许多物质，如氢、无水和原油，需要“特殊处理”——在地球上很少能找到的最佳压力和温度下进行处理。工业压力容器可承受10K PSi 及以上的压力——几乎是金星压力的 8 倍，接近马里亚纳海沟的压力。
然而，如此出色的操作特性也存在着压力容器开裂、破裂和爆炸的风险。确保安全的最佳方法是定期进行无损检测 (NDT)。
为什么定期压力容器检验是不可协商的
预防总是针对维修以及随后的昂贵停机时间或者更糟的工业事故后的长期恢复。
以克利夫兰的一家油漆厂为例，该厂的压力容器爆炸释放了超过60 万加仑（220 万升）的潜在污染水，引发了一场大火，并造成一名工人受伤。职业安全与健康管理局的调查人员得出结论，如果该公司遵守操作限制并定期检查压力容器和管道系统，所有这些“都可以避免”。这一结论也带来了 29 万美元的罚款。
定期检查，尤其是无损检测，有助于在早期发现内部和外部缺陷，为设备调试提供充足的时间。其他好处包括：
·员工安全。泄漏的容器对员工和附近居民造成安全隐患。一家美国化学制造商未能保持工艺设备的完整性，导致爆炸，造成一名工人死亡，四名工人受伤。
·合规。长期疏忽必然会导致监管部门的回应。沙特化学公司Sabic 最近因允许储罐中的石脑油气体泄漏而面临 1000 万欧元的罚款。
·使用寿命。压力设备的使用寿命通常为25 年。早期发现问题并及时维护有助于延长使用寿命，甚至随着时间的推移优化性能。
·可持续性。压力容器泄漏和爆炸会破坏环境。热交换器中的膨胀节故障导致100 万升废水排入海洋。
您应该多久检查一次压力容器？
根据TÜV SÜD的规定，工业系统和部件的检查频率范围为每年一次至每 5 年一次。压力容器检查的时间表取决于许多方面：
·容器功能，例如气体储存容器、液体储存容器、热交换器、工艺容器、空气压缩机
·容器类型。传统全金属（类型 1）、碳钢加固（类型 2）、碳纤维复合材料（类型 3）、全碳纤维制成，内衬聚酰胺（类型 4，通常用于氢气）
·最大允许工作压力 (MAWP)。超过 15 PSIG（ASME 第 1 部分）的型号，运行压力高达 10,000 PSIG（第 2 部分），或运行压力超过 10,000 PSIG（第 3 部分）的型号
·材料：不锈钢、铝、镍合金和钛容器的要求不同
在大多数情况下，检查间隔由适用的监管要求和当地司法管辖区决定。例如，在新加坡，蒸汽锅炉每年需要进行目视检查和运行测试。空气接收器、蒸汽接收器和高压灭菌器每 2 年进行一次类似的检查。
在英国，蒸汽锅炉和烤箱每 12 个月进行一次测试。但是，如果您的设备运行时间足够长且没有出现问题，机构会将此时间表延长至每 24-26 个月。
澳大利亚和新西兰的标准要求压力设备在投入使用一年后进行检查。然后，每两年进行一次外部检查，每四年进行一次内部检查。确切的间隔可以根据危险程度缩短或延长。
最后，在美国，压力容器的外部检查每5年进行一次，内部检查每10年进行一次，或不超过容器剩余寿命的一半。
压力容器检验要求
压力容器检验要求还取决于管辖范围和容器类型。最值得注意的标准是：
·ASME 锅炉和压力容器规范 (BPVC)：第 VIII 部分描述了由锻造和钎焊制造的碳、有色材料、铸造球墨铸铁、铁素体钢、铜、铜合金、钛合金等制成的压力容器的建造、焊接、热处理和检验规则。
·API 510：该标准规定了内部、在线和外部检查、厚度和绝缘层下腐蚀 (CUI) 测量以及连续条件监测。
