壓力管道在線檢測(cè)應(yīng)用新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的分析

鄭宏偉

（湖北特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院黃石分院，湖北 黃石 435000）

壓力管道是一種特種設(shè)備，在運(yùn)行期間很容易受到外界環(huán)境的影響發(fā)生意外，給企業(yè)和人民群眾生命安全造成嚴(yán)重影響。因此為了確保壓力管道的安全正常運(yùn)行，需要采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，防止壓力管道出現(xiàn)運(yùn)行失效的問(wèn)題。新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)包括超聲波技術(shù)、聲發(fā)射技術(shù)和磁記憶檢測(cè)技術(shù)等，能夠提高壓力管道在線檢測(cè)的可靠性和及時(shí)性。

1 壓力管道無(wú)損檢測(cè)的重要性

壓力管道在礦工企業(yè)尤其是化工能源企業(yè)中發(fā)揮重要的作用，但是由于其特殊性使得壓力管道很容易受到外界環(huán)境的影響，出現(xiàn)損傷影響到壓力管道的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，嚴(yán)重的甚至?xí)斐梢馔?，造成不可挽回的損失。為了有效的避免這一問(wèn)題，需要運(yùn)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)壓力管道進(jìn)行在線檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，確保管道運(yùn)行質(zhì)量。

2 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)述

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種常規(guī)的檢測(cè)技術(shù)，基本原理是利用射線、超聲波和電磁等方法對(duì)檢測(cè)對(duì)象的表面、內(nèi)部是否存在缺陷進(jìn)行檢驗(yàn)的一種方法。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，常用MT、PT、ET 三種方法對(duì)檢測(cè)對(duì)象的表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)對(duì)象內(nèi)部與深部的檢測(cè)通常采用RT 和UT 兩種方式。另外，從技術(shù)操作性上來(lái)看，UT 技術(shù)的操作難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于RT 技術(shù)，并且技術(shù)的理論性特點(diǎn)非常明顯，復(fù)雜性較強(qiáng)。不論哪一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，都對(duì)檢測(cè)人員的專業(yè)技術(shù)能力提出較高的要求，尤其是隨著新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，檢測(cè)技術(shù)人員的能力受到企業(yè)的廣泛關(guān)注，不僅要求檢測(cè)人員具備相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)資格，而且還對(duì)檢測(cè)技術(shù)流程和檢測(cè)操作權(quán)等具有較高要求，如果不具備這些條件，就沒(méi)有資格開(kāi)展無(wú)損檢測(cè)。

在對(duì)壓力管道進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的時(shí)候，要滿足以下兩個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，即質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和壽命評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。其中質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是指無(wú)損檢測(cè)的目的要確保壓力管道的質(zhì)量、技術(shù)工藝和使用要求等能夠達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，能夠確保安全、正常的運(yùn)行。其次，壽命評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是指利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)壓力管道的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行推斷，能夠根據(jù)當(dāng)前壓力管道的缺陷狀況推斷可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題，預(yù)測(cè)需要返修、報(bào)廢的階段，做好預(yù)防管理。

3 新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在壓力管道在線檢測(cè)中的應(yīng)用探究

3.1 超聲導(dǎo)波技術(shù)在壓力管道在線檢測(cè)中的應(yīng)用

導(dǎo)波是超聲波的一種，是超聲波在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中傳播形成的一種聲波形式，具有頻散特性。超聲導(dǎo)波在壓力管道無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用原理是運(yùn)用導(dǎo)波在不同材料、不同集合形狀中傳播時(shí)出現(xiàn)的特定頻率和特定速度形成的頻散曲線來(lái)描述檢測(cè)對(duì)象狀態(tài)的，當(dāng)壓力管道出現(xiàn)異常導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形的時(shí)候，接收到的超聲導(dǎo)波頻散曲線會(huì)發(fā)生異常，通過(guò)對(duì)異常頻散曲線的分析能夠?qū)Τ霈F(xiàn)缺陷的部位進(jìn)行推斷。當(dāng)前，壓力管道在線檢測(cè)中運(yùn)用的主要是單一的L（0，2）導(dǎo)波模態(tài)，這種模態(tài)的導(dǎo)波具有覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的脈沖時(shí)差導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)相比，這種超聲導(dǎo)波技術(shù)能夠?qū)毫艿缹?shí)行長(zhǎng)距離的缺陷檢測(cè)，另外還能對(duì)管道焊頭的內(nèi)部缺陷、管道內(nèi)外表面缺陷、管道材料缺陷等進(jìn)行檢測(cè)，尤其是當(dāng)壓力管道內(nèi)部出現(xiàn)大面積腐蝕的現(xiàn)象，利用超聲導(dǎo)波技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速檢測(cè)。與國(guó)外超聲導(dǎo)波技術(shù)已經(jīng)商業(yè)化投入市場(chǎng)應(yīng)用中相比，我國(guó)在超聲導(dǎo)波技術(shù)的應(yīng)用方面處在實(shí)驗(yàn)室仿真層面，相應(yīng)的超聲導(dǎo)波檢測(cè)設(shè)備和缺陷曲線分析處理技術(shù)已經(jīng)初步成型。

