壓力管道在線檢測應用新型無損檢測技術的分析

鄭宏偉

（湖北特種設備檢驗檢測研究院黃石分院，湖北 黃石 435000）

壓力管道是一種特種設備，在運行期間很容易受到外界環境的影響發生意外，給企業和人民群眾生命安全造成嚴重影響。因此為了確保壓力管道的安全正常運行，需要采用無損檢測技術對其進行檢測，防止壓力管道出現運行失效的問題。新型無損檢測技術包括超聲波技術、聲發射技術和磁記憶檢測技術等，能夠提高壓力管道在線檢測的可靠性和及時性。

1 壓力管道無損檢測的重要性

壓力管道在礦工企業尤其是化工能源企業中發揮重要的作用，但是由于其特殊性使得壓力管道很容易受到外界環境的影響，出現損傷影響到壓力管道的運營質量，嚴重的甚至會造成意外，造成不可挽回的損失。為了有效的避免這一問題，需要運用無損檢測技術對壓力管道進行在線檢測，及時發現問題，確保管道運行質量。

2 無損檢測技術簡述

無損檢測技術是一種常規的檢測技術，基本原理是利用射線、超聲波和電磁等方法對檢測對象的表面、內部是否存在缺陷進行檢驗的一種方法。在實際檢測過程中，常用MT、PT、ET 三種方法對檢測對象的表面缺陷進行檢測，對檢測對象內部與深部的檢測通常采用RT 和UT 兩種方式。另外，從技術操作性上來看，UT 技術的操作難度要遠遠大于RT 技術，并且技術的理論性特點非常明顯，復雜性較強。不論哪一種無損檢測技術，都對檢測人員的專業技術能力提出較高的要求，尤其是隨著新型無損檢測技術的發展和應用，檢測技術人員的能力受到企業的廣泛關注，不僅要求檢測人員具備相應的專業技術資格，而且還對檢測技術流程和檢測操作權等具有較高要求，如果不具備這些條件，就沒有資格開展無損檢測。

在對壓力管道進行無損檢測的時候，要滿足以下兩個重要標準，即質量評定標準和壽命評定標準。其中質量評定標準是指無損檢測的目的要確保壓力管道的質量、技術工藝和使用要求等能夠達到相關的標準，能夠確保安全、正常的運行。其次，壽命評定標準是指利用無損檢測技術對壓力管道的運行規律進行推斷，能夠根據當前壓力管道的缺陷狀況推斷可能出現的安全問題，預測需要返修、報廢的階段，做好預防管理。

3 新型無損檢測技術在壓力管道在線檢測中的應用探究

3.1 超聲導波技術在壓力管道在線檢測中的應用

導波是超聲波的一種，是超聲波在波導結構中傳播形成的一種聲波形式，具有頻散特性。超聲導波在壓力管道無損檢測的應用原理是運用導波在不同材料、不同集合形狀中傳播時出現的特定頻率和特定速度形成的頻散曲線來描述檢測對象狀態的，當壓力管道出現異常導致結構變形的時候，接收到的超聲導波頻散曲線會發生異常，通過對異常頻散曲線的分析能夠對出現缺陷的部位進行推斷。當前，壓力管道在線檢測中運用的主要是單一的L（0，2）導波模態，這種模態的導波具有覆蓋范圍廣的特點，與傳統的脈沖時差導波檢測技術相比，這種超聲導波技術能夠對壓力管道實行長距離的缺陷檢測，另外還能對管道焊頭的內部缺陷、管道內外表面缺陷、管道材料缺陷等進行檢測，尤其是當壓力管道內部出現大面積腐蝕的現象，利用超聲導波技術能夠實現快速檢測。與國外超聲導波技術已經商業化投入市場應用中相比，我國在超聲導波技術的應用方面處在實驗室仿真層面，相應的超聲導波檢測設備和缺陷曲線分析處理技術已經初步成型。

3.2 聲發射技術在壓力管道在線檢測中的應用

固體形態的材料或者是構件受到外力產生形狀變化甚至是斷裂，在變化或者是斷裂的過程中固體形態的材料和構件存儲的應變能會持續不斷的釋放出來，產生瞬態彈性波，這就是聲發射技術的原理。通過對壓力管道的材料的聲發射信號的接收、分析和判定能夠對已經壓力管道的性能和出現缺陷的部位進行檢測。如果被測的壓力管道工件中存在著活動性的缺陷，由于受到外力的影響，壓力管道的構件從出現缺陷的地方釋放出瞬態彈性波，被傳感器接收后通過相應的設備對其進行放大處理，然后通過計算處理，通過波形分析結果對壓力管道中存在的缺陷地方進行確定。聲發射技術是一種動力學檢測技術，能夠對細微的線性缺陷進行精準的檢測，利用這一點，能夠對壓力管道缺陷連續發出的聲信號波形進行檢測，對壓力管道進行實時的檢測，有利于及時發現存在的安全隱患。

3.3 磁記憶技術在壓力管道在線檢測中的應用

磁記憶技術也被稱為漏磁檢測技術，是在傳統的磁粉檢測技術上發展起來的檢測技術，是一種專門針對鐵磁性材料進行無損檢測的技術。鐵磁性的材料在地磁場中的磁性性能會隨著應力變化和形狀突變等發生決定性的改變，這種決定性的改變具有永久性，促使壓力管道出現缺陷部位的表面磁導性能遠遠小于正常部位，也就是缺陷部位的磁導性能出現了記憶缺失，進而在周圍形成新的漏磁場，通過對新形成的漏磁場進行檢測能夠對壓力管道中產生應力變化和形狀突變的部位進行確定，進而分析出壓力管道中存在缺陷的地方。與過去的磁粉檢測技術相比，在運用磁記憶技術對壓力管道進行檢測的時候，不需要另外加磁場，具有高度的便攜性，能夠對出現缺陷的部位進行快速的篩選和檢查。

4 壓力管道在線檢測中新型無損檢測技術的應用現狀

傳統的無損檢測技術主要是在出現問題后對缺陷部位進行檢驗，無法在實現壓力管道前期問題診斷和實時在線檢測。這嚴重影響了壓力管道檢驗的實效性。新型無損檢測技術在企業壓力管道，尤其是在大型的電力和石化行業中的應用，能夠準確、及時的早期檢測壓力管道的缺陷部位，在不停機的情況下能夠準確的找出需要監控的重點部位，及時發現問題。這幾種新型無損檢測技術也是獨立應用的，在檢測過程中，可以相互配合使用。當前磁記憶技術與聲發射檢測技術的結合是常采用的主要檢測方式，通過磁記憶技術對應力集中的部位進行重點監控，然后利用聲發射技術對重點活動缺陷不穩進行檢測，或者是對埋在地下的管道進檢測，確定缺陷部位，根據技術的結合縮小壓力管道在線檢測的范圍，提高缺陷檢測的準確性，為壓力管道的正常運行提供有力的支持。

5 結語

壓力管道在線檢測對企業的安全生產和人民生命財產安全保障都具有十分重要的意義。新型無損檢測技術不僅能夠提高壓力管道在線檢測的準確性，提高檢測效率，而且還能夠降低檢測成本，是壓力管道在線檢測的重要技術。目前新型無損檢測技術的應用仍然處在比較初級的階段，需要進一步的加強研究，形成技術檢測標準，及早實現商業化和市場化，為壓力管道在線檢測提供可靠有效的技術支持。

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