渗碳会导致材料表面的脆性、硬度增加，脱碳情况则会导致材料表面强度、硬度降低。进行容器检验时，要测定劣化层深度，可采取打磨局部去除表面层的方式，如果出现劣化层深度超过腐蚀余量的情况，对压力容器的强度要进行校核。在容器壳体的整个表面上，脱金属腐蚀、475℃脆化、球化等材质劣化一般都可能发生。根据劣化程度，出现不可修复的损伤和缺陷时，劣化程度可定为4级或5级，在规定的操作条件下和检验周期内容器可以安全使用，其劣化程度轻微，根据其安全情况可以定为3级。
在应力腐蚀的环境中，压力容易处于其中，其焊接接头、焊后经正火或回火处理的材料、非焊接件等的硬度都有一定的限制：低合金钢HV（10）≤245（单个值），低碳钢HV（10）≤220（单个值）。进行检测时，只有容易的硬度等符合此项数据，理论上则可以肯定容器不会产生应力腐蚀开裂现象，对于低合金钢容器，如果有淬硬开裂倾向，要保证其焊接接头热影响区最高硬度值低于母材原始硬度值的90%，不得超过母材原始硬度值的30%。
综上所述，对压力容器进行检验时，应对其材质、工况、可能发现缺陷的类型、趋向等要进行综合的分析，保证能够选用正确的检测方法，使用一种或几种对不同检测方法进行检测，保证检测结果的准确性和有效性，保证压力容器的安全运行。
参考文献：
[1]王玲玲.浅析低温下压力容器设计需注意的问题[J].河南科技，2014，11:85.
[2]乔辉，王建波，陈晶.压力容器在石油化工行业设计中的相关技术分析[J].中国石油和化工标准与质量，2014，11:69.
[3]张旭磊.压力容器检验中无损检测技术的运用探讨[J].科技创新与应用，2014，16:91.
关键词：检测技术；压力容器；容器检验
中图分类号：C35文献标识码： A
对于承压部件内部缺陷检测时应选用射线检测和超声波检测，对于承压部件表面缺陷检测时应选用磁粉检测和渗透检测；对于芯棒类或者管子一类导电部件材料表面缺陷检测应选用涡流检测；对于不开罐和受压部件内部有埋藏缺陷且为了监控缺陷有无扩展时应选用声发射检测。
一、射线检测
射线是一种电磁波，波长短，频率高。利用强度均匀的X射线或射线透过被检测物体时，由于有缺陷部位与无缺陷部位对射线吸收能力不同，透过有缺陷部位的射线强度高于无缺陷部位的射线强度，因而可以通过检测透过工件后的射线强度的差异来判断工件中是否存在缺陷，所以，可以选用射线检测技术对设备内部缺陷进行检测，它适用于有色金属，也适用于黑色金属制压力容器。
1.1射线照相检验技术
射线照相检验技术主要包括X射线照相检验技术、射线照相检验技术、中子射线照相检验技术和非胶片照相检验技术以及电子射线照相检验技术等，是目前国内外应用最广泛、灵敏度比较高的射线检测方法。它是采用感光胶片来检测射线强度，在射线感光胶片上对应的有缺陷部位因接受较多的射线，从而形成黑度较大的缺陷影像。射线照相检验技术可以得到高质量的图像，但检验周期较长，费用较高。
1.2射线实时成像检验技术
射线实时成像检验技术主要是采用图像增强器、成像板和线阵列等构成的射线实时成像检验系统。它是随着成像物体的变动图像迅速改变的电子成像方法，即在透照的同时就可观察所产生的图像的检验方法。
1.3射线层析检验技术
射线层析检验技术即CT技术和康普顿散射成像检验技术，主要应用在精密件及特殊结构件。CT技术是计算机辅助层析成像技术，它是采用一面状射线束投射工件的一个层面，检测器件阵列与射线束处于同一平面，通过机械驱动装置对工件形成一定的扫描投射，检测器采集射线束穿过被检测工件该平面时的大量数据，通过计算、变换，得到被检工件该层平面的相关信息，重建该平面图像，实现对该层面的检测。
二、超声波检测在压力容器检验中的应用
