淺談壓力管道的無損檢測技術(shù)

摘 要：在壓力管道的安全管理工作中，無損檢測是重中之重，檢驗(yàn)壓力管道是防止壓力管道發(fā)生泄露、爆破和失穩(wěn)等事故發(fā)生最直接有效的方法之一。文章就壓力管道的無損檢測技術(shù)進(jìn)行簡要闡述，重點(diǎn)分析射線檢測在壓力管道無損檢測中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：壓力管道；無損檢測技術(shù)；射線檢測

引言

目前，在我國針對于壓力管道的無損檢測技術(shù)，不僅有射線檢測技術(shù)，還有超聲檢測技術(shù)、滲透檢測技術(shù)和磁粉檢測技術(shù)。在工業(yè)中應(yīng)用較廣的射線包括X射線與γ射線。這兩種射線同屬于電磁波，在真空中以光速直線傳播。本身不帶電，不受電場和磁場的影響。在物質(zhì)界面只能發(fā)生漫反射，折射系數(shù)接近于1，折射方向改變的不明顯，僅在晶體光柵中才產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象。雖不可見，卻能夠穿透可見光不能穿透的物質(zhì)。在穿透物體過程中，與某些物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)作用，例如電離作用、熒光作用、熱作用和光化學(xué)作用等。基于射線的以上性質(zhì)，可用來檢測材料較深部位的缺陷。

1 各種無損檢測方法的特點(diǎn)和選用原則

無損檢測是利用物質(zhì)的聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷大小，位置，性質(zhì)和數(shù)量等信息。

無損檢測具有以下的特點(diǎn)：第一、非破壞性。進(jìn)行無損檢測時不損害或不影響被檢測對象的使用性能，這是無損檢測最大的特點(diǎn)。第二、全面性。正是基于無損檢測具有非破壞性的優(yōu)點(diǎn)，因此可對被檢測對象進(jìn)行100%的全面檢測，這是破壞性檢測無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。

各種無損檢測方法的選用應(yīng)依據(jù)其具體特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分。射線和超聲方法用于內(nèi)部缺陷檢測。磁粉和滲透方法用于表面缺陷檢測。射線和超聲方法也可以檢測出一些表面缺陷，例如表面裂紋、針孔等，但靈敏度比磁粉、滲透方法低得多。磁粉方法也可以檢測出一些近表面的埋藏缺陷，但可靠性不高。

2 常用壓力管道無損檢測技術(shù)

第一，超聲波檢測技術(shù)。該技術(shù)對壓力管道進(jìn)行無損檢測的主要利用材料及其缺陷的聲學(xué)性能差異對超聲波傳播波形反射情況和穿透時間的能量變化來檢驗(yàn)材料內(nèi)部缺陷的無損檢測方法。脈沖反射法在垂直探傷時用縱波，在斜射探傷時用橫波。脈沖反射法有縱波探傷和橫波探傷。在超聲波儀器示波屏上，以橫坐標(biāo)代表聲波的傳播時間，以縱坐標(biāo)表示回波信號幅度。對于同一均勻介質(zhì)，脈沖波的傳播時間與聲程成正比。因此可由缺陷回波信號的出現(xiàn)判斷缺陷的存在；又可由回波信號出現(xiàn)的位置來確定缺陷距探測面的距離，實(shí)現(xiàn)缺陷定位；通過回波幅度來判斷缺陷的當(dāng)量大小。該方法具有應(yīng)用范圍廣、檢測成本低、速度快、儀器體積小、重量輕，現(xiàn)場使用方便等優(yōu)點(diǎn)，且對人體沒有危害。但是也有局限性，比如：對體積型缺陷的檢出率較低，不適宜檢驗(yàn)壓力管道壁厚較薄的焊縫等。

第二、滲透檢測技術(shù)。滲透檢測技術(shù)是基于液體的毛細(xì)現(xiàn)象和固體染料在一定條件下的發(fā)光現(xiàn)象。在實(shí)際檢測時，將溶有著色染料或熒光染料的滲透劑浸潤壓力管道焊縫表面，由于毛細(xì)現(xiàn)象的作用，滲透劑滲入到各類表面開口缺陷中，清除附著于壓力管道焊縫表面上多余的滲透劑，干燥后再施加顯像劑，缺陷中滲透劑重新回到壓力管道焊縫表面，形成放大的缺陷顯示，在白光下或在黑光燈下觀察，缺陷處可呈紅色顯示或發(fā)出黃綠色熒光。目視即可檢測出缺陷的形狀和分布。滲透檢測的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備和操作簡單，缺陷顯示直觀，容易判斷。缺點(diǎn)是對埋藏于壓力管道焊縫表層以下的缺陷無能為力而只能檢測表面開口缺陷，同時對壓力管道也會造成一定的污染。

