無損檢測技術(shù)在壓力管道檢驗(yàn)中的綜合應(yīng)用研究

閆實(shí)

本溪市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所 遼寧本溪 117000

對壓力管道的檢測作業(yè)中，在線檢查的方式一定程度上能夠幫助技術(shù)人員實(shí)時的了解到壓力管道的運(yùn)行狀況，及時地掌握管道內(nèi)部存在問題，并結(jié)合管道故障問題，制定相應(yīng)的解決對策，使得壓力管道的運(yùn)行在穩(wěn)定的狀態(tài)下安全運(yùn)行。目前，在對壓力管道檢測分析中，無損檢測技術(shù)一定程度上能夠滿足壓力管道的檢測要求，同時也對企業(yè)的發(fā)展有著一定的促進(jìn)作用。基于此，本文主要分析的是關(guān)于無損檢測技術(shù)在壓力管道檢驗(yàn)中的綜合應(yīng)用研究，具體研究內(nèi)容如下可知。

1 無損檢測技術(shù)

無損檢測也可以稱之為非破壞性測試技術(shù)，無損檢測能夠?qū)Ρ粶y對象不受到任何破壞下，確保設(shè)備的運(yùn)行正常，通過現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，根據(jù)化學(xué)或物理的方式下對檢測試件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時地測量分析。不過，唯一的缺陷在于，測量結(jié)果的不一致，操作方式的不同，這也就說明了，相同的試件，由不同檢測人員的操作運(yùn)行，都會產(chǎn)生不一樣的結(jié)果，所以，這就需要結(jié)合當(dāng)下設(shè)備的運(yùn)行狀況，檢查人員相互協(xié)作溝通，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。無損檢測技術(shù)的形成，主要是通過多個先進(jìn)的技術(shù)融合而成的。在無損檢測技術(shù)中，主要通過聲、光、電性質(zhì)進(jìn)行測量的，達(dá)到最終的理想結(jié)果，而這一過程中，能夠?qū)υO(shè)備結(jié)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格檢查分析，來保證設(shè)備的壽命延長[1]。

2 壓力管道無損檢測的必要性

伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，我國能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也得到了穩(wěn)步提升，而這也帶動著壓力管道的使用率越來越高。壓力管道輸送在能源工業(yè)發(fā)展中，屬于較為特別的工業(yè)設(shè)備，在壓力管道中，常見的介質(zhì)類型有腐蝕性介質(zhì)、易燃易爆介質(zhì)等。所以，在實(shí)際的運(yùn)行工作中，管道輸送的工作，極其困難。不過，因壓力管道的特別，更容易和外界介質(zhì)接觸，產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)，最終導(dǎo)致有壓力管道的輸送質(zhì)量下降，若沒有及時地進(jìn)行管理和維修，甚至因爆炸的因素而導(dǎo)致人員的傷亡和企業(yè)經(jīng)濟(jì)的損失慘重。

3 壓力管道檢驗(yàn)中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

3.1 射線檢測

射線檢測法主要是利用X射線或γ射線來穿透壓力管道，檢測管道內(nèi)部是否存在結(jié)構(gòu)缺陷或功能缺陷，并以膠片記錄檢測結(jié)果。射線檢測法主要適用于焊接構(gòu)件的對接接頭和角接接頭。射線檢測法的優(yōu)點(diǎn)是能夠通過膠片直觀地看清楚質(zhì)量缺陷的類型、數(shù)量、尺寸和位置。射線檢測法的缺點(diǎn)是檢測速度較慢，而且X射線和放射性元素對人體有害，需要做好檢測防護(hù)，避免檢測人員過度輻射[2]。

3.2 超聲波檢測技術(shù)