在现有的无损检测中，超声波检测是被广泛使用的一种方法，超声波通过在媒介中传播碰到界面形成反射，对压力容器承压部件的不足进行检测。超声波具有检测迅速，穿透力强，方式灵活，能量集中，灵敏度高的特点，超声波检测设备具有重量轻，体型小，不会对人体造成危害，因此它能够在检测中广泛的使用。目前超声波的检测技术已经非常成熟，对压力容器承压部件内部缺陷检测时，是必不可少的。
2.1TOFD超声成像检测技术
超声波入射到线形缺陷时，在缺陷的两端除普通的反射波外还会产生衍射波，衍射能量可以在很大角度范围内传播，基于这个原理，TOFD技术主要采用一发一收两个探头，发射探头发射横向纵波，沿表面传播的一束声波和工件背面的镜面反射被接收探头接收，形成固有参考信号:焊缝中的横向纵波遇到缺陷后在缺陷尖端产生衍射波，如果缺陷有足够的自身高度，缺陷两端点的信号在时间上将是可分辨的，根据所记录的衍射信号传播时差就可以判定缺陷高度的量值。
将发射探头和接收探头分别置于焊缝两侧，首先沿焊缝进行B-扫描，若焊缝、热影响区无缺陷时，会观察到2个超声波信号:一个是超声波在表面传播的脉冲；另一个是试件底面反射产生的脉冲，两脉冲信号分别对应于发射探头和接收探头之间的最短和最长声程。这两个信号作为参考信号，若焊缝中存在裂纹、未焊透等面状缺陷时，超声波大部分能量会在面状缺陷表面被反射，而另有
一小部分能量会在缺陷上下两端产生衍射波，被接收探头检出。因为B-扫描不能确定缺陷距探头中心线的位置，所以沿焊缝扫描结束后，针对存在缺陷的位置，还需要沿垂直于焊缝的方向做D-扫描，扫描工作结束后，将数据资料保存，以便进行数据分析。
2.2相控阵检测技术原理及应用情况
相控阵检测技术是利用电子方式控制相控阵探头合成的声束来实现超声波发射、接收的方法。相控阵检测基本原理是: 调整阵列换能器各阵元发射/接收的相位延迟，使得合成声束在一定范围内形成聚焦、偏转等效果。阵列是换能器晶片的组合，它为确定的不连续性的形状，大小和方向提供出比单个或多个换能器系统更大的能力。在我国，这项技术的研究起步较晚，但近几年，相控阵检测技术在我国已经得到逐步应用，尤其在长输管道焊缝检测和锅炉压力容器的焊缝检测中。
相控阵检测技术最突出的优点是: 检测灵敏度高，检测结果直观、重复性好、可实时显示。但将相控阵检测技术应用在压力容器母材内壁点腐蚀的检测中，还比较少。
三、磁粉检测在压力容器检验中的应用
磁粉检测是压力容器检验中应用非常广泛的一种表面无损检测方法，对于内部检测，灵敏度要求较高时，宜选用荧光磁粉检测
1.磁粉检测法的优点
①缺陷的形状、位置、大小可以被直观的显示出来，还能够大致确定其性质；②这种方法能够检测出最小长度为0.1mm宽度和微米级的裂纹，具有很高的灵敏度；③没有受到试件大小和形状的制约；④该方法使用起来工艺简单，污染少，并且费用低廉，检测速度快；⑤能够重复进行检测。
2.磁粉检测法的局限性
①只能用于铁磁性材料；②只针对材料的表面和近表面的缺陷；③它会受到磁化方向的制约，在缺陷方向与磁化方向近似平行或缺陷与工件表面夹角小于200时，是很难发现缺陷的；④它会受到几何形状的制约，容易产生非相关显示；⑤如果工件表面有覆盖层，可能会影响到磁粉的检测结果。
四、渗透检测
根据《固定式压力容器安全技术监察规程》、《压力容器定期检验规则》的要求，在压力容器定期检验中应进行一定比例的表面无损检测，虽然其要求铁磁性材料优先选用磁粉检测，但是有时磁粉检测无法进行，还有对于奥氏体不锈钢的表面检测及有色金属制压力容器的检测，我们可以运用渗透检测的方法来满足检验的要求。
4.1渗透检测的工作原理
渗透检测是以液体的毛细管作用和固体染料在一定条件下的发光现象为基础的。其工作原理是：被检测表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后，在毛细管作用下，经过一定时间的渗透，渗透液可以渗进表面开口缺陷中；经去除被检表面多余的渗透液和干燥后，再在被检表面施涂吸附介质—显像剂；同样，在毛细管作用下，显像剂将吸引缺陷中的渗透液，即渗透液回渗到显像剂中；在一定的光源下（黑光或白光），缺陷处之渗透痕迹被显示，所以，可以使用渗透检测技术来检测压力容器表面开口缺陷的形貌及分布状态，
