淺析壓力管道無損檢測技術及應用現狀

楊文博

通標標準技術服務（天津）有限公司 天津 300457

壓力管道是石油化工行業應用的主要輸送設備，由于這種管道一般都裝有易燃易爆物質，長期在高壓和高溫的影響下極易容易發生危險，在使用過程中的形式通常也是比較復雜[1]。因此，管道使用的安全性受到人們的高度重視。為了避免壓力管道失效事件的發生，需要定期對壓力管道進行檢驗。無損檢測在壓力管道以及設備使用過程中具有很重要的作用。

1 無損檢測技術

無損檢測指的是在不影響或是不損害被檢測對象的內部組織、性能基礎上，以化學、物理的手段，使用現代設備與技術，實現對檢測件表面與內部狀態、性質、結構的檢測。通過無損檢測技術能夠了解被檢測件的缺陷分布、尺寸、位置、形狀、數量、性質、類型。無損檢測主要特征有兩點，一是不會對被檢測件造成性能與質量的損壞。正是因為具備這一特性，無損檢測才獲得了大范圍的推廣和使用。二是無損檢測具有全面性的特征。在檢測時，能夠保障被檢對象的性能和質量不受破壞的基礎上，全面的檢測被檢測件的表面和內部問題。因此無損檢測技術非常適合管道設備這類敏感設備的安全檢測，保障管道安全運行。

2 壓力管道安裝過程中的無損檢測技術

2.1 目視檢測

目視檢測是管口進行焊接、修補和返修后最基本的檢測，其檢測內容主要包括檢查焊縫表面清潔狀態，焊縫余高、寬度、錯邊量和咬邊深度的測量，焊縫表面裂紋、未熔 合、夾渣、氣孔等缺陷的檢查等[2]。目視檢測結果需達到規定的驗收要求，合格后才能進行下一步的無損檢測。

2.2 射線檢測

射線檢測是基于被檢測件對透入射線的不同吸收來檢測零件內部缺陷的檢測方法。工業應用的射線檢測技術主要用X射線、Y射線和中子射線，使用得最廣泛的是X射線照相檢測。當前，計算機輔助成像、數字、工業計算機層析成像射線檢測技術的研究是國內外的發展熱點。然而，射線檢測雖然應用廣泛，但也存在一系列缺點：（1）檢測速度較慢但成本較高，不利于全自動化檢測；（2）檢測結論需有經驗的檢驗人員判別，主觀性較高，存在漏檢或誤判的風險；（3）射線輻射需一定的防護措施進行檢測。

2.3 超聲檢測

全自動超聲檢測技術目前在國外已被大量應用于長輸管線中環焊縫的檢測，與傳統手動超聲檢測和射線檢測相比，其在檢測速度、缺陷定量準確性、減少環境污染和降低作業強度等方面有著明顯的優越性。如西氣東輸工程管道為大口徑厚壁管，管徑1000-2000mm，壁厚10-12mm，采用美國和加拿大針對輸氣管道研究的全新自動超聲波檢測技術——超聲相控陣技術。近年來國內奧瑞視公司等研制了多種水浸式UCT檢測儀器設備，在實際工程中得到大量應用[3]。

2.4 渦流檢測技術

渦流檢測技術是通過讓壓力管道內部產生渦電流，然后針對渦電流的不同變化進行檢測，根據管道內部電流的變化情況，得出壓力管道內部的缺陷情況。檢測壓力管道的材料以及管道內部是否存在腐蝕情況，可以采用渦流檢測技術。同時，對壓力管道金屬表面存在的缺陷進行精確檢測，也可以利用渦流檢測技術。渦流檢測技術與其他的檢測技術相比，具有自動化程度高、檢測速度快以及成本低、便于操作等優點。

2.5 滲透檢測技術

滲透檢測技術是經過一系列的操作形成觀察條件，然后通過觀察確定管道缺陷的位置所在。具體來說，就是在壓力管道的被檢測表面涂上含有熒光染料或著色染料的滲透液，然后等一段時間，在毛細管的作用之下，滲透液會滲進管道表面的開口缺陷中，清除表面無用的滲透液后，將顯像劑涂在被測管道表面，顯像劑能將伸進去的滲透液吸附出來，使其附著在管道表面，就能清楚地看到缺陷所在位置，檢測出管道表面的開口缺陷。對壓力管道進行滲透檢測一般不需要水、電以及大型設備的參與。這種物理檢測方法的檢測效果比磁粉檢測的效果稍差，但與射線檢測相比，滲透檢測技術靈敏度更高，且操作難度較低。

2.6 磁粉檢測技術

磁粉檢測技術是把鐵磁性的管道設備進行磁化，造成管道表面、近表面不連續的地方產生漏磁場，這些漏磁場恰好能夠吸附附加在管道表面的磁粉，從而將管道表面以及內部存在缺陷的位置、大小、形狀和嚴重程度展現出來。技術人員可以根據磁場的感應確定管道設備是否存在缺陷[4]。磁粉檢測技術常常用來檢測壓力管道焊縫表面、近表面的缺陷。但應該注意，運用磁粉檢測技術進行管道檢測時，要把被測管道從縱橫兩方面進行磁化，保證管道整體被磁化，而后進行全方位的檢測，以保證檢測效果。

2.7 TOFD檢測

這項技術通過衍射波信號測定與檢測缺陷，是超聲波檢測的一種。檢測設備的結構為雙探頭，一個探頭用于發出衍射波，一個探頭用于接受衍射波。因檢測精度及缺陷檢出率高，所以這項技術在國內得到了廣泛的應用。2015年頒發的 NB/T47013—2015《承壓設備無損檢測》為檢測提供了標準依據。

3 結語

為保障壓力管道的運行安全，無損檢測技術得到了長足的發展，新技術層出不窮且在不斷完善，所能適用的范圍隨著壓力管道失效機理的探明不斷擴大。面對人們對壓力管道安全和可靠的進一步需求，以及國家對物聯網和大數據的戰略布局，壓力管道無損檢測技術未來研究的主要重點領域為新檢測機理與理論的研究，先進傳感器的研發，先進通用高端無損檢測儀器的研發，智能化、自動化、專用化無損檢測儀器開發等方面。