超聲波檢測技術(shù)可以對容器和管道的各個角落進(jìn)行檢測，無論設(shè)備形狀和內(nèi)部構(gòu)造多么復(fù)雜，它都可以準(zhǔn)確地對裂紋進(jìn)行檢測。超聲波檢測技術(shù)的準(zhǔn)確度比較高，如果壓力容器和管道中有細(xì)小的裂紋，相應(yīng)地超聲成像的地方就會出現(xiàn)異常波動，這就表明檢測位置有異常。這種檢測技術(shù)被廣泛應(yīng)用到壓力容器和壓力管道的裂紋檢測。為提升其檢測效果，在應(yīng)用該技術(shù)時要掌握以下要點(diǎn)：檢測一個設(shè)備之后要及時清理探頭，再進(jìn)行下一步的操作；條件允許時可以使用不同的檢測儀器對多個設(shè)備進(jìn)行檢測。

3.3 磁粉檢測

磁粉檢測是以磁粉作為檢測介質(zhì)對壓力管道的質(zhì)量缺陷進(jìn)行檢測和觀察，在檢測前會對管道進(jìn)行磁化處理，然后均勻噴灑磁粉，由于質(zhì)量缺陷位置會產(chǎn)生漏磁場，導(dǎo)致質(zhì)量缺陷位置的磁粉分布與其他地方不同，并且可以顯示缺陷的大小、位置和數(shù)量。磁粉檢測具有成本低、檢測速度快等優(yōu)點(diǎn)，但是磁粉檢測無法檢測壓力管道內(nèi)部深層次的質(zhì)量缺陷，而且利用磁粉檢測會在管道內(nèi)殘留一些難以清除的磁粉，污染管道內(nèi)介質(zhì)的純凈度。磁粉檢測還會使某些構(gòu)件變形。因此在使用磁粉檢測前要確定該管道是否適合做磁粉檢測[3]。

3.4 滲透檢測

滲透檢測是將滲透劑涂在經(jīng)前處理后的壓力管道被檢測部位上，然后再加入清洗劑去除多余的滲透劑，最后利用顯像劑涂抹被檢查設(shè)備，存有質(zhì)量缺陷的位置就會顯現(xiàn)出來。滲透檢測主要檢測壓力管道的表面質(zhì)量缺陷，因此深層的質(zhì)量問題難以檢測出來。而且滲透劑、清洗劑和顯像劑都是化學(xué)制劑，對人體和壓力管道都有一定的危害性。因此，在做完滲透檢測后要做好檢測試劑清洗工作，避免對人體和管道造成不良影響。

3.5 紅外熱成像技術(shù)

紅外熱成像的原理是將不同溫度物體輻射出的不可見紅外能量以熱圖像的形式呈現(xiàn)出來，可精準(zhǔn)識別保溫層結(jié)構(gòu)中異常的溫度區(qū)域。保溫層進(jìn)水后，其導(dǎo)熱系數(shù)會明顯提高，與未發(fā)生進(jìn)水部位的溫差明顯增大，通過紅外圖像可以直觀地發(fā)現(xiàn)進(jìn)水部位，針對異常部位及早檢查處理，防患于未然。紅外熱成像儀便于攜帶、操作簡單、檢測效率高，且不受檢測距離的限制，避免了高處保溫層結(jié)構(gòu)檢測耗時耗力的缺點(diǎn)，檢測范圍較廣，可實(shí)現(xiàn)對設(shè)備和管道的大面積掃查，有效避免局部疏漏。紅外熱成像法屬于間接檢測，通過發(fā)現(xiàn)保溫層結(jié)構(gòu)的溫度異常點(diǎn)，拆除保溫結(jié)構(gòu)，并結(jié)合目視檢查進(jìn)一步確定腐蝕狀況。

3.6 X射線數(shù)字成像檢測（DR）

射線數(shù)字成像無損檢測技術(shù)是利用射線源發(fā)出的射線穿透物體，透過管道衰減后的射線光子由平板探測器接收并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)計算機(jī)處理后以數(shù)字圖像的形式顯示。數(shù)字成像與膠片照相在射線透照原理上是一致的，均是由射線源發(fā)出射線穿透被檢工件，衰減、吸收和散射后的射線光子由成像器件接收。不同點(diǎn)在于射線數(shù)字成像無損檢測無需膠片，成像迅速，拍完馬上就可在計算機(jī)屏幕上見到影像，便于及時發(fā)現(xiàn)管道存在的問題[4]。

