基于带涂层的特种设备超声波检测研究

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研究与探索Research and Exploration ·智能检测与诊断
中国设备工程 2023.05 （下）
在日常生产及生活中，特种设备发挥着重要作用，所以，要高度关注特种设备使用的安全问题。

像大型游乐设施以及压力容器等带涂层特种设备，按照有关规范，在使用磁粉、超声等无损检测技术时需要先将其表层涂层打磨掉，不过，打磨操作会一定程度上损伤设备母材，并可能影响后续设备使用的可靠性和安全性。

所以，本文重点讨论不对带涂层特种设备进行打磨处理情况下如何应用超声波检测技术实现探伤。

1 发展现状
无损检测技术既有超声波检测技术、磁粉检测技术、射线检测技术、渗透检测技术、涡流检测技术等常规技术，也有红外线检测、TOFD、声发射等新型检测技术，相关技术在时代不断发展背景下，也不断提升着缺陷检测精准性。

超声波无损检测技术相比其他常规检测技术，具备检测深度大、被测对象范围广、检测速度快、使用便捷、便于操作和现场使用、对人体无害等特点，所以，目前全球多个领域都高度重视使用此技术。

近年来，我国工业化发展迅速，同时人们也越来越看重安全问题，并高度关注如何对特种设备进行无损检测，以维护设备的安全使用。

根据《中华人民共和国特种设备安全法》，特种设备主要是指对人体及财产安全会产生重大危险的压力管道、压力容器、锅炉、大型游乐设施、客运索道、电梯、厂内的专用机动车辆等，目前，人们普遍关注的是如何更精准地对相关特种设备的表层防腐层进行检测。

像大型游乐设备以及压力容器等特种设备，超声检测中需要按照规定将表层防腐层先打磨掉，随后再检测，而这一操作又会引发以下几种问题：（1）打磨操作需要耗费一定人力与物力，导致资源浪费；（2）打磨操作可能导致设备出现机械损伤，使设备壁厚减小以及应力集中等；（3）在液化石油气站、天然气站等有易燃易爆品的特殊场合中打磨会引发火花，容易导致意外事故。

所以，本文重点研究在不对大型游乐设备、压力容器等特种设备其表层防腐层进行打磨去除情况下进行缺陷超声检测，是否会影响结果的准确性。

基于带涂层的特种设备超声波检测研究
连业军
（威海市特种设备检验研究院，山东 威海 264200）
摘要：本文主要对基于带涂层的特种设备超声波检测进行了研究，
介绍了发展现状和基本原理，分析了超声波检测技术的优点和劣势，并以实验分析的方式探究了超声波技术在带涂层特种设备检测中的具体应用，指出了对带涂层特种设备进行超声波检测具备可行性，涂层会一定程度上影响超声波检测结果，当涂层厚度约为0.25mm 时，应用β为45°的探头，灵敏度极大差值是6.2dB，应用β为60°的探头，灵敏度极大差值是5.4dB，所以实际检测中可提升6dB 当作涂层衰减补偿，若检测出缺陷需经过分析确定是否打磨掉涂层再复测，由此可有效减少涂层打磨与恢复所消耗的人力，规避设备壁厚变薄、材料耗损等情况出现，还有助于提升经济效益。

关键词：带涂层；特种设备；超声波检测
中图分类号：TB302.5 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2023）05（下）-0176-03
2 基本原理
超声波属于一种机械波，超声波探伤主要以机械振动和波动为物理基础，频率在20kHz 以上。

在超声波检测中，其基本原理是结合界面部位超声波的反射、折射和超声波于介质内部传播中的衰减情况，从发射探头朝着被检物进行超声波的发射，而从缺陷或者本底界面部位所反射回的超声波以及穿透被检物之后的透射波由接收探头所接收，用以对工件有无缺陷进行检测，同步可定位缺陷具体位置，还可支持对缺陷实现定性以及定量分析。

因为超声波检测方法具有多样性，同时，适用性较广，所以此检测技术在特种设备定期以及全面检查中发挥着重要作用。

根据《固容规》相关规定，压力容器的对接接头主要分为100%的全部无损检测和≥20%的局部无损检测，而不管选择局部检测法还是全部检测法，超声波检测均属于一种至关重要的检测技术。

另根据游乐设施安全规范相关规定，关系人身安全的关键部件比如轴和销轴等，需展开100%的全部无损超声波探伤，所以，在游乐设施检验中，超声波检测也发挥着重要作用。

3 超声波检测技术
超声波检测技术是五大无损常规检测技术之一，通过此技术进行无损检测既有优点也有不足。

其中，优点是超声波检测具有很广的适用范围，无论是金属材料还是非金属材料或者复合材料，均可利用此技术检测，同时能够精准地定位缺陷，尤其是面积型缺陷和条形缺陷具有非常高的检出率。

另外，超声波检测具有很高的灵敏度，即便工件内部只有尺寸比较小的缺陷，也依旧能够检测出来；缺点主要是无法直观地定量分析缺陷，而且若同一缺陷有着不同的取向和位置等，就可能出现不同的检测结果，易引起误判，此外，一些工件因为外形较为复杂，探头布置难度大，所以检测操作存在不便。

4 具体应用
本文主要以实验的方式，应用数字超声波探伤仪对试块的模拟缺陷进行检测。

4.1 实验准备
实验中需要用到的仪器设备和标准试块主要是：
值还有相关波形。

60°斜探头探测中，通过和上述相同的方法对直径
图1 网络触发紧急制动的逻辑图
发现超声波检测技术在带涂层特种设备检测中应用具有可行性，为避免打磨涂层，实际检测中，可提升6dB 当作涂层衰减补偿，用以规避设备壁厚变薄、材料耗损等问题。

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