哈爾濱理工大學榮成學院
專科生畢業設計
題目： 壓力容器的無損檢測
專業年級
學生姓名
學號指導教師哈爾濱理工大學榮成學院
完成時間： 2013 年 6 月 20日
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專科生畢業設計(**)評語
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專科生畢業設計(**)任務書
壓力容器的無損檢測
摘要壓力容器的用途十分廣泛。它在石油化學工業、能源工業、科研和軍工等國民經濟的各個部門都起著重要作用。是各國重要的監檢產品，由國家指定的專門機構，按照國家規定的法規和標準實施監督檢查和技術檢驗。
本文對壓力容器原材料的具體缺陷闡述了對應的無損檢測方法。壓力容器用板材、管材、棒材因形狀和受力不同具有不同的檢測要求和檢測方法。壓力容器用鍛件和鑄件其成型方式，因而採用不同的手段檢測特定的缺陷。
介紹了當前壓力容器製造和使用過程中所採用射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷的等常規無損檢測技術和聲發射、磁記憶等新技術，並論述他們的工作原理、優缺點和技術進展。無損檢測能應用於產品設計、材料選擇、加工製造、成品檢驗、在役檢查等多方面，在質量控制與降低成本之間能起最優化作用。無損檢測還有助於保證產品的安全執行和有效使用。
關鍵詞壓力容器；無損檢測技術；超聲波探傷
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目錄摘要
第1章緒論 1
1.1 課題背景 1
1.2 壓力容器無損檢測技術的現狀 1
1.2.1 射線檢測技術 1
1.2.2 超聲波檢測技術 2
1.2.3 磁粉檢測和滲透檢測技術 2
1.2.4 非常規無損檢測技術 3
1.3 無損檢測技術展望 3
1.4 本文主要研究內容 3
第2章壓力容器原材料的無損檢測 4
2.1 壓力容器用金屬板材的無損檢測 4
2.2 壓力容器用管材的無損檢測 4
2.3 壓力容器用鋼鍛件的無損檢測 4
2.4 壓力容器用鋼棒材的無損檢測 4
2.5 壓力容器用鑄件的無損檢測 5
2.6 本章小結 5
第3章壓力容器管座角焊縫無損檢測 6
3.1 檢驗方位與時機的選取 6
3.2 管座角焊縫表面質量檢測 6
3.3 管座角焊縫內部質量檢測 7
3.3.1 接管外徑大於或等於108mm的管座角焊縫檢測 7
3.3.2 接管外徑小於108mm的管座角焊縫檢測 9
3.4 本章小結 9
結論 10
致謝 11
參考文獻 12
附錄 13
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緒論壓力容器是乙個涉及多行業、多學科的綜合性產品，其建造技術涉及到冶金、機械加工、腐蝕與防腐、無損檢測、安全防護等眾多行業。隨著技術的不斷進步，特別是以計算機技術為代表的資訊科技的飛速發展，帶動了相關產業的發展，在世界各國投入了大量人力物力進行深入的研究的基礎上，壓力容器技術領域也取得了相應的進展。但其潛在的安全隱患也建逐漸顯露了出來，尤其是近年來的鍋爐**、管道洩漏等安全事故頻繁發生，不禁給我們敲響了警鐘。
而無損檢測就是發現這類安全隱患的直接而有效的手段[1]。
目前，壓力容器無損檢測的常規方法主要有超聲檢測(ultrasonic testing ，ut)、射線檢測(radiographic testing，rt)、磁粉檢測 (magnetic particle testing，mt)、滲透檢驗(penetrant testing，pt)、渦流檢測(eddy current testing，et)。非常規無損檢測技術有：聲發射(acoustic emission，ae)、 紅外檢測(infrared，ir)、雷射全息檢測(holographic nondestructive testing，hnt)等。
為了保障壓力容器裝置的安全執行，無損檢測技術可以充分發揮其非破壞性及可靠性並且在許多情況下可以實施原位檢測(即不需拆卸解體)的特長。無損檢測技術在降低生產製造費用、提高材料利用率、提高生產效率方面都起著重要的作用[2]。