·BS EN 13445-5:2002：该标准描述了未燃烧压力容器的设计、焊接和检验要求。它要求对测试对象进行 100% 目视检验（尽可能）。
您需要经过认证的设备和技术合格的检查员来进行检查。通常，所有标准都要求进行目视检查（例行检查）、结构评估和内部测试。后两项使用 NDT 进行，设备校准间隔为一年一次（根据ASME BPVC，第 V 节）。
检查员检查壳体、头部、喷嘴、人孔、绝缘材料、连接件、螺栓和任何更换部件。他们检查表面和表面下裂纹、细长断裂、孔隙、针孔、焊渣夹杂物、一般和局部金属损失、内部和外部腐蚀以及应力断裂和脆性断裂的迹象。所有测量结果和缺陷都应记录下来，以供将来参考或进行潜在根本原因分析。
作为资产管理计划的一部分，您应该根据适用法规确定无损检测的时间表和类型，此外：
操作环境和条件：由于内部高压和有害物质以及外部恶劣环境，容器极易发生开裂、腐蚀和金属损失。这意味着，如果您的压力容器在极端条件下运行，您将需要比标准中提到的更频繁的检查。
材料特性：不同材料对腐蚀、疲劳和其他形式的退化具有不同的抵抗力。例如，高碳钢比低碳钢更耐腐蚀，因此检查频率较低。
历史表现。查看维护日志，了解维修和改造的历史，这些历史可以表明存在问题的地方，例如超出操作限制或无法确保安全控制。
推荐的压力容器检验方法
普遍认为，超声波、射线、磁粉和视觉检测方法能够提供最准确的数据。无人机可以协助其中几种方法。
1. 目视检查
目视检查 (VI)是指直接观察测试对象是否存在明显的不规则性。API 510 标准将其定义为识别压力容器泄漏、膨胀、下垂、变形、不规则表面和腐蚀的首选方法。
ASME BPVC 第 VIII 条还建议在以下情况下使用目视检查：
·确认没有材料和尺寸缺陷
·在静水试验期间检查连接处是否有泄漏
·确保焊接完全熔合和渗透
·清除焊剂残留物后检查钎焊接头
工业检查无人机可以协助完成这一过程，提供难以到达区域的高清近距离视图，例如穹顶末端、支撑和锚点、内角或高空管束。例如，一家石化厂使用无人机检查了30 米（98 英尺）的管道和 2 个热交换器镜面，每个镜面的面积为 15.2 平方米（18.1 平方码）。通过使用无人机代替脚手架，该工厂将检查时间缩短了 70%，检查成本降低了 89%。
目视检查的优点是简单、便宜、直接，且准备时间短。另一方面，目视测试容易出现人为错误，并且缺乏替代无损检测方法所提供的精度。因此，最好将压力容器目视检查与其他无损检测技术相结合。
2.超声波检测（UT）
超声波检测(UT) 工具通过向测试对象发送声波来定位表面、次表面和内部缺陷。通过测量波来回传播所需的时间，检测人员可以测量壁厚、检测裂纹并识别各种其他缺陷。
根据 API 510，UT 有助于确定局部腐蚀和材料变薄、内部和表面裂纹、细长的不连续性、焊缝中的裂纹状缺陷以及压力边界的完整性。建议每十年或腐蚀速率剩余寿命的 3/4 对压力容器进行一次 UT 检查。
同时，ASME BPVC 第 VIII 条建议采用 UT 作为检查方法：
·焊缝和焊道颈之间的熔合
·气焊和电渣焊
·复合管板的粘结完整性
·焊接接头
·整个容器经过热处理后
·所有厚度超过 12 英寸（30 厘米）的铸件部件
·加工前后的轮毂
超声波检测是一种非常流行的方法，因为它的精度很高。您可以找到小至 0.2 – 0.05 毫米的缺陷。此外，UT 让您可以灵活地只测试资产的一侧 - 非常适合大型固定容器。缺点是 - 您需要光滑的表面才能获得准确的结果。
