石油化工壓力管道射線無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量控制

胡開(kāi)龍

（陜西升力科技能源服務(wù)有限公司，陜西 西咸新區(qū) 712000）

引言

對(duì)石化行業(yè)中的壓力管線進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)是提高其使用質(zhì)量的一項(xiàng)重要措施。壓力管線的功能主要體現(xiàn)在輸送各種石油產(chǎn)品的過(guò)程中，為了保證輸送的效率和質(zhì)量，必須保證壓力控制本身的質(zhì)量。但由于傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)對(duì)管線存在著一定的損耗，而且只能進(jìn)行局部檢測(cè)，無(wú)法對(duì)整個(gè)壓力管線進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。在這種情況下，必須利用射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，對(duì)壓力管線進(jìn)行全面的檢查，減少管線質(zhì)量問(wèn)題，確保生產(chǎn)工作的安全性。

1 壓力管道的破壞形式

1.1 腐蝕破壞

腐蝕破壞是一種潛伏性和破壞性的腐蝕，它主要包括以下形式：一是均勻腐蝕，屬化學(xué)腐蝕，表現(xiàn)為法蘭、彎曲、三通和管壁??；二是點(diǎn)蝕，是一種隱蔽的破壞性腐蝕現(xiàn)象，廣泛存在于焊接熱影響區(qū)；三是裂紋腐蝕，它是由裂紋溶液的滲透性和焊接故障或焊接不連續(xù)性中經(jīng)常出現(xiàn)的干擾引起的；四是不銹鋼焊接管中常見(jiàn)的晶間腐蝕，但對(duì)金屬壁的顏色和厚度沒(méi)有明顯影響；五是應(yīng)力腐蝕，是腐蝕性介質(zhì)和拉伸應(yīng)力作用下管道失效的一種形式，這在奧氏體不銹鋼管道和焊接的熱影響區(qū)很常見(jiàn)，值得注意的是，它比較隱蔽，具有破壞性；六是氫氣腐蝕，氫氣會(huì)滲入金屬而改變金屬的性質(zhì)，通常發(fā)生在高強(qiáng)度不銹鋼和合金鋼管中[1]。

1.2 脆性破壞

脆性破壞是一種在較低的應(yīng)力條件下出現(xiàn)并與其直接有關(guān)的斷裂形態(tài)，脆性斷裂通常沒(méi)有或只有微小的塑性變形，并且在瞬時(shí)出現(xiàn)，斷裂成碎片。通過(guò)對(duì)壓力管線材料韌性的研究，得出了脆性失效的原因。所以，在石油化工行業(yè)的高壓管線的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中，必須對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行嚴(yán)格的控制，同時(shí)也要注重對(duì)其材質(zhì)的檢驗(yàn)。

1.3 疲勞破壞

疲勞失效是指在受交流荷載作用下，管道不發(fā)生塑性變形而斷裂，其特征是：首先，在整個(gè)疲勞失效期間，管壁的總應(yīng)力不變，截面始終處于彈性狀態(tài)，因而疲勞失效對(duì)管線的變形影響不大；其次，裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展和斷裂部位的裂紋斷裂比較明顯；再次，裂紋擴(kuò)展的紋路普遍可見(jiàn)；最后，從斷裂部位清楚的疲勞線可以判斷出裂紋在應(yīng)力集中區(qū)域的裂紋源。

1.4 蠕變破壞

蠕變破壞是指在加載和溫度條件下，由長(zhǎng)期的拉應(yīng)力和高溫共同作用引起的蠕變破壞。因此，在設(shè)計(jì)、制造和使用過(guò)程中，必須對(duì)管道的蠕變失效進(jìn)行預(yù)防和控制[2]。

2 壓力管道射線無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量控制的必要性及應(yīng)用現(xiàn)狀

利用射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)壓力管線進(jìn)行檢測(cè)，既不會(huì)損壞管線，又不會(huì)對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能造成任何影響，從而使其在實(shí)際應(yīng)用中顯示出良好的優(yōu)越性。在采用射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)壓力管線的過(guò)程中，必須強(qiáng)化對(duì)管線的質(zhì)量管理，提高管線的工作性能。