4.2压力容器检验中各种渗透检测方法的选用
压力容器检验时渗透渗透检测主要采用荧光法、着色法。在实际检测中，应该根据检测的现场情况、检测设备对灵敏度的要求及设备所适用的渗透检测方法来综合考虑渗透检测的方法。
溶剂去除型着色法应用广泛，特备是使用喷灌，可简化操作，适用于大型部件的局部检测。溶剂去除型荧光法也适用于局部检测，可用于无水源场所，不适用于粗糙表面部件的检测。
五、涡流检测在压力容器检验中的应用
1.检测对象
目前，压力容器涡流检测中，主要的检测对象有主螺栓、主螺母、顶盖贯穿件及其焊缝和热影响区、密封面等。
2.检测原理
由于电磁感应，当导体处在变化的磁场中或相对于磁场运动时，其内部会感应出电流，这些电流的特点是：在导体内部自成闭合回路，呈旋涡状流动，即涡流。涡流检测是涡流效应的一项重要应用。基本原理可表述为：当载有交变电流的检测线圈靠近导电试件时，由于激励线圈磁场的作用，试件中会产生涡流，而涡流的大小、相位、及流动形式受到试件导电性能的影响，同时产生的涡流也会形成一个磁场，这个磁場反过来又会使检测线圈的阻抗发生变化，因此，通过测定检测线圈阻抗的变化，和人工缺陷相应对比试块同等条件采样分析，就可以判断出被测试件的性能及有无缺陷等。
六、声发射检测
用仪器探测、记录和分析声发射信号以及利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射检测技术。
随微机技术的发展，其应用从早期源定位计算，相继扩展到数据采集、存储、分析和显示等更为完善的功能。与此同时，信号处理，从计数类参数的测量发展到事件或波击参数类的测量与分析，并在数字化程度、实时性、精确性、综合性、通用性方面均有了很大进展。国内，目前采用的机型包括以下两种。微机控制式多通道系统和全数字式多通道声发射系统。
七、硬度检测在压力容器检验中的应用
在容器表面，容易发生脱碳、渗碳、渗氮现象，渗氮、渗碳会导致材料表面的脆性、硬度增加，脱碳情况则会导致材料表面强度、硬度降低。进行容器检验时，要测定劣化层深度，可采取打磨局部去除表面层的方式，如果出现劣化层深度超过腐蚀余量的情况，对压力容器的强度要进行校核。在容器壳体的整个表面上，脱金属腐蚀、475℃脆化、球化等材质劣化一般都可能发生。根据劣化程度，出现不可修复的损伤和缺陷时，劣化程度可定为4级或5级，在规定的操作条件下和检验周期内容器可以安全使用，其劣化程度轻微，根据其安全情况可以定为3级。
在应力腐蚀的环境中，压力容易处于其中，其焊接接头、焊后经正火或回火处理的材料、非焊接件等的硬度都有一定的限制：低合金钢HV（10）≤245（单个值），低碳钢HV（10）≤220（单个值）。进行检测时，只有容易的硬度等符合此项数据，理论上则可以肯定容器不会产生应力腐蚀开裂现象，对于低合金钢容器，如果有淬硬开裂倾向，要保证其焊接接头热影响区最高硬度值低于母材原始硬度值的90%，不得超过母材原始硬度值的30%。
综上所述，对压力容器进行检验时，应对其材质、工况、可能发现缺陷的类型、趋向等要进行综合的分析，保证能够选用正确的检测方法，使用一种或几种对不同检测方法进行检测，保证检测结果的准确性和有效性，保证压力容器的安全运行。
参考文献：
[1]王玲玲.浅析低温下压力容器设计需注意的问题[J].河南科技，2014，11:85.
[2]乔辉，王建波，陈晶.压力容器在石油化工行业设计中的相关技术分析[J].中国石油和化工标准与质量，2014，11:69.
[3]张旭磊.压力容器检验中无损检测技术的运用探讨[J].科技创新与应用，2014，16:91.