石油化工裝置無損檢測方法新進(jìn)展研究

劉增 王金瑞

【摘 ?要】隨著社會(huì)的進(jìn)步及市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油、天然氣等能源型資源在人們生產(chǎn)、生活過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，無損檢測技術(shù)為確保石油化工裝置的長期穩(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)。

【關(guān)鍵詞】石油化工裝置;無損檢測方法;新進(jìn)展

1石油化工裝置無損檢測分析

在石油化工裝置的建設(shè)過程中，無損檢測作為一個(gè)關(guān)鍵工序，其能夠確保該石油化工設(shè)備的焊接質(zhì)量以及運(yùn)行穩(wěn)定性。而借助于無損檢測，其能夠?qū)σ恍┤庋劭床坏降那闆r進(jìn)行有效檢測，并可以對該石油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。在無損檢測工作中，其所需要關(guān)注的重點(diǎn)有壓力管道、鍋爐與各種壓力容器，并占據(jù)了所有檢測量的八成左右，也是石油化工裝置在運(yùn)行過程中最容易出現(xiàn)問題的地方。因此為了取得一個(gè)良好的無損檢測效果，也就需要對上述的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行精心策劃，并且對其檢測的內(nèi)容以及施工管理流程進(jìn)行嚴(yán)格的控制。此外石油化工裝置無損檢測工作還存在著工作量大以及作業(yè)面廣等難點(diǎn)，并且存在有檢測時(shí)間有限以及監(jiān)測點(diǎn)不夠集中等各種問題。此外在檢測過程中所使用的探傷射線也會(huì)給人體造成較大的損害。因此在進(jìn)行無損檢測時(shí)多選用晚上來進(jìn)行，來避免影響到該石油化工企業(yè)的日常生產(chǎn)。但是在晚上進(jìn)行無損檢測時(shí)檢測難度會(huì)得到進(jìn)一步的提升，檢測進(jìn)度也會(huì)受到很大的影響。

2石油化工裝置無損檢測方法

2.1超聲檢測

由于超聲比可聽聲音頻率高，它便有一些可利用的特點(diǎn)以供人們研究其規(guī)律。超聲的第一個(gè)特點(diǎn)就是不在人耳的聽力范圍內(nèi)，人耳聽不到超聲的聲音。超聲的第二個(gè)特點(diǎn)是波長小。超聲波的第三個(gè)特點(diǎn)是可以與其他物質(zhì)在特定的條件下可相互反應(yīng)，例如“弛豫效應(yīng)”，就只會(huì)產(chǎn)生在高頻率的范圍。超聲會(huì)在液體中會(huì)產(chǎn)生大量小氣泡，這些氣泡處于非穩(wěn)定狀態(tài)，在聲壓達(dá)到某個(gè)閾值時(shí)會(huì)發(fā)生崩潰，現(xiàn)象氣泡在快速崩潰的瞬間會(huì)產(chǎn)生局部的高溫高壓，即產(chǎn)生數(shù)百個(gè)大氣壓的高壓激波。高溫和高壓的條件下則可以使氣泡內(nèi)因放點(diǎn)而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。超聲波的振動(dòng)頻率特別高，但傳播速度是一致的，因此超聲波的波長會(huì)有特別的小。于是對于超聲波就有兩個(gè)特別高的要求。一是對聲源的尺寸要求很低，就可以產(chǎn)生指向性較窄且長的聲波。例如手電筒發(fā)射的光窄且長，光線集中不易發(fā)散;而電燈泡所發(fā)射的光則寬且發(fā)散。在實(shí)際工程應(yīng)用中，很多需要使用較為集中的聲波。如要要生產(chǎn)聲波，振動(dòng)源的尺寸通常要比聲波長幾倍，而1MHz的聲波在水中的波長大概為1.4mm，這時(shí)就體現(xiàn)出波長短的好處了。超聲波長小的第二點(diǎn)重要后果是，當(dāng)聲波在傳播中遇到障礙物時(shí)，聲波將不再按原方向進(jìn)行傳播，而是有一部分聲波向障礙物的四周散播開來。隨著障礙物的線度與聲波波長的比值變大，聲波散射后的分布也會(huì)隨著變化。例如根據(jù)散射規(guī)律使用超聲波制作的一種聲吶系統(tǒng)，甚至可以描繪出被探測物的形狀。固體中的超聲散射則被廣泛應(yīng)用與無損檢測中來，金屬構(gòu)件的表面缺陷例如裂紋、缺損等都成為固體中的散射體。