石化企業(yè)的壓力管線在使用過(guò)程中，存在著許多安全隱患，嚴(yán)重影響了油氣輸送的效率和質(zhì)量。為了解決上述問(wèn)題，有關(guān)部門(mén)研制了各種壓力管線檢測(cè)技術(shù)，以期能提高壓力管線的工作質(zhì)量，為各種生產(chǎn)作業(yè)提供有效的保障。目前主要的檢測(cè)技術(shù)有射線探測(cè)、超聲波探測(cè)、液相滲透探測(cè)等。其中射線探測(cè)技術(shù)在使用時(shí)不會(huì)對(duì)壓力管線的結(jié)構(gòu)特性產(chǎn)生任何影響，因此得到了廣泛的應(yīng)用。它的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效地采集管線內(nèi)的所有參數(shù)，并將其顯示在屏幕上，為有關(guān)部門(mén)的壓力管理工作提供一個(gè)精確的參數(shù)，從而提高質(zhì)量檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。除了以上優(yōu)點(diǎn)，射線探測(cè)技術(shù)也有一些缺點(diǎn)，那就是在測(cè)量時(shí)會(huì)有一些放射性物質(zhì)，這會(huì)對(duì)工人的健康造成危害。此外，射線探測(cè)過(guò)程中所產(chǎn)生的輻射效應(yīng)難以迅速消除，而且對(duì)周?chē)用竦木幼…h(huán)境也有一定的影響。事實(shí)上，在壓力管線的無(wú)損檢測(cè)中，不僅需要對(duì)壓力管線進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，而且還可以用于管線的維修與管理，為管線的具體管理工作提供精確的參數(shù)支撐，提高管線的工作性能。隨著壓力管線在石化行業(yè)的應(yīng)用，其應(yīng)用性得到了極大的提高，管線體系也越來(lái)越復(fù)雜，這必然給管線質(zhì)量的檢驗(yàn)帶來(lái)困難。因此，為了提高壓力管線的質(zhì)量，防止各種安全事故的發(fā)生，需要采取有效的措施來(lái)消除安全隱患。

3 石油化工壓力管道射線無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 射線檢測(cè)

射線探測(cè)是指利用光線穿透物質(zhì)，并依據(jù)光線的衰減過(guò)程來(lái)判斷物體內(nèi)部的缺陷，它分為X 射線探測(cè)和X 射線攝影技術(shù)。X 射線探測(cè)是指X 射線穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，通過(guò)對(duì)X 射線的吸收能力來(lái)判斷X 射線的存在與否，在沒(méi)有缺陷的地方，光線的強(qiáng)度低于有缺陷的地方。X 射線和伽馬射線在壓力管線的無(wú)損檢測(cè)中經(jīng)常采用，其中的伽馬射線有Ir192 和Se75 兩類，在具體的檢測(cè)中，光源的選取會(huì)影響到射線探傷的靈敏度。一般情況下，底片的感光強(qiáng)度從高到低依次為X 光、Se75、Ir192。在特定的檢驗(yàn)中，X 光是保證X 射線膠片在使用中的敏感度能夠達(dá)到實(shí)際使用的需要，并在檢驗(yàn)中增加發(fā)現(xiàn)缺陷的幾率。然而，由于國(guó)內(nèi)一些石油公司經(jīng)常不考慮檢驗(yàn)工作的時(shí)間，所以為了保證最后的X 光底片的敏感度能夠達(dá)到要求，一般都會(huì)強(qiáng)制使用X 光來(lái)進(jìn)行相關(guān)的檢查，從而造成在特定的工作時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成相關(guān)檢查工作等問(wèn)題。然而，如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)倪x擇和限制，在特定的工作中，不管管道材料是什么，使用伽馬射線來(lái)檢查壓力管道，將使其攝影靈敏度無(wú)法滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。比如，在某石化一千萬(wàn)噸煉油改造項(xiàng)目中，100×104t/a 的延燃焦?fàn)t和常壓精餾塔的Cr5Mo 管線焊縫對(duì)接接頭的檢測(cè)過(guò)程中，使用Ir192C 射線源進(jìn)行相應(yīng)的照相工作，造成了成像靈敏度達(dá)不到要求，產(chǎn)生了大量的裂紋和漏檢，使得檢測(cè)結(jié)果不能真實(shí)反映壓力管道的施工質(zhì)量[2-3]。所以，在進(jìn)行壓力管道的無(wú)損檢測(cè)時(shí)，應(yīng)盡可能地使用X 射線源，尤其是Cr5Mo 等具有較大裂紋傾向的材料，不能使用Ir192C 射線源，如果有必要使用Ir192，則在實(shí)際操作中，要使用高靈敏度的薄膜，同時(shí)要改進(jìn)檢測(cè)技術(shù)，提高檢測(cè)質(zhì)量。