Voliro T 检测无人机有助于简化大型压力容器的 UT 检测
两个传感器探头：标准探头和高温探头。两者均支持 2 – 150 毫米 / 0.08 – 5.9 范围内的厚度测量，分辨率为 0.06 毫米 / 0.002。但是，高温探头可用于加热至 0 – 260 °C / 32 – 500 °F 的运行中物体。我们的一位瑞士客户使用我们的 UT 探头测试了储罐外部，每个储罐花费 75 分钟。另一家来自荷兰的公司使用无人机在 1.5 天内检查了 5 个储罐，获得了 700 个高精度壁厚读数。
3.射线检测（RT）
射线检测 (RT) 依靠 X 射线来评估固体材料，揭示深层隐藏的缺陷，并在彩色编码图片上将其可视化。根据 API 510，RT 可以帮助确定压力容器部件中的孔隙率、焊渣夹杂物、裂纹和厚度损失。
ASME BPVC 第 VIII 节提到了检查的 RT：
·交换器管道的焊缝
·壳体、封头、喷嘴、连通室的所有对接焊缝
·单焊缝、角接头、角接头
·钢铸件的气孔、炉渣、收缩、裂纹、热裂和嵌件
与 UT 类似，RT 可以更精确地测量缺陷的大小、位置和尺寸。但是，由于它假设存在辐射暴露，因此需要采取严格的安全措施。此外，由于 RT 的设备和设置复杂，因此它是成本较高的检测方法之一。
尽管如此，工业射线照相可以产生丰富的检查结果。尤其是当使用最新工具对数据进行额外分析时。一组研究人员测试了 RT 对压力容器的适用性，在收集的 X 射线数据上训练 AI 算法。通过这种方式，他们能够将压力容器缺陷分割的准确率提高 84.75%，正确评级率为 95%。
4.磁粉检测（MPT）
磁粉检测 (MT)利用磁化力和特殊粒子来定位表面和近表面缺陷。当磁化时，彩色、荧光或氧化铁粒子往往会聚集在裂纹、空隙和搭接处周围，从而使缺陷可视化。
根据 API 510，MPT 适用于检测铁磁表面的裂纹和细长不连续性。国家检验规范 (NBIC)描述了磁粉检测的以下用例：
·锅炉及压力容器表面检测
·液氨容器的应力腐蚀开裂检查
·测试火灾损坏部件的强度
·检查机车和蒸汽锅炉是否有裂纹
·检查挡板夹焊接过程中管道、阀门和人孔是否有裂纹
·检查焊接接头和热影响区是否有缺陷
磁粉检测非常适合常规检查，可以快速发现表面缺陷并立即采取行动。该测试可揭示粗糙和光滑表面上缺陷的大小、位置和数量。但是，该测试仅限于铁质材料，并且仍需要一定程度的准备（灯、除锈等）。此外，它仅适用于表面裂纹。
结论
使用传统方法，压力容器检查可能非常耗费人力且成本高昂，因为压力容器体积大且几何形状复杂。例如，一些最大的压力容器长度为 60 米（196 英尺），宽度为 8.5 米（27 英尺），高度为 10 米（32 英尺）。
由于尺寸如此之大，它们非常重且无法移动，需要绳索或脚手架施工。较小的船只虽然可以移动，但很难从内部进行检查。如果你的武器库里有很多船只——每年的检查就像一场艰苦的战斗。
我们有一个解决方案，可以整合检查任务，从内部和外部测试大型和小型结构。Voliro T 可以对结构施加 30 N 的稳定力，以使用安装的 NDT 探头进行有效评估。AI 交互助手指导飞行员完成所有任务，而先进的导航传感器即使在 GPS 信号较弱的情况下也能确保在大型结构内安全飞行。
由于配备了一系列可互换的 NDT 有效载荷，Voliro T 可用于检查不同的表面和材料特性。此外，您还可以通过我们的订阅获得全面的无人机维护、重新认证和维修服务。
