石油化工裝置無(wú)損檢測(cè)方法新進(jìn)展研究

鄭澤 齊孝杰 潘晨銀 王建明

海洋石油工程股份有限公司 山東青島 266520

1 石油化工裝置無(wú)損檢測(cè)簡(jiǎn)析

在大型石油化工裝置的建設(shè)過(guò)程中，無(wú)損檢測(cè)作為一個(gè)關(guān)鍵工序，其能夠確保該大型設(shè)備的焊接質(zhì)量以及運(yùn)行穩(wěn)定性。而借助于無(wú)損檢測(cè)，其能夠?qū)σ恍┤庋劭床坏降那闆r進(jìn)行有效檢測(cè)，并可以對(duì)該化工裝置所存在的超標(biāo)缺陷進(jìn)行有效的處理，從而達(dá)到進(jìn)一步提升工程建設(shè)質(zhì)量的效果。在無(wú)損檢測(cè)工作中，其所需要關(guān)注的重點(diǎn)有、鍋爐與各種壓力容器，并占據(jù)了所有檢測(cè)量的八成左右，也是大型化工裝置在運(yùn)行過(guò)程中最容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方。因此為了取得一個(gè)良好的無(wú)損檢測(cè)效果，也就需要對(duì)上述的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行精心策劃，并且對(duì)其檢測(cè)的內(nèi)容以及施工管理流程進(jìn)行嚴(yán)格的控制。事實(shí)上，石油化工裝置的無(wú)損檢測(cè)工作，起性質(zhì)較為特殊，且具有一定的危險(xiǎn)性。其裝置所產(chǎn)生的物質(zhì)，普遍具有易燃性，易爆性，甚至是一些有毒有害的物質(zhì)；除此之外，對(duì)于石油化工裝置的無(wú)損檢測(cè)工資多在夏季進(jìn)行，在無(wú)損檢測(cè)時(shí)間緊迫的同時(shí)，夏季高溫也導(dǎo)致裝置內(nèi)部的零件、管道等溫度急劇升高，且依舊會(huì)存在少量的有害氣體，對(duì)無(wú)損檢測(cè)人員的生命安全造成一定的威脅。因此，做好對(duì)化工石油裝置的安全管理工作，就顯得尤為重要。

2 常見(jiàn)的無(wú)損檢測(cè)方法

2.1 射線檢測(cè)方法

射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)物體聲音、電磁波和光線的分析來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)設(shè)備和元件的質(zhì)量檢測(cè)，為此，在應(yīng)用射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)操作時(shí)，并不會(huì)檢測(cè)對(duì)象造成損壞，無(wú)論是在性能方面還是在結(jié)構(gòu)方面均不會(huì)產(chǎn)生影響，這也射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)。X 射線和 γ 射線具有極強(qiáng)的穿透性，利用這一特性可以用于石油化工的無(wú)損檢測(cè)?；静僮鞑襟E是 ：先在下方放置感光膠片，然后自上而下的用 X 射線或 γ 射線照射待檢測(cè)的。當(dāng)管道無(wú)裂縫時(shí)，感光膠片上可以產(chǎn)生均勻的“暗區(qū)”，當(dāng)射線照射到裂縫時(shí)，會(huì)有更多的光線穿過(guò)縫隙投射到感光膠片上，并在膠片上產(chǎn)生“亮區(qū)”。完成一遍照射后，將感光膠片進(jìn)行特殊沖洗處理，可以明確觀察到裂縫的形狀、尺寸等參數(shù)。射線照相法的優(yōu)點(diǎn)在于檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定、準(zhǔn)確，但是對(duì)人體有一定的危害。(圖1)。

2.2 超聲檢測(cè)法

超聲波屬于一種人耳無(wú)法聽(tīng)到的高頻聲波，在其傳輸過(guò)程中滿足波的傳輸規(guī)律。將其應(yīng)用到石油化工裝置無(wú)損檢測(cè)中，主要是在需要檢測(cè)的部位，利用專(zhuān)業(yè)儀器設(shè)備，發(fā)射超聲波，聲波會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳輸，然后被內(nèi)部的損傷或者縫隙反射，由接收設(shè)備接收和分析，依照反射波的狀態(tài)來(lái)對(duì)石油化工裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整性進(jìn)行判斷。可以在介質(zhì)中不同位置設(shè)置相應(yīng)的傳感器，對(duì)超聲波在一定距離內(nèi)傳播的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合時(shí)間、速度和位移的相互關(guān)系來(lái)對(duì)波速進(jìn)行計(jì)算，對(duì)照不同介質(zhì)中超聲波的正常傳播速度，就能夠?qū)Σ牧系目箟簭?qiáng)度抗折強(qiáng)度以及彈性模量等進(jìn)行測(cè)定，也可以幫助檢測(cè)人員找出材料或者結(jié)構(gòu)內(nèi)部可能存在的缺陷。超聲波檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)出現(xiàn)誤差，例如，如果結(jié)構(gòu)內(nèi)部有水或者空氣，可能會(huì)對(duì)超聲波的傳輸產(chǎn)生影響，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果偏差，而且其雖然可以快速找到路基或者橋體中的縫隙，但是在其他檢測(cè)項(xiàng)目存在很多不足，需要技術(shù)人員做好進(jìn)一步的優(yōu)化和完善。