第三、磁粉檢測技術(shù)。磁粉檢測技術(shù)基礎(chǔ)是缺陷處漏磁場與磁粉的磁相互作用。鐵磁性材料的壓力管道被磁化后，由于不連續(xù)的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在壓力管道表面的磁粉，在合適的光照下形成目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度。磁粉檢測的優(yōu)點(diǎn)在于能直觀顯示出缺陷的位置、大小、形狀，檢驗(yàn)速度快、工藝簡單、成本低、污染少，靈敏度高，能發(fā)現(xiàn)細(xì)小的缺陷。但其局限性較大，只能檢測鐵磁性材料的壓力管道表面和近表面位置的缺陷，且受壓力管道幾何形狀影響易產(chǎn)生非相關(guān)顯示，用觸頭法磁化壓力管道時，易產(chǎn)生電弧燒傷壓力管道表面。

第四、射線檢測技術(shù)。射線檢測技術(shù)一般用于檢測壓力管道焊縫中存在的缺陷。當(dāng)射線穿透物質(zhì)時，在物質(zhì)中具有衰減作用并按一定規(guī)律衰減，能使某些物質(zhì)產(chǎn)生光化學(xué)作用和熒光現(xiàn)象。當(dāng)射線達(dá)到膠片上時，由于無缺陷部位和有缺陷處的密度或厚度不同，射線在這些部位的衰減不同，因而射線透過這些部位照射到膠片上的強(qiáng)度不同，致使膠片感光程度不同，經(jīng)暗室處理后就產(chǎn)生了不同的黑度。根據(jù)底片上的黑度差，評片人員借助觀片燈即可判斷缺陷情況并評價質(zhì)量。射線檢測技術(shù)有著較為高質(zhì)量的適用性，對于各種材料屬性下的壓力管道均表現(xiàn)出了同等的無損檢測效果，且該種檢測方式能夠較為直觀的呈現(xiàn)缺陷影像，以此確保缺陷定性及定量數(shù)據(jù)的真實(shí)性與完整性。另外，射線檢測也常用于在用壓力管道檢驗(yàn)中對超聲檢測發(fā)現(xiàn)缺陷的復(fù)驗(yàn)，以進(jìn)一步確定這些缺陷的性質(zhì)，為缺陷返修提供依據(jù)，可以直接得到直觀的檢測圖像，數(shù)據(jù)都較為精準(zhǔn)，能夠長時間的保存。不過射線檢測不適宜檢驗(yàn)壁厚較厚的壓力管道，且檢驗(yàn)成本高，檢測速度慢，并對人體有傷害。

3 射線檢測在壓力管道無損檢測中的應(yīng)用

隨著工業(yè)的發(fā)展，除常規(guī)射線檢測技術(shù)外，管道爬行器越來越多的應(yīng)用到壓力管道的無損檢測中。其結(jié)構(gòu)合理，操作簡便可靠，該機(jī)主要由五部分組成：爬行器驅(qū)動車、射線機(jī)、電池組、無線電控制箱、射線機(jī)支架等部分構(gòu)成。使用管道爬行器進(jìn)行無損檢測均可采用源在內(nèi)膠片在外的周向曝光方法，比用X射線雙壁雙影或雙壁單影透照方法，不僅效率高，而且底片質(zhì)量高。因此，該技術(shù)在壓力管道檢測中將會得到廣泛地推廣和應(yīng)用。

射線會對人體組織造成多種損傷，因此對職業(yè)放射性工作人員劑量當(dāng)量規(guī)定了限制。要求在保證完成射線檢測任務(wù)的同時，使操作人員接受的劑量當(dāng)量不超過限值，并且應(yīng)盡可能的降低操作人員和其他人員的吸收劑量。防護(hù)的主要措施有屏蔽防護(hù)、距離防護(hù)和時間防護(hù)?，F(xiàn)場照相因防護(hù)會給施工組織帶來一些問題，尤其是γ射線，對放射同位素的嚴(yán)格管理規(guī)定將影響工作效率。

4 結(jié)束語

無損檢測是壓力管道安全工作中一種重要的檢驗(yàn)方法和手段，在壓力管道制造、安裝、改造、維修、使用和檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)中應(yīng)用非常廣泛。根據(jù)原理的不同，在工業(yè)應(yīng)用中普遍采用的有射線檢測、超聲檢測、滲透檢測和磁粉檢測等無損檢測方法。因此，面對不同的壓力管道采取有針對性的無損檢測技術(shù)，對保障壓力管道的安全運(yùn)行具有重要意義。

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作者簡介：陳立鞍（1985，11-），男，遼寧鞍山，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：特種設(shè)備安全。