3.7 超聲導(dǎo)波技術(shù)

超聲波導(dǎo)波無損檢測是新型無損檢測技術(shù)的一種，其設(shè)備大致分為數(shù)字和模擬通用便攜式超聲波探傷儀，大型自動化超聲波探傷系統(tǒng)，各種專用檢測設(shè)備，各種通用和專用超聲波探頭，超聲波測厚儀，TOFD超聲波探傷儀，相控陣超聲波探傷儀等，基本工作原理是用相應(yīng)的超聲波儀器發(fā)出超聲波，然后將超聲波傳入試件。通過與試件材料的相互反應(yīng)，超聲波的波長和方向?qū)⒃谝欢ǔ潭壬习l(fā)生畸變，形成反射，散射或透射等，然后由預(yù)設(shè)的檢查設(shè)備接收并監(jiān)測。檢查人員根據(jù)接收的聲波特性信息評估測試片的性能，并準(zhǔn)確判斷內(nèi)部是否有缺陷。如果壓力管道出現(xiàn)異常，將在收到的超聲波導(dǎo)波頻散曲線中呈現(xiàn)出來，檢查人員可以實(shí)現(xiàn)對缺陷的精準(zhǔn)判斷。對照有關(guān)規(guī)定，壓力管道的超聲無損檢測一般可以分為幾個步驟：一，準(zhǔn)備階段。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，選擇測試時間以減少外部因素對測試結(jié)果的影響；二，設(shè)備檢查，如超聲波發(fā)生器，超聲波接收器，測試設(shè)備等若干項(xiàng)目的檢查，以確保它們處于良好狀態(tài)，沒有問題及故障，并且探頭的掃描范圍應(yīng)不小于大于其自身直徑的15%，以確保完全覆蓋要檢查的區(qū)域并確保掃描效果；三，檢測控制。在使用探頭進(jìn)行掃描的步驟中，需要將掃描速度控制在150mm/s以免遺漏，但是，如果在檢測中采用自動報警系統(tǒng)，則可以省去相應(yīng)的工作[6]。

4 綜合檢驗(yàn)中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

無損檢測技術(shù)的類型不同，其運(yùn)行原理及使用的范圍也是存在一定的差異性的，同時在實(shí)際的檢測工作中，所檢測得出結(jié)果也是各不相同的。因此，要想保證無損檢測的精準(zhǔn)度，那么相關(guān)檢測人員就要重視到關(guān)于壓力管道的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能的細(xì)節(jié)內(nèi)容，結(jié)合實(shí)際的運(yùn)行狀況，選擇合適的無損檢測技術(shù)，保證檢測結(jié)果的。現(xiàn)階段，對壓力管道的處置主要以長距離和集中管廊的特征為主要，同時這也該檢驗(yàn)工作提出了一定的檢驗(yàn)要求，即量大、面廣、管距小等，目前超聲導(dǎo)波檢測的整體檢測速率較快，測點(diǎn)規(guī)范少等特征，一定程度上能夠達(dá)到當(dāng)前壓力管道檢驗(yàn)的要求，其中，水波磁滯伸縮超聲檢測技術(shù)在管道距離為10mm時可以檢測到，在10mm以下有涂層、防腐、保溫層的情況下可以在高溫下檢測到。然而，由于技術(shù)、設(shè)備和操作人員的限制，目前的超聲波對水波的控制還不夠精確，無法確定發(fā)現(xiàn)缺陷的位置和性質(zhì)。為了獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，還需要其他幾種經(jīng)典的檢驗(yàn)方法。x線檢查、超聲檢查、DR等。它們適用于在任何地方檢測缺陷。超聲波檢測對管壁質(zhì)量缺陷的效果最好。磁粉探傷和滲透探傷對表面開口缺陷和表面缺陷有較好的檢測效果。將滲透檢測與超聲波檢測技術(shù)相結(jié)合，不僅可以發(fā)現(xiàn)壓力管道表面的質(zhì)量缺陷，還可以發(fā)現(xiàn)特種設(shè)備深層的質(zhì)量缺陷。各種無損檢測技術(shù)應(yīng)根據(jù)其自身特點(diǎn)進(jìn)行合理的選擇和補(bǔ)充[7]。