3.2 檢測(cè)材料的質(zhì)量

根據(jù)目前國(guó)內(nèi)壓力管線的使用狀況，發(fā)現(xiàn)其在應(yīng)用中出現(xiàn)了許多質(zhì)量問(wèn)題。這主要是因?yàn)槭袌?chǎng)對(duì)于壓力管線的品質(zhì)沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格的管理，使得市場(chǎng)上流通的壓力管線質(zhì)量參差不齊，給采購(gòu)工作造成了困難。為了確保高壓管線的質(zhì)量得到嚴(yán)格的控制，必須從源頭著手，在市場(chǎng)上設(shè)定適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)入門(mén)檻，并有效地控制壓力管線的材質(zhì)。

3.3 壓力管道中焊接接頭的處理

在對(duì)壓力管線進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，焊縫是檢測(cè)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，就會(huì)出現(xiàn)漏油、漏化工原料等問(wèn)題。目前，壓力管線焊縫的檢測(cè)方法主要有硬度和表面檢驗(yàn)兩種。然而，根據(jù)實(shí)踐，僅僅用這兩種方法很難發(fā)現(xiàn)壓力管線中的某些焊接質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)于焊縫密度高的地區(qū)，應(yīng)首先對(duì)不符合要求的焊縫進(jìn)行修補(bǔ)。應(yīng)留意，若有焊點(diǎn)在多次返修后仍有問(wèn)題，則應(yīng)考慮將焊縫切掉，再進(jìn)行焊接。

3.4 聘請(qǐng)持有無(wú)損檢測(cè)的合格證明的壓力管道的檢測(cè)人員

在采用非破壞性檢測(cè)技術(shù)對(duì)壓力管線進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)由具有NDT 認(rèn)證的壓力管線檢驗(yàn)人員進(jìn)行檢驗(yàn)，并保證其有效期。在選擇測(cè)試單元時(shí)，應(yīng)選擇具備UT、PT4、MT 等特殊測(cè)試能量的測(cè)試單元。除此之外，在進(jìn)行壓力管線的質(zhì)量檢測(cè)之前，還需要對(duì)隨行的檢驗(yàn)員進(jìn)行專門(mén)的訓(xùn)練，比如請(qǐng)專業(yè)的測(cè)試人員在指定的地方進(jìn)行詳細(xì)的工作，或者是帶著測(cè)試人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，之后可以讓測(cè)試人員在最短的時(shí)間內(nèi)，了解到壓力管線的缺陷。

4 結(jié)語(yǔ)

石化壓力管線是一種輸送易燃、有毒、腐蝕性介質(zhì)，工作壓力較大的管線，因而在實(shí)際應(yīng)用中易產(chǎn)生腐蝕、開(kāi)裂等缺陷。在這些問(wèn)題中，很難檢測(cè)到細(xì)小缺陷，并且如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將會(huì)不斷擴(kuò)大，最終威脅到管道的正常工作。射線檢測(cè)和超聲波檢測(cè)是用于壓力管線焊縫的內(nèi)部缺陷檢測(cè)，磁粉檢測(cè)、渦流檢測(cè)、滲流檢測(cè)是檢測(cè)壓力管線焊縫(近端)表面缺陷的檢測(cè)，因此，要加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)人員的培訓(xùn)，避免因人為原因而影響檢測(cè)效果。