2.2磁粉檢測

磁粉探傷方法僅限于應(yīng)用在鐵磁性物質(zhì)（即鐵、鈷、鎳和它們的合金材料）的表面或者近表面探傷（奧氏體不銹鋼除外），能發(fā)現(xiàn)據(jù)表面深為幾毫米的裂紋、折迭、夾層、夾渣等缺陷。在磁粉檢測中，磁場的獲得一般有兩種方法，即：電流直接通過工件產(chǎn)生的磁場作為工件的充磁磁場。磁粉法主要步驟是，磁化樣品，在樣品上噴灑某些含鐵化合物的磁粉。根據(jù)對粉末集中的區(qū)域來檢測缺陷。目前各類型的磁粉探測技術(shù)根據(jù)一下機(jī)電來進(jìn)行分類：（1）磁化電流的大小。（2）磁化電流的類型，即說明所用電流是直流、脈動(dòng)電流還是交變電流等。（3）磁粉的類型，即磁粉的顏色、形狀和尺寸，可以用明亮的染料或熒光原料把磁粉染色。磁粉也可以有各種大小的尺寸，最大直徑不能超過60-40，這主要是由磁化儀器把磁粉吸附在缺陷上的能力所決定。此外，磁粉可以是圓形的也可以是細(xì)長的，但圓形磁粉比細(xì)長磁粉流動(dòng)性好。而細(xì)長磁粉則比圓形磁粉更強(qiáng)的吸附在缺陷上。因此，實(shí)際中常常把它們混合起來使用達(dá)到既能吸附磁粉又使磁粉流動(dòng)性好的作用。（4）磁粉應(yīng)用的方法，即說明磁粉在應(yīng)用時(shí)是干燥的還是把它懸浮在液體里（常叫做“干粉法”和“濕粉法”）。（5）磁粉的實(shí)際應(yīng)用步驟，即磁粉噴到工件上是在通過磁化電流時(shí)還是在磁化電流已經(jīng)停止后（長叫做“連續(xù)”法和“剩余”法）。（6）相對于樣品的磁化方向，即說明磁化方向是“縱向的”、還是“周向”或“旋轉(zhuǎn)”的磁化。（7）靈敏度，即定義一個(gè)最小可探測到的缺陷，但這最小缺陷可以通過調(diào)節(jié)上面所說參數(shù)中的任何一個(gè)或全部來完成。

2.3射線檢測

射線檢測為常用五大常規(guī)無損檢測方法之一，它可以檢查金屬或者非金屬。X射線與 射線是射線檢測常用的兩種射線，它們都是易于穿透物體的射線，當(dāng)使用強(qiáng)度均勻的射線穿透物體時(shí)，如果物體出現(xiàn)裂紋、氣孔等缺陷損傷，損傷位置會(huì)改變物體對射線的衰減程度，使得有無損傷位置的穿透射線強(qiáng)度不同，由此可以判斷有無缺陷。使用穿透后的射線在膠片上感光成像，就可以得到與內(nèi)部損傷相應(yīng)的圖象。甚至可以判斷損傷的位置、大小與損傷程度。這種將透過物體的射線直接在膠片上感光的方法也叫直接照相法。此外還有透視法和間接照相法。要識別微小的缺陷，用直接照相法效果最為理想。

3石油化工裝置中射線檢測技術(shù)的新發(fā)展

3.1數(shù)字射線照相技術(shù)時(shí)代

3.1.1數(shù)字射線照相技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了數(shù)字射線照相技術(shù)，之后根據(jù)工業(yè)需求積極改進(jìn)，主要優(yōu)點(diǎn)為其一有利于存檔圖像數(shù)據(jù);其二方便記錄報(bào)告結(jié)果;其三可以對信息實(shí)現(xiàn)共享;其四容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測;其五可以自動(dòng)識別缺陷;其六加強(qiáng)處理數(shù)字;其七不需要消耗品以及化學(xué)藥品;其八曝光時(shí)間短暫。

3.1.2數(shù)字射線照相技術(shù)成像系統(tǒng)及工作原理

第一，底片掃描法。底片掃描法就是高分辨率掃描射線照相底片，把射線照相底片上的影像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像。數(shù)字化底片影像之后掃面至計(jì)算機(jī)，不但可以保留底片高分辨率的優(yōu)勢，還能夠利用數(shù)字加強(qiáng)處理方式令射線照相底片信息量有效增加?？梢愿淖冞@一掃描的像素芯距，擁有良好的空間線性。第二，CR成像系統(tǒng)。這一系統(tǒng)并不是將傳統(tǒng)醫(yī)用或者工業(yè)射線膠片對信息進(jìn)行記錄與顯示，而是應(yīng)用可記錄，并且通過激光讀取射線影像信息的熒光成像板作為載體，通過射線曝光以及CR掃描器激光掃描讀取信息，和影像處理軟件配套通過計(jì)算機(jī)完成處理圖像，進(jìn)一步產(chǎn)生數(shù)字式二維平面圖像。

3.2今后重點(diǎn)應(yīng)用的技術(shù)

21世紀(jì)初期，下述無損檢測技術(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)檢測系統(tǒng)在在役檢驗(yàn)與過程控制、制造等領(lǐng)域中的應(yīng)用;其次是射線檢測系統(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)化的無損檢測方法;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、小型的無損檢測技術(shù)。

4結(jié)束語

總之，對于石油化工企業(yè)來說，確保石油化工裝置的長期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行，是收獲最佳經(jīng)濟(jì)效益的重要前提與基礎(chǔ)，無損檢測技術(shù)為確保石油化工裝置的長期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)做出了重要貢獻(xiàn)，因此，必須加強(qiáng)對石油化工裝置無損檢測方法的研究與重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]張毅.石油化工壓力管道的破壞和無損檢測[J].中國設(shè)備工程，2017，03：77-78.

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（作者單位：河北華建檢測試驗(yàn)有限責(zé)任公司）