5 無損檢測技術(shù)在壓力管道在線檢測的應(yīng)用前景

在我國檢測技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展中，無損檢測技術(shù)發(fā)展至今已有數(shù)年。隨著城市化的不斷發(fā)展科學(xué)技術(shù)的不斷提高，該項(xiàng)技術(shù)也受到社會各界的應(yīng)用。有研究學(xué)者及專家指出，無損檢測技術(shù)在社會發(fā)展中屬于一個新興產(chǎn)業(yè)，該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模較大，主要的發(fā)展空間以市場為主。不過對于無損檢測技術(shù)類型的不同，其技術(shù)的結(jié)構(gòu)及專業(yè)性的要去也是極高的，除此之外，對相關(guān)檢測人員的綜合素質(zhì)及專業(yè)素養(yǎng)的要求也是極其嚴(yán)格的，同時這也是企業(yè)在發(fā)展中重點(diǎn)關(guān)注的對象。壓力管道在實(shí)際的運(yùn)行作業(yè)期間，需要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，主要有這兩種，分別是質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)以及使用壽命的評估標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)的方式是要在檢測的方式方法下，來提高壓力管道的質(zhì)量，使得管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)要求，才能夠正常地使用[8]。

6 壓力管道檢驗(yàn)中使用無損檢測技術(shù)的重要之處

6.1 完成好前期準(zhǔn)備工作

進(jìn)行檢驗(yàn)工作的前期中，相關(guān)檢測人員需要謹(jǐn)慎根據(jù)相關(guān)檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓力管道的實(shí)質(zhì)性檢驗(yàn)，對影響設(shè)備檢驗(yàn)的物體等設(shè)備進(jìn)行拆除或清理；相對于管道表面的檢驗(yàn)，需要將有可能產(chǎn)生腐蝕的位置或容易出現(xiàn)裂紋性的缺陷位置進(jìn)行仔細(xì)的打磨和清理。開展檢驗(yàn)工作的前期，還需將與被檢驗(yàn)的對象相關(guān)聯(lián)的電源切斷，設(shè)立相應(yīng)的安全標(biāo)志，擺放在肉眼可見的位置。檢驗(yàn)期間，也要對相關(guān)的工具設(shè)備、燈具等設(shè)備進(jìn)行規(guī)范性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)后即可使用。相對于低溫或是高溫形勢下的管道運(yùn)行，要想保證設(shè)備運(yùn)行中不被受到損傷，相關(guān)人員需要注意的是關(guān)于升溫和降溫的合理化操作。

6.2 對壓力管道的資料審查

相對于使用部門而言，需要注重的是管道組成件、安裝設(shè)計等資料的參數(shù)狀況，同時也要確保質(zhì)量檢查的準(zhǔn)備公祖，對現(xiàn)實(shí)檢測工作的各個安全風(fēng)險因素以及采取的解決措施進(jìn)行細(xì)致化記錄等，并對檢測工作中的登記記錄進(jìn)行審查分析，例如開停車記錄、運(yùn)行記錄、管道檢修報告等[9]。

7 結(jié)語

綜上所述，壓力管道在社會發(fā)揮中，起著關(guān)鍵性的作用，同時，壓力管道在發(fā)展進(jìn)程中使用最為廣泛的一種，所以，加強(qiáng)壓力管道的維修養(yǎng)護(hù)工作是當(dāng)前社會發(fā)展的重要課題之一。對壓力管道的檢測，可制定相應(yīng)的檢測時間，如每月幾次，每周幾次的形式進(jìn)行。另外，也要提高對無損檢測技術(shù)的有效應(yīng)用，注意應(yīng)用技術(shù)的操作方法，這樣才能夠減少安全事故的發(fā)生，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展建設(shè)。