淺析壓力管道無損檢測技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀

楊文博

通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（天津）有限公司 天津 300457

壓力管道是石油化工行業(yè)應(yīng)用的主要輸送設(shè)備，由于這種管道一般都裝有易燃易爆物質(zhì)，長期在高壓和高溫的影響下極易容易發(fā)生危險(xiǎn)，在使用過程中的形式通常也是比較復(fù)雜[1]。因此，管道使用的安全性受到人們的高度重視。為了避免壓力管道失效事件的發(fā)生，需要定期對(duì)壓力管道進(jìn)行檢驗(yàn)。無損檢測在壓力管道以及設(shè)備使用過程中具有很重要的作用。

1 無損檢測技術(shù)

無損檢測指的是在不影響或是不損害被檢測對(duì)象的內(nèi)部組織、性能基礎(chǔ)上，以化學(xué)、物理的手段，使用現(xiàn)代設(shè)備與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測件表面與內(nèi)部狀態(tài)、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的檢測。通過無損檢測技術(shù)能夠了解被檢測件的缺陷分布、尺寸、位置、形狀、數(shù)量、性質(zhì)、類型。無損檢測主要特征有兩點(diǎn)，一是不會(huì)對(duì)被檢測件造成性能與質(zhì)量的損壞。正是因?yàn)榫邆溥@一特性，無損檢測才獲得了大范圍的推廣和使用。二是無損檢測具有全面性的特征。在檢測時(shí)，能夠保障被檢對(duì)象的性能和質(zhì)量不受破壞的基礎(chǔ)上，全面的檢測被檢測件的表面和內(nèi)部問題。因此無損檢測技術(shù)非常適合管道設(shè)備這類敏感設(shè)備的安全檢測，保障管道安全運(yùn)行。

2 壓力管道安裝過程中的無損檢測技術(shù)

2.1 目視檢測

目視檢測是管口進(jìn)行焊接、修補(bǔ)和返修后最基本的檢測，其檢測內(nèi)容主要包括檢查焊縫表面清潔狀態(tài)，焊縫余高、寬度、錯(cuò)邊量和咬邊深度的測量，焊縫表面裂紋、未熔 合、夾渣、氣孔等缺陷的檢查等[2]。目視檢測結(jié)果需達(dá)到規(guī)定的驗(yàn)收要求，合格后才能進(jìn)行下一步的無損檢測。

2.2 射線檢測

射線檢測是基于被檢測件對(duì)透入射線的不同吸收來檢測零件內(nèi)部缺陷的檢測方法。工業(yè)應(yīng)用的射線檢測技術(shù)主要用X射線、Y射線和中子射線，使用得最廣泛的是X射線照相檢測。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)輔助成像、數(shù)字、工業(yè)計(jì)算機(jī)層析成像射線檢測技術(shù)的研究是國內(nèi)外的發(fā)展熱點(diǎn)。然而，射線檢測雖然應(yīng)用廣泛，但也存在一系列缺點(diǎn)：（1）檢測速度較慢但成本較高，不利于全自動(dòng)化檢測；（2）檢測結(jié)論需有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員判別，主觀性較高，存在漏檢或誤判的風(fēng)險(xiǎn)；（3）射線輻射需一定的防護(hù)措施進(jìn)行檢測。

2.3 超聲檢測

全自動(dòng)超聲檢測技術(shù)目前在國外已被大量應(yīng)用于長輸管線中環(huán)焊縫的檢測，與傳統(tǒng)手動(dòng)超聲檢測和射線檢測相比，其在檢測速度、缺陷定量準(zhǔn)確性、減少環(huán)境污染和降低作業(yè)強(qiáng)度等方面有著明顯的優(yōu)越性。如西氣東輸工程管道為大口徑厚壁管，管徑1000-2000mm，壁厚10-12mm，采用美國和加拿大針對(duì)輸氣管道研究的全新自動(dòng)超聲波檢測技術(shù)——超聲相控陣技術(shù)。近年來國內(nèi)奧瑞視公司等研制了多種水浸式UCT檢測儀器設(shè)備，在實(shí)際工程中得到大量應(yīng)用[3]。

