化工行業(yè)壓力管道的破壞和無損檢測探討

蔣麗菊 鄒云 馬婉婷

摘? ? 要：在化工行業(yè)生產(chǎn)過程中，壓力管道屬于重要的基礎(chǔ)設(shè)施，受到腐蝕因素、壓力因素、溫度因素等影響，壓力管道有時會出現(xiàn)被破壞的情況，帶來較高的生產(chǎn)風(fēng)險。本文針對化工行業(yè)壓力管道的破壞形式分類展開分析，內(nèi)容包括腐蝕破壞、脆性破壞、疲勞破壞、蠕變破壞、磨損破壞等，通過研究一些常見無損檢測技術(shù)的具體應(yīng)用，其目的在于提升壓力管道故障發(fā)現(xiàn)的及時性，延長壓力管道的使用壽命。

關(guān)鍵詞：化工行業(yè);壓力管道;腐蝕破壞;脆性破壞;超聲波檢測技術(shù)

1? 前言

壓力管道是指運輸特殊介質(zhì)且運輸壓力較大的特種設(shè)備。主要用作特殊介質(zhì)輸送、分配、混合、控制流動的設(shè)施，整體上包括管路、受壓部件、支撐部件等組成。針對幾種壓力管道常見的破壞形式進行細致分析，同時采取合理的檢測方法對于缺陷位置進行確定，以便于后續(xù)處理措施的擬定，降低壓力管道運行事故的發(fā)生幾率。

2? 化工行業(yè)壓力管道的破壞形式分類

2.1? 腐蝕破壞

化工行業(yè)日常的生產(chǎn)活動中，所使用的生產(chǎn)原料都具備了一定的腐蝕性，在長期使用中會不斷腐蝕壓力管道內(nèi)壁，降低壓力管道的承載力。結(jié)合以往的檢修經(jīng)驗，腐蝕破壞又可以分為以下幾類：第一，均勻腐蝕，即管道表面出現(xiàn)的腐蝕程度基本保持一致，主要是由電化學(xué)腐蝕或化學(xué)腐蝕引起，可通過測厚的方式來判斷腐蝕程度。第二，點腐蝕，即腐蝕位置主要集中在某一區(qū)域或者個別位置，腐蝕深度相對較大，具備較高的隱蔽性和破壞性，需借助無損探傷技術(shù)來完成故障識別。第三，縫隙腐蝕，其產(chǎn)生原理在于接縫處受到腐蝕液體侵蝕或滲透，并在濃度差作用下產(chǎn)生較為集中的腐蝕區(qū)域，此類腐蝕比較明顯，可以通過目測的方式進行識別。第四，應(yīng)力腐蝕，該腐蝕問題主要是在管道內(nèi)容拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下造成的腐蝕破壞，受溫度影響相對較大，因其隱蔽性較強，因此常使用無損探傷技術(shù)來完成檢測。

2.2? 脆性破壞

在壓力管道破壞方式中，脆性破壞也屬于常見的破壞形式，導(dǎo)致此類問題出現(xiàn)的主要原因在于，壓力管道在較低應(yīng)力和較低溫度的作用下，管道的抗拉伸強度會降低，此時遇到一些外力或內(nèi)部作用力時，很容易讓管道出現(xiàn)一些裂縫，隨著作用力的深入，脆性破壞面也會逐漸擴大，并且斷口也會出現(xiàn)開裂，引起壓力滲漏，嚴重時也會造成爆炸問題的出現(xiàn)，威脅到生產(chǎn)人員的生命財產(chǎn)安全。

2.3? 疲勞破壞

為了提升單位時間內(nèi)，化工原料的傳輸速度，會對壓力管道進行適當加壓，如壓縮空氣、壓縮液體的傳輸，都是經(jīng)過加壓后傳輸，以滿足生產(chǎn)過程的基本所需。并且在壓力管道運行過程中，也會受到許多荷載的作用，在超過壓力管道承載極限，并維持了較長時間后，很容易出現(xiàn)疲勞破壞，即管道出現(xiàn)形變、斷裂、裂紋等，這些現(xiàn)象能夠通過肉眼觀察進行甄別，也可以利用磁粉檢測技術(shù)來確保問題位置，以此來提高故障問題發(fā)現(xiàn)的及時性。

2.4? 蠕變破壞

之前章節(jié)中已經(jīng)提到，壓力管道在運行過程中，會受到多種荷載的影響，從而導(dǎo)致管道出現(xiàn)拉伸的情況，在超出管道抗拉伸極限后所產(chǎn)生的破壞現(xiàn)象，就是蠕變破壞。該破壞形式所持續(xù)的時間較長，并且問題出現(xiàn)后會出現(xiàn)明顯的塑性形變，形變量和壓力管道材料塑性有著直接聯(lián)系。而對此類問題進行甄別時，可以通過目測法來完成，也可以通過無損探傷技術(shù)來查看管道內(nèi)部破損情況，以便于及時采取處理措施，降低破壞問題帶來的負面影響。

