合金钢封头压力容器声学无损检测技术

 　　一、声发射检测
　　20世纪60年代，Creen等人首先开始了声发射技术在无损检测领域方面的应用，Dunegan首次将声发射技术应用于压力容器方面的研究。声发射技术应用于合金钢封头压力容器结构完整性检测与评价可分为三个方面：新制压力容器的声发射检测与评价、在用压力容器的声发射检测和评定、压力容器的声发射在线监测和评定。压力容器在介质温度和压力作用下容易形成裂纹，在裂纹的形成和扩展直到开裂这一系列情况中都会发射出与之相关的大小不同的声发射能量信号，根据这些能量信号的大小来判断是否有裂纹产生以及裂纹的扩展程度。声发射检测的一个重要特点就是必须在检测时对压力容器进行加载，一般采用的加载方法是对压力容器进行耐压试验，有时也会用工作介质直接进行加载，如果在整个加载过程中缺陷部位有声发射定位源信号产生，则判定缺陷是活性的：反之则判定缺陷是非活性的。
　　声发射检测的优点能够检测出活动的缺陷，即材料的断裂和裂纹的扩展，从而为使用安全性评价提供依据；可远距离操作，长期监控设备允许状态和缺陷扩展情况；装置较轻便；其局限性是设备价格昂贵；操作人员素质要求高；检测过程中干扰因素较多；声发射检测完成后，一般需要超声波检测复验。
　　在检测不锈钢封头容器可能产生的活动性损伤时，可以采用声发射检测方法，不仅如此，声发射检测方法也能够对容器已经产生的损伤进行检测。进行声发射检测的前提条件是，检测过程中必须要对容器实施加载，比较普遍的加载方法就是在容器停比工作后，对容器进行水压、气压测试，也可以直接采用工作介质对容器实施加载。对活动性缺陷，在加载过程中用多个声发射传感器对压力容器壳体进行整体监测，以发现活性声发射源，然后通过活性声发射源进行表面和内部缺陷检测，排除十扰源，发现压力容器上存在的缺陷。对已知缺陷进行的活性评价是在加载过程中对已知缺陷进行声发射监测，如果在整个加载过程中缺陷部位无声发射定位源产生，则认为缺陷是非活性的；反之，如有大量声发射定位源信号产生，则认为已知缺陷是活性的。
　　二、超声相控阵技术
　　相控阵超声波无损探伤技术(简称超声相控阵技术)是近年来超声无损检测领域领域发展起来的新技术，超声相控阵技术的应用始于20世纪60年代，相控阵超声波的基本概念来源于相控阵雷达技术。超声相控阵技术可以产生和常规超声波相同的声束和角度但它与常规超声检测不同的是能精确的以电子方式控制声束的角度和焦点尺寸。超声相控阵技术因为理论复杂和仪器及检测成本高等原因导致这项技术在无损检测中的发展受到限制。但近些年，超声相控阵技术以其灵活的声束偏转及聚焦性能受到了无损检测行业的重视。
　　超声相控阵技术的优点是操作灵活、缺陷定位准确、作业强度小，无辐射、无污物、速度快，例如对封头压力容器的环焊缝检测只需进行一次简单的线性扫查就能完成全焊缝的检测，并且可检测复杂形而或难以接近的部位，一面扫查一面还可以对焊缝进行分析和评判：检测结果也很直观还能实时显示，并且能打印或者存盘从而对实现对检测结果的长期保存。其局限性是对被检器表面粗糙度要求较高，对温度相对敏感，设备贵，人员素质要求高。
　　超声检测的方法往往都用于对厚度大于6mm的容器封头容器进行检测，也多用于检测大口径接管接焊缝的漏洞，超声检测的优势在于，它可以检测出焊缝内部隐藏的漏洞以及焊缝的外表损伤，还可以检测压力容器锻件产生的损伤。超声检测方法具有很强的灵敏度，并且具有良好的指向性，在应用时穿透力强、检测效率高，与其他检测器材相比，超声检测的设备体积小、质量轻，便于工作人员的携带，而且操作起来十分简便，更重要的是超声检测不会对人体造成危害。超声检测方法的弊端就是它不能够检测出那些延伸方向与容器表面平行的外部缺陷。
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