圖1

2.3 光纖傳感檢測(cè)技術(shù)

光纖傳感檢測(cè)技術(shù)的基本原理，是利用部分物理量的敏感特性，通過(guò)將外界物理量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于石油化工裝置工程的無(wú)損檢測(cè)。在我國(guó)，光纖傳感檢測(cè)技術(shù)經(jīng)過(guò)了三十余年的發(fā)展，在許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，尤其是對(duì)于石油化工裝置檢測(cè)而言，能夠?qū)こ啼撍魉髁?、混凝土?nèi)部應(yīng)力以及應(yīng)變特性等進(jìn)行檢測(cè)。而且與傳統(tǒng)傳感器相比，光纖應(yīng)變傳感器的類(lèi)型豐富，輕便靈活，也不會(huì)受到被測(cè)對(duì)象情況和外界環(huán)境因素等的影響，更能夠適應(yīng)一些相對(duì)惡劣的特殊環(huán)境，如高壓、腐蝕等，具備較強(qiáng)的實(shí)用性。當(dāng)然，因?yàn)楣饫w應(yīng)變傳感器的市場(chǎng)價(jià)格相比較一般傳感器高出很多，導(dǎo)致光纖傳感檢測(cè)技術(shù)在石油化工裝置檢測(cè)方面并沒(méi)有能夠得到普及。

2.4 頻譜分析檢測(cè)技術(shù)

頻譜分析技術(shù)主要是根據(jù)不同介質(zhì)表面波傳播頻率不同的特性，針對(duì)檢測(cè)對(duì)象的狀態(tài)進(jìn)行判斷。將其應(yīng)用在石油化工裝置無(wú)損檢測(cè)中，需要技術(shù)人員在結(jié)構(gòu)表面施加一個(gè)瞬間垂直沖擊力，產(chǎn)生一組瑞雷波面，這種波面是以振源作為中心，具備多種頻率，通過(guò)在不同位置的錘擊，檢測(cè)人員可以得到不同的瑞雷波面信號(hào)，結(jié)合安裝在相應(yīng)位置的傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)瑞雷波頻率的檢測(cè)分析，繼而實(shí)現(xiàn)測(cè)定不同深度分層介質(zhì)力學(xué)參數(shù)的目的。相比較傳統(tǒng)檢測(cè)方法，頻譜分析檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)速度更快、檢測(cè)頻率更高，能夠用于路面或者橋梁不同分層介質(zhì)厚度均勻性和層間接觸情況的檢測(cè)。

3 石油化工裝置無(wú)損檢測(cè)方法新進(jìn)展

數(shù)字射線照相方法是一種較為先進(jìn)的石油化工裝置無(wú)損檢測(cè)方法，其主要優(yōu)點(diǎn)包括方便統(tǒng)計(jì)并記錄報(bào)告結(jié)果、便于存檔圖像數(shù)據(jù)、能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享、能夠自動(dòng)識(shí)別缺陷、可以加強(qiáng)處理數(shù)字、曝光時(shí)間短暫、自動(dòng)化檢測(cè)容易實(shí)現(xiàn)以及無(wú)需化學(xué)藥品與消耗品，基于這樣的原因，數(shù)字射線照相方法具有廣闊的應(yīng)用前景與應(yīng)用空間。21世紀(jì)初期，下述無(wú)損檢測(cè)技術(shù)將會(huì)得到積極應(yīng)用與深入研究：首先是數(shù)字X射線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)在在役檢驗(yàn)與過(guò)程控制、制造等領(lǐng)域中的應(yīng)用；其次是射線檢測(cè)系統(tǒng)，其是一種有效利用NDI工作站、具有交換數(shù)據(jù)以及計(jì)算機(jī)化的無(wú)損檢測(cè)方法；再次是小型、低成本的CT系統(tǒng)；然后是放大微焦點(diǎn)成像的X射線成像檢驗(yàn)系統(tǒng)；最后是X射線攝像機(jī)，其是一種高靈敏度、小型的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。

總之，隨著社會(huì)的進(jìn)步以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，石油、天然氣等能源型資源在人們生產(chǎn)、生活過(guò)程中的重要性與必要性日益突出，這樣的背景下，石油化工行業(yè)取得了巨大的進(jìn)步，并得到了更加廣闊的發(fā)展前景，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)為確保石油化工裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、促進(jìn)石油化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高做出了重要貢獻(xiàn)。