2.5? 磨損破壞

除了上述提及到的管道破壞方式，在壓力管道使用期間，還會受到磨損破壞的影響。壓力管道輸送的材料，大多數(shù)都具備較大的摩擦力，在長期工作的過程中，傳輸介質(zhì)帶來的摩擦力會對管道內(nèi)壁帶來一定影響，使管壁厚度不斷變薄。在管道強度不滿足承壓需求后，便會從磨損嚴重的部位出現(xiàn)破壞，而且破壞時會帶來較大的塑性形變，斷口也會呈現(xiàn)出撕裂態(tài)，夾帶一些碎片，威脅到現(xiàn)場作業(yè)人員的生命安全。

3? 化工行業(yè)壓力管道的無損檢測要點

3.1? 射線檢測技術(shù)

根據(jù)第一章中提及到的相關(guān)內(nèi)容可以得知，很多壓力管道的破壞形式具備較高的隱蔽性，如點腐蝕、應(yīng)力腐蝕、疲勞破壞等，對此可以利用無損檢測技術(shù)來完成潛在問題發(fā)現(xiàn)，降低問題出現(xiàn)后帶來的負面影響。射線檢測技術(shù)在應(yīng)用過程中，其主要的的檢測原理為，借助射線釋放儀器對待測物體進行射線釋放，待測物體會對釋放出的射線進行吸收，而射線的釋放強度也會在此過程中不斷衰減，具體的衰減情況和物體厚度成正比。如果壓力管道存在厚薄不均勻的情況，那么射線被削減的情況也會不同，檢測人員可以根據(jù)形成的缺陷影像，針對不同黑度進行分析，從而判斷目前管道的完整度和受損嚴重部位，及時進行問題處理，提高生產(chǎn)環(huán)境的安全性。

3.2? 超聲波檢測技術(shù)

超聲波是指頻率大于20000赫茲的機械波，在機械波傳播的過程中，會在遇到介質(zhì)時出現(xiàn)反射的情況，根據(jù)介質(zhì)的不同，發(fā)射回的波長、頻率也會存在差異。超聲波檢測技術(shù)則是利用機械波的這一特征，在檢測管道裂縫、焊接情況時，可以對反饋回的波長進行接收，在放大處理之后，可以根據(jù)波長的變化規(guī)律，來明確管道現(xiàn)階段存在裂縫、焊縫不均勻等情況的具體位置。需要注意的是，在工作開展的過程中，因為超聲波本身的回溯性較低，所以在檢測期間需要提前做好“清場”工作，將一些障礙物提前清理出待測區(qū)域，從而提高檢測結(jié)果的準確性。

3.3? 磁粉檢測技術(shù)

化工行業(yè)生產(chǎn)過程中使用到的壓力管道，多以不銹鋼管道為主，對此在外部細小裂縫檢查中，可以借助磁粉檢測技術(shù)來完成問題排查。該檢測技術(shù)的作用原理在于，利用不銹鋼管道的親磁性，對管道進行磁化處理，如果管道表面的完整度較高，那么磁粉便會在管道表面會處于均勻分布的狀態(tài);若存在著一些斷口、裂縫等問題，磁粉也會呈現(xiàn)出不規(guī)則分布，而且還會聚集在管道存在缺陷的位置，形成能見度較大的磁痕，從而幫助檢測人員明確缺陷位置，便于后續(xù)處理工作的開展。

3.4? 滲透檢測技術(shù)

與磁粉檢測技術(shù)的應(yīng)用原理相類似，滲透檢測技術(shù)在應(yīng)用中，所使用的檢測原材料主要是熒光類涂料。將涂料涂刷在壓力管道表面后，在毛細作用的影響下，滲透液會沿著鋼結(jié)構(gòu)的基本紋路進行滲透，靜置一段時間后，滲透液會聚集在壓力管道表面存在缺陷的位置。此時只需要將滲透液清除，并且在管道干燥之后在管道表面涂抹上顯象劑，便可以明確看出目前管道上存在缺陷的部位。不過從實際應(yīng)用情況來看，該檢測方法的應(yīng)用成本較高，并且也會受到熒光涂料涂抹情況的影響，一般不作為主要的無損檢測手段。

3.5? 渦流檢測技術(shù)

之前的章節(jié)中已經(jīng)提到，化工行業(yè)生產(chǎn)過程中使用到的壓力管道，多以不銹鋼管道為主，此類材料具備良好的導(dǎo)電性，對此可以借助渦流檢測技術(shù)來完成管道缺陷排查。該檢測技術(shù)在應(yīng)用過程中，其主要的檢測原理在于，借助檢測儀器來組建出交變磁場，管道在磁場影響下會產(chǎn)生渦流，渦流越大、現(xiàn)象不穩(wěn)定的區(qū)域，便是壓力管道存在缺陷的區(qū)域。需要注意的是，該檢測方法的回溯性相對較低，在應(yīng)用中也需要做好數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作，以提高技術(shù)最終的應(yīng)用效果。

4? 結(jié)束語

綜上所述，化工壓力管道在長期使用中會產(chǎn)生多種破壞形式，嚴重影響壓力管道的運行安全和化工企業(yè)生產(chǎn)安全。這就需要科學(xué)采用無損檢測技術(shù)，本文介紹了滲透檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、射線檢測等方法，在實際應(yīng)用中要求工作人員掌握各種無損檢測技術(shù)的適用范圍和使用要點，及時修復(fù)管道缺陷部位，保證壓力管道運行安全性。

參考文獻：

[1] 馬金足，崔建龍.化工壓力管道的破壞形式及無損檢測探究[J].石化技術(shù)，2020（5）：161+164.