3.2 聲發(fā)射技術(shù)在壓力管道在線檢測(cè)中的應(yīng)用

固體形態(tài)的材料或者是構(gòu)件受到外力產(chǎn)生形狀變化甚至是斷裂，在變化或者是斷裂的過(guò)程中固體形態(tài)的材料和構(gòu)件存儲(chǔ)的應(yīng)變能會(huì)持續(xù)不斷的釋放出來(lái)，產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波，這就是聲發(fā)射技術(shù)的原理。通過(guò)對(duì)壓力管道的材料的聲發(fā)射信號(hào)的接收、分析和判定能夠?qū)σ呀?jīng)壓力管道的性能和出現(xiàn)缺陷的部位進(jìn)行檢測(cè)。如果被測(cè)的壓力管道工件中存在著活動(dòng)性的缺陷，由于受到外力的影響，壓力管道的構(gòu)件從出現(xiàn)缺陷的地方釋放出瞬態(tài)彈性波，被傳感器接收后通過(guò)相應(yīng)的設(shè)備對(duì)其進(jìn)行放大處理，然后通過(guò)計(jì)算處理，通過(guò)波形分析結(jié)果對(duì)壓力管道中存在的缺陷地方進(jìn)行確定。聲發(fā)射技術(shù)是一種動(dòng)力學(xué)檢測(cè)技術(shù)，能夠?qū)?xì)微的線性缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測(cè)，利用這一點(diǎn)，能夠?qū)毫艿廊毕葸B續(xù)發(fā)出的聲信號(hào)波形進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)壓力管道進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患。

3.3 磁記憶技術(shù)在壓力管道在線檢測(cè)中的應(yīng)用

磁記憶技術(shù)也被稱為漏磁檢測(cè)技術(shù)，是在傳統(tǒng)的磁粉檢測(cè)技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的檢測(cè)技術(shù)，是一種專門(mén)針對(duì)鐵磁性材料進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的技術(shù)。鐵磁性的材料在地磁場(chǎng)中的磁性性能會(huì)隨著應(yīng)力變化和形狀突變等發(fā)生決定性的改變，這種決定性的改變具有永久性，促使壓力管道出現(xiàn)缺陷部位的表面磁導(dǎo)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于正常部位，也就是缺陷部位的磁導(dǎo)性能出現(xiàn)了記憶缺失，進(jìn)而在周圍形成新的漏磁場(chǎng)，通過(guò)對(duì)新形成的漏磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)能夠?qū)毫艿乐挟a(chǎn)生應(yīng)力變化和形狀突變的部位進(jìn)行確定，進(jìn)而分析出壓力管道中存在缺陷的地方。與過(guò)去的磁粉檢測(cè)技術(shù)相比，在運(yùn)用磁記憶技術(shù)對(duì)壓力管道進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，不需要另外加磁場(chǎng)，具有高度的便攜性，能夠?qū)Τ霈F(xiàn)缺陷的部位進(jìn)行快速的篩選和檢查。

4 壓力管道在線檢測(cè)中新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要是在出現(xiàn)問(wèn)題后對(duì)缺陷部位進(jìn)行檢驗(yàn)，無(wú)法在實(shí)現(xiàn)壓力管道前期問(wèn)題診斷和實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。這嚴(yán)重影響了壓力管道檢驗(yàn)的實(shí)效性。新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在企業(yè)壓力管道，尤其是在大型的電力和石化行業(yè)中的應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確、及時(shí)的早期檢測(cè)壓力管道的缺陷部位，在不停機(jī)的情況下能夠準(zhǔn)確的找出需要監(jiān)控的重點(diǎn)部位，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。這幾種新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也是獨(dú)立應(yīng)用的，在檢測(cè)過(guò)程中，可以相互配合使用。當(dāng)前磁記憶技術(shù)與聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)的結(jié)合是常采用的主要檢測(cè)方式，通過(guò)磁記憶技術(shù)對(duì)應(yīng)力集中的部位進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，然后利用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)重點(diǎn)活動(dòng)缺陷不穩(wěn)進(jìn)行檢測(cè)，或者是對(duì)埋在地下的管道進(jìn)檢測(cè)，確定缺陷部位，根據(jù)技術(shù)的結(jié)合縮小壓力管道在線檢測(cè)的范圍，提高缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性，為壓力管道的正常運(yùn)行提供有力的支持。

5 結(jié)語(yǔ)

壓力管道在線檢測(cè)對(duì)企業(yè)的安全生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全保障都具有十分重要的意義。新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不僅能夠提高壓力管道在線檢測(cè)的準(zhǔn)確性，提高檢測(cè)效率，而且還能夠降低檢測(cè)成本，是壓力管道在線檢測(cè)的重要技術(shù)。目前新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用仍然處在比較初級(jí)的階段，需要進(jìn)一步的加強(qiáng)研究，形成技術(shù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，及早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化和市場(chǎng)化，為壓力管道在線檢測(cè)提供可靠有效的技術(shù)支持。

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