解析特种设备检验中先进无损检测技术应用

解析特种设备检验中先进无损检测技术应用

陈超  蔡磊  

江苏省特种设备安全监督检验研究院，江苏南京，210000

摘要：在当今这个飞速发展的社会与经济，各行各业都得到了飞速的发展与进步。在工业上的应用非常普遍。由于用户的要求越来越高，因此，在特定的制造过程中，就会产生诸如腐蚀、磨损等各种质量问题。在这段时间里，要对其进行必需的特种设备检测，减少设备发生故障的几率，从而为人民提供更优质的服务。因此，在特种设备的检验阶段，无损检测技术可以起到很多的作用，无损检测技术还具备一定的研发和创新价值。本文阐述了一些新型检测技术的应用要点，以期为相关人员提供参考。

关键词：特种设备；设备检验；先进无损检测；技术应用

前言：

在目前的阶段，随着我国总体经济实力的提高，特殊设备的重要性也越来越被人们所认识，它对人们的生产和生活都有很大的影响。为此，我国对特殊装备的检测也就有了较高的要求与标准。因为特种设备本身的组成结构和材质的特殊性，所以与常规的检测技术相比，这种非破坏性新型检测技术在运用时更加有效、更加专业化，不会对设备产生任何破坏，可以确保设备的正常运行，而且它的检测结果也更加精确，有着明显的应用价值。

1特种设备检验中无损检测技术应用要点

1.1数字射线（DR)检测技术

数字化X射线成像（DR），是一种无损检测方法，它使用X射线平板探测器代替传统的X射线胶片或成像板。这种技术以其高效率和低成本的优势受到国内外业界的高度重视，并逐渐取代传统的胶片成像方法。在发达国家，数字成像在射线检测中的份额已超过80%，并且还在快速增长。

数字成像检测技术的基本原理是通过X射线穿透被检测物体，然后由图像增强器将不可见的X射线图像转换为可视图像。这一过程称为“光电转换”。接着，使用高清晰度电视摄像机摄取可视图像，输入计算机进行“模数转换”，从而将图像转换为数字形式。经过计算机处理后，图像显示在显示器屏幕上，提供检测材料内部的缺陷性质、大小、位置等信息。

1.2高温磁粉检测技术

高温磁粉检测技术是一种在高温条件下对铁磁性材料进行无损检测的方法，特别是在核电站等高温环境中的应用尤为重要。这种技术在华龙一号压水堆核电站中得到了应用，用于检测主蒸汽管道和主给水管道相关的焊接接头。

高温磁粉检测的原理基于磁粉在漏磁场处的聚集来显示缺陷。在高温条件下，一般采用干粉法磁粉检测，因为荧光磁粉检测和湿法磁粉检测在高温下无法使用。干粉法磁粉检测对于近表面的缺陷检测灵敏度优于湿法磁粉检测。

磁粉检测的灵敏度与磁粉的性能，如磁特性、粒度、形状、流动性、密度和识别度等因素有关。高温磁粉通常不包含染料，或者涂覆无机染料，以提高与背景的反差和识别度。此外，磁粉检测的最高工作温度也是重要的性能要求，需要确保满足被检测工件表面的最高温度要求。

1.3低温渗透检测技术

低温渗透检测技术涉及在不同于常温条件下进行的渗透检测，以适应不同的工业应用需求。在低温环境下进行渗透检测时，会面临一些特殊挑战和影响：

1. 低温对渗透检测的影响：在低温下进行渗透检测时，可能会遇到被检表面温度过低导致霜冻、气雾罐压力降低、渗透剂分层或染料析出、渗透剂粘度增加以及清洗剂和显像剂干燥时间延长等问题。

2. 渗透检测灵敏度：低温环境下，渗透检测的灵敏度会受到影响。试验研究表明，在低温情况下，渗透检测的灵敏度会降低，需要采取相应的措施来保证检测的准确性和可靠性。

3. 渗透检测的改进措施：为了提高低温环境下渗透检测的灵敏度，可以采取一些措施，如人为制造温差（在高温情况下进行实时渗透检测，然后在低温时显像），或者对被检对象进行预处理，缓缓加热工件表面以蒸发不连续中冻结的水分。

