車宏偉

摘 ?要：壓力管道運行中介質(zhì)通常為高溫、高壓; 傳輸介質(zhì)多為有毒、易燃易爆等氣體或液體，一旦發(fā)生泄漏或爆炸事故，后果極其嚴重。無損檢測主要發(fā)現(xiàn)壓力管道管件制造缺陷和安裝時焊接缺陷，管道元件生產(chǎn)制造及安裝缺陷，以及使用中的開裂、腐蝕、疲勞、材質(zhì)劣化等缺陷，并對這些缺陷進行分級評價，為壓力管道繼續(xù)使用的安全評價和剩余壽命評估提供依據(jù)。本文主要對無損檢測技術在壓力管道檢驗中的具體應用進行了闡述，以供參考。

關鍵詞：壓力管道; 無損檢測; 聲學

壓力管道的工作環(huán)境較為惡劣，管道內(nèi)部介質(zhì)長期處于高溫、高壓狀態(tài)，傳輸?shù)奈镔|(zhì)多為易燃、易爆、有毒、腐蝕性物質(zhì)。導致壓力管道一旦發(fā)生安全事故，就會造成較嚴重的后果。無損檢測能夠發(fā)現(xiàn)壓力管道的冶金缺陷、焊接缺陷、金屬組織損傷等潛在安全隱患，為壓力管道缺陷的評級提供依據(jù)，以便于檢驗人員對壓力管道的安全情況與使用壽命進行判斷。

無損檢測分為常規(guī)檢測技術和非常規(guī)檢測技術。常規(guī)檢測技術有：超聲檢測 Ultrasonic Testing（縮寫 UT）、射線檢測 Radiographic Testing（縮寫 RT）、磁粉檢測 Magnetic particle Testing（縮寫 MT）、滲透檢驗Penetrant Testing （縮寫 PT）、渦流檢測Eddy current Testing（縮寫 ET）。非常規(guī)無損檢測技術有： 聲發(fā)射Acoustic Emission（縮寫 AE）、 紅外檢測Infrared（縮寫 IR）、激光全息檢測Holographic Nondestructive Testing（縮寫HNT）等。

1.無損檢測技術在壓力管道檢驗中的問題

1.1磁粉探傷技術僅限于鐵磁性材料，僅能檢測表面及近表面缺陷

因為直流電會產(chǎn)生相對均勻的磁化場，所以在共同測試兩者時不可避免地會發(fā)生錯誤，從而給維護帶來不必要的麻煩。

1.2射線檢測操作麻煩，環(huán)境危害較大

X 射線技術的特點是內(nèi)容量大，操作費時，儀器不易攜帶，可操作的工人人數(shù)很少，而且不正確的技術操作會危害環(huán)境并威脅用戶的人身安全。

1.3較少使用超聲導波技術

雖然超聲波測試技術主要用于管道內(nèi)部結構的檢查，尤其是壓力管道的檢查，但在許多經(jīng)濟落后的地區(qū)沒有廣泛的應用，只有個別城市在持續(xù)使用。

1.4滲透檢測技術

一旦管道是疏松的多孔材料，則不能立即測試具有復雜形狀的管道，滲透使用起來比較復雜，使用時滲透液可能會泄漏，這會對環(huán)境造成很大程度的污染。

2.無損檢測技術在壓力管道檢驗中的具體應用

2.1射線檢測技術在壓力管道檢驗中的應用

對于射線檢測技術，其主要功能是檢測管道壓力管道中的宏觀幾何缺陷。檢測技術的主要原理是用y 射線和x 射線照射壓力管道，然后檢測壓力管道的實際情況，確定內(nèi)部裂縫是否符合科學規(guī)定和標準。若壓力管道的體積非常大，導致無法在生產(chǎn)過程中一次檢查完整，有必要制作多根管子并焊接成一根大管，如果管道焊接出現(xiàn)問題，很可能會引起管道內(nèi)壓力不平衡，從而引發(fā)安全事故，并且使用輻射檢測技術還可以全面檢測管道中管道的焊接情況，確定是否符合標準，更加安全可靠。

例如進行X 射線對穿透檢測物體的過程中，如果檢測到在小管道中可能存在各種缺陷，這些缺陷很容易導致X 射線輻射發(fā)出高強度變化，就可以檢測在檢測到的結果對象之間發(fā)現(xiàn)X 粒子流的強度，并確定在檢測對象中存在缺陷的具體位置。該核心技術在連通管道和壓力管道的檢測中的應用不僅具有非常簡單方便的突出特征，而且可以進行成像質(zhì)量處理方法來準確顯示缺陷的彩色圖像。但是，這種檢測結果的方法會在使用過程中對人體的新陳代謝造成一定程度的損害。如果可以使用射線照相測試，則必須首先分析射線的破壞能力，了解缺陷的程度大小，并查看內(nèi)部環(huán)境和空間是否適合進行射線照相測試。

2.2利用超聲波進行全面檢測應用

利用超聲波在界面（聲阻抗不同的兩種介質(zhì)的結合面）出的反射和折射以及超聲波在介質(zhì)中傳播過程中的衰減，由發(fā)射探頭向被檢件發(fā)射超聲波，由接收探頭接收從界面（缺陷或本底）處反射回來超聲波（反射法）或透過被檢件后的透射波（透射法），以此檢測備件部件是否存在缺陷，并對缺陷進行定位、定性與定量。