2.4 渦流檢測技術(shù)

渦流檢測技術(shù)是通過讓壓力管道內(nèi)部產(chǎn)生渦電流，然后針對(duì)渦電流的不同變化進(jìn)行檢測，根據(jù)管道內(nèi)部電流的變化情況，得出壓力管道內(nèi)部的缺陷情況。檢測壓力管道的材料以及管道內(nèi)部是否存在腐蝕情況，可以采用渦流檢測技術(shù)。同時(shí)，對(duì)壓力管道金屬表面存在的缺陷進(jìn)行精確檢測，也可以利用渦流檢測技術(shù)。渦流檢測技術(shù)與其他的檢測技術(shù)相比，具有自動(dòng)化程度高、檢測速度快以及成本低、便于操作等優(yōu)點(diǎn)。

2.5 滲透檢測技術(shù)

滲透檢測技術(shù)是經(jīng)過一系列的操作形成觀察條件，然后通過觀察確定管道缺陷的位置所在。具體來說，就是在壓力管道的被檢測表面涂上含有熒光染料或著色染料的滲透液，然后等一段時(shí)間，在毛細(xì)管的作用之下，滲透液會(huì)滲進(jìn)管道表面的開口缺陷中，清除表面無用的滲透液后，將顯像劑涂在被測管道表面，顯像劑能將伸進(jìn)去的滲透液吸附出來，使其附著在管道表面，就能清楚地看到缺陷所在位置，檢測出管道表面的開口缺陷。對(duì)壓力管道進(jìn)行滲透檢測一般不需要水、電以及大型設(shè)備的參與。這種物理檢測方法的檢測效果比磁粉檢測的效果稍差，但與射線檢測相比，滲透檢測技術(shù)靈敏度更高，且操作難度較低。

2.6 磁粉檢測技術(shù)

磁粉檢測技術(shù)是把鐵磁性的管道設(shè)備進(jìn)行磁化，造成管道表面、近表面不連續(xù)的地方產(chǎn)生漏磁場，這些漏磁場恰好能夠吸附附加在管道表面的磁粉，從而將管道表面以及內(nèi)部存在缺陷的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度展現(xiàn)出來。技術(shù)人員可以根據(jù)磁場的感應(yīng)確定管道設(shè)備是否存在缺陷[4]。磁粉檢測技術(shù)常常用來檢測壓力管道焊縫表面、近表面的缺陷。但應(yīng)該注意，運(yùn)用磁粉檢測技術(shù)進(jìn)行管道檢測時(shí)，要把被測管道從縱橫兩方面進(jìn)行磁化，保證管道整體被磁化，而后進(jìn)行全方位的檢測，以保證檢測效果。

2.7 TOFD檢測

這項(xiàng)技術(shù)通過衍射波信號(hào)測定與檢測缺陷，是超聲波檢測的一種。檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)為雙探頭，一個(gè)探頭用于發(fā)出衍射波，一個(gè)探頭用于接受衍射波。因檢測精度及缺陷檢出率高，所以這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。2015年頒發(fā)的 NB/T47013—2015《承壓設(shè)備無損檢測》為檢測提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

3 結(jié)語

為保障壓力管道的運(yùn)行安全，無損檢測技術(shù)得到了長足的發(fā)展，新技術(shù)層出不窮且在不斷完善，所能適用的范圍隨著壓力管道失效機(jī)理的探明不斷擴(kuò)大。面對(duì)人們對(duì)壓力管道安全和可靠的進(jìn)一步需求，以及國家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的戰(zhàn)略布局，壓力管道無損檢測技術(shù)未來研究的主要重點(diǎn)領(lǐng)域?yàn)樾聶z測機(jī)理與理論的研究，先進(jìn)傳感器的研發(fā)，先進(jìn)通用高端無損檢測儀器的研發(fā)，智能化、自動(dòng)化、專用化無損檢測儀器開發(fā)等方面。