4. 渗透检测工艺的改进：在低温条件下，渗透检验工艺需要进行相应的改进，以确保检测的准确性和效率。

总的来说，低温渗透检测技术需要根据不同的温度条件和环境因素进行调整和优化，以保证检测的准确性和可靠性。通过采用适当的工艺和措施，可以有效应对低温环境对渗透检测的影响，提高检测的灵敏度和效率。

1.4超声波检测技术（手工A超）

超声波检测技术主要是利用声学的原理，检测特种设备材质中存在的质量缺陷，通过对声波反射的时间和能量变化进行详细的分析，来确定设备缺陷的位置。并且，超声波检测技术对特种设备的厚度有一定的要求，一般为8-300 mm，其检测的重点是焊缝存在的裂缝、裂纹和未熔合。

1.5带涂层涡流检测技术

带涂层涡流检测技术是一种先进的无损检测方法，主要用于检测带有涂层的金属结构或零部件的表面和亚表面缺陷。这种技术特别适用于航空航天、船舶制造、核工业、石油化工等领域，因为这些领域的设备和关键零部件需要在恶劣环境下工作，而涂层技术对这些设备的安全性和可靠性至关重要。

带涂层涡流检测技术的主要特点包括：

1. 非破坏性：这种技术可以在不破坏涂层的情况下检测结构内部的缺陷，如腐蚀、裂纹和脱粘。

2. 自动化和智能化：最新的技术，如基于YOLO v5的脉冲涡流热成像智能检测方法，能够自动检测并识别涂层下的缺陷，提高了检测的效率和准确性。

3. 多层导电涂层厚度检测：通过设计特定的探头结构和优化检测参数，可以有效检测多层导电涂层的厚度，这对于确保涂层的均匀性和质量至关重要。

4. 涡流检测技术的多应用领域：涡流检测技术不仅用于涂层厚度和缺陷检测，还广泛应用于材料性能测量、涂层测量和缺陷检测等多个领域。

5. 涡流检测在航空领域的应用：涡流检测在航空维修中应用广泛，是确保飞机和发动机零件安全飞行的重要技术手段。

总的来说，带涂层涡流检测技术是一种高效、准确且可靠的检测方法，对于确保复杂结构的安全性和可靠性具有重要的意义。

1.6红外线检测技术

红外线检测技术，是一种无损检测技术，常被用于特种设备检验环节，而且使用效果明显。它的基本原理是基于红外光的温敏效应，通过改变被测对象的表面温度来实现红外光的发射。并且，红外线检测技术，有主动式和被动式两种，主动式通常是通过人工的方法，对一些低温物体进行检查，对其进行加热处理，如果有了缺陷，那么主要的部位就会出现异常，热导率也就会发生改变。

1.7衍射时差法（TOFD）超声检测技术

TOFD（衍射时差法）检测技术是一种先进的无损检测方法，广泛应用于特种设备的检验中。这种技术以其高精度、高效率和低成本等优点，在特种设备无损检测领域得到了广泛的认可和应用。

TOFD技术的基本原理是利用超声波与缺陷端部的相互作用发出的衍射波来检测缺陷，并进行定量测量。在特种设备的应用中，TOFD技术能够有效地检测承压类特种设备，确保其质量符合国家相关标准规范的要求。这种技术在国内外的发展情况表明，它是一种有效且可靠的检测方法，特别适用于恶劣工作环境下的特种设备。

《衍射时差法(TOFD)和相控阵超声检测(PAUT)技术应用指南》2018版对TOFD技术的应用进行了详细的描述和指导，包括设备、工艺、数据采集、判读、缺陷评定和报告等方面的内容。这些指南为TOFD技术的实际应用提供了重要的参考和指导。

总的来说，TOFD技术在特种设备无损检测中的应用，不仅提高了检测效率和精度，也确保了特种设备的安全性和可靠性，对于保障工业生产和人民生活中的特种设备安全发挥着重要作用。

2结论

特种设备的应用范围很广，一旦在运行中出现问题，都会对其造成一定的影响，甚至会导致安全风险事故。因此，对特种设备进行无损检测是非常有必要的，它也是贯穿于设备的全部工作过程，与人民的生活和生产密切相关。在进行特种设备复杂结构的检验工作时，运用无损检测技术，可以获得精确的数据，从而可以制订有针对性的、科学的预防计划，减少设备在使用过程中发生故障问题的可能性，确保了整个系统的安全、可靠性，从而极大地提高了特种设备的应用效果。