無損檢測在不損害其後續有用性和適用性的前提下，發展和應用測試材料或構件的技術方法來探測、定位、測量和評價缺陷；評估材料的完整性、性質和組成；測量幾何特徵。其基本過程是採用無損檢測手段，確定檢測資訊為偽缺陷、相關缺陷或非相關缺陷，然後評估確定該構件是否符合特定的標準[3]。目前用於壓力容器的無損檢測方法主要有射線探傷(rt)、超聲探傷(ut)、滲透探傷(pt)、磁粉探傷(mt)以及一些其他非常規的檢測方法[4]。
射線檢測方法是利用射線透過試件時部分射線按厚度變化的函式關係被吸收，試件較薄的部位透過的射線多，而較厚的部位透過的射線少。這樣在膠片上就生成乙個按試件厚度變化的影像，從而可以對試件進行無損檢測，射線技術經過長時間的發展，現已形成射線照相技術，射線實時成像檢測技術和射線層析檢測技術三大部分，其中x射線和γ射線的常規射線照相檢測技術已發展成為相當成熟的無損檢測技術，它正廣泛應用於鍋爐壓力容器檢驗中。
近年來，射線檢測技術的發展重點集中在工業射線ct、計算機實時成像和影象處理技術的應用方面。工業ct是實現高質量、高解析度檢測的重要裝置。它不僅可以檢出材料中的裂紋和雜質等缺陷，而且能對其大小、形狀及空間位置做出定量的評估；目前其成像質量已接近於x射線膠片成像水平，靈敏度水平對於15-50 mm的鋼焊縫來說可優於2%。
隨著計算機技術的發展，射線檢測技術也逐步實現了自動化，表現在以下幾方面：x射線廣泛應用了微控制器技術，實現了透照引數儲存和故障自動診斷。利用計算機編制了一些透照引數設計輔助程式和評片輔助程式，實現了透照和評片的自動化。
總之，計算機的應用正在影響著整個射線檢測技術的領域[5]。
超聲波檢測是用普通的脈衝反射法操作，通過在雜訊波和干擾波的背景上出現意外的回波來檢測出缺陷的過程，它具有檢測物件範圍廣，檢測深度大，缺陷定位準確，檢測靈敏度高，成本低，使用方便，速度快，對人體無害以及便於現場使用等優點。因此，超聲波無損檢測技術是國內外應用最廣泛，使用頻率最高且發展較快的一種無損檢測技術。
由於超聲波檢測是利用電子儀器從超聲訊號中抽取資訊，再推斷出結論的過程，其檢測具有間接性，故其結果不可避免地帶有統計性質。即存在檢出概率，漏檢率及檢出結果重複率等問題。為了消除或降低人為因素的影響，提高檢測結果的可記錄性。
人們開發了超聲訊號處理和超聲成像技術，實現了資料處理和缺陷評價的自動化。這是對缺陷準確定位、定量檢測的一條有效途徑，也是超聲檢測發展的主流。計算機技術的高度發展也給無損檢測技術帶來了巨大的衝擊作用，促進了超聲波檢測的快速發展，目前國內已有許多廠家應用和發展了多種能用電腦控制的模擬數字式探傷儀和智慧型化數字式超聲波探傷儀，以及用於流水線生產的微機控制自動超聲波檢測系統。
同時計算機在超聲波檢測方面的另一應用是發揮其軟體計算功能。目前，國外已有多種商用的超聲波檢測系統，檢測軟體已正在向通用型和實用型發展。
在較為傳統的滲透和磁粉檢測方面，目前國內已能生產全系列的主機和附件，在品種和功能方面與國際差距正在縮小。近年來國內研製的手提式復合磁化裝置可實現大型壓力容器焊縫的一次性磁化，可在全方位上顯現缺陷磁痕。同時計算機在表面檢測方面的應用同樣也得到了顯著的發展。
如微機控制的自動化檢測裝置可自動進行上工件、磁化、噴液、檢測、下工件和退磁工序的程式控制化，在壓力容器業小鍛件、螺栓件和管材的檢測中取得良好的效果。
在滲透檢測方面，一些能快速滲透、檢測靈敏度≤0.5 mm的著色滲透探傷劑的研究和進入市場給國內滲透檢測的發展起了推動作用。
在非常規無損檢測技術方面，近年來國內也有極其顯著的發展。如在紅外檢測方面：熱彈性應力分析法檢測評估壓力容器和管道表面裂紋；遙控紅外成像系統用於檢測高溫壓力容器和核壓力容器的內外部缺陷；在聲發射檢測方面，聲發射過程中的接收訊號處理；壓力容器水壓試驗中的聲發射檢測評估；聲發射檢漏及在用壓力容器的聲發射監控方面都取得了較大的發展。
在渦流檢測方面，也取得了較快發展，其中以渦流技術的電腦化最為迅速。多頻技術，頻率拓寬數字濾波，自動平衡，阻抗平面顯示，相位分析等技術的應用對渦流檢測的發展也有巨大的推動作用。目前國內壓力容器行業使用的渦流裝置，其應用水平已有明顯提高。
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