超聲波在檢測過程當中所應用的原理就是聲波在傳導過程當中所體現(xiàn)出的速度不同來進行判別，同時對于管道內(nèi)部出現(xiàn)的折射和反射，判斷出管道內(nèi)部是否存在其他的雜物，然后通過其他設備對存在的異物情況進行全面的放大，最后能夠提出有效的解決措施。因此對于管道內(nèi)部存在的氣泡雜質(zhì)或者焊接漏電等問題，都能夠通過超聲波檢測技術進行全方位的檢測應用，以此能夠?qū)崿F(xiàn)更加全面的檢測目的。但是在當下具體應用過程中，仍然會受到技術層面的局限，在檢測過程當中，由于對于技術不能夠全面的掌握，經(jīng)常出現(xiàn)一定的偏差，所以說這種檢測技術要表現(xiàn)出一定的復雜性。

2.3磁粉檢測技術

磁粉檢測技術是通過將被被檢由于缺陷與基體材料的磁特性（磁阻）不同穿過基體的磁力線在缺陷處將產(chǎn)生彎曲并可能逸出基體表面，對管道進行磁化處理后，利用磁力線在材質(zhì)均勻的物體中呈現(xiàn)均勻分布的原理，如果被測對象存在裂紋、氣孔沙眼、雜質(zhì)等缺陷時，磁力線會產(chǎn)生彎折的現(xiàn)象，表現(xiàn)在管道表面或者近表面會產(chǎn)生漏磁的現(xiàn)象發(fā)生，因此，磁粉檢驗的本質(zhì)就是利用被檢對象管道缺陷處有漏磁現(xiàn)象，形成漏磁場。若缺陷漏磁場的強度足以吸附磁性顆粒，則將在缺陷對應處形成尺寸比缺陷本身更大、對比度也更高的磁痕，從而指示缺陷的存在。

2.4 滲透檢測技術

滲透檢測技術是指在被測對象表面刷涂有色顏料或者熒光原料，利用材料自身的滲透性，對被檢對象存在的缺陷進行檢測的方法。滲透檢測技術通常分為著色法與熒光法兩種，著色法是指在被測對象表面刷圖有色顏料以后，經(jīng)過一段時間的滲透，再將表面顏料清理干凈，在自然光或燈光的環(huán)境下，通過觀察可以明顯看到缺陷位置有著色顏料的顯示。熒光法不同于著色法的根本在于滲透液是熒光滲透液，同樣的作用原理，區(qū)別在于熒光法是需要在紫外線燈的作用下，缺陷部位滲透進的熒光劑會發(fā)生熒光反應，從而將缺陷位置及形狀呈現(xiàn)出來，便于檢測人員觀察記錄。滲透檢測技術其優(yōu)點在于施工簡單，成本低，便于直觀觀察檢測結果，且不會對被檢對象管道造成結構與性能上的影響。

2.5利用渦流設備進行全面的檢測

渦流檢測是將交變磁場靠近導體（被檢件）時，由于電磁感應在導體中將感生出密閉的環(huán)狀電流，此即渦流。該渦流受激勵磁場（電流強度、頻率）、導體的電導率和磁導率、缺陷（性質(zhì)、大小、位置等）等許多因素的影響，并反作用于原激發(fā)磁場，使其阻抗等特性參數(shù)發(fā)生改變，從而指示缺陷的存在與否。對管道內(nèi)部渦流的情況來判斷管道內(nèi)部具體存在的缺陷原因。渦流表現(xiàn)出不同的形式，就會在管道內(nèi)部形成不一樣的變化，同時就會反映出管道內(nèi)部具體的缺陷問題。此項技術在管道腐蝕情況檢測以及壓力管道的表面材質(zhì)檢測和具體的精度檢測都得到廣泛的應用，同時這種檢測技術在自動化應用方面以及檢測速度方面，都會體現(xiàn)出良好的特點優(yōu)勢。

2.6 聲發(fā)射檢測

聲發(fā)射檢測是利用材料內(nèi)部因局部能量的快速釋放（缺陷擴展、應力松弛、摩擦、泄露、磁疇壁運動等）而產(chǎn)生的彈性波，用聲發(fā)射傳感器級二次儀表取該彈性波，從而對管道的結構完整性進行檢測。

2.7紅外檢測

紅外檢測的是用紅外點溫儀、紅外熱像儀等設備，測取目標物體表面的紅外輻射能，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^形象的溫度場，通過觀察該溫度場的均勻與否，來推斷目標物體表面或內(nèi)部是否有缺陷。

2.8激光全息檢測

激光全息檢測是利用激光全息照相來檢驗物體表面和內(nèi)部的缺陷。它是將物體表面和內(nèi)部的缺陷，通過外部加載的方法，使其在相應的物體表面造成局部變形，用激光全息照相來觀察和比較這種變形，然后判斷出物體內(nèi)部的缺陷。

2.9 ?3.6超聲相控陣檢測

這項技術運用相控陣探頭，通過延遲法則使相控陣探頭陣元合成聲束，根據(jù)接受法則采集其超聲信號，以圖像方式顯示管道內(nèi)部狀態(tài)。相較于其他超聲波技術，這項技術能夠?qū)崿F(xiàn)多角度、全方位、高速檢測。如今這項技術已經(jīng)被廣泛應用于石油管道焊縫檢測，如換熱管焊縫、小徑管接頭、管材檢測及管型焊縫的檢測等。

3.總結

為保障壓力管道的運行安全，無損檢測現(xiàn)已得到了長足的發(fā)展，由無損檢測技術逐漸過渡為無損評價技術，新技術不斷完善，所能適用的范圍隨著壓力管道中新型材料的應用、失效機理的探明不斷擴大。而無損檢測技術的應用也依據(jù)現(xiàn)場工況、試件結構、檢測方法特點及局限性、缺陷類型以及形成部位選擇適合的無損檢測方法，無損檢測同時也相互綜合運用或與破壞性檢測相配合，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。

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