關于燃氣管道無損檢測進行分析

于景波 馬姝

摘 要：在我國隨著經濟發展越來越迅速，燃氣的使用也越來越廣泛，燃氣管道也架設的越來越多，管道內的氣壓不斷的增大，一系列的問題便隨之而來，所以燃氣管道安全問題也越來越受到相關企業的關注。燃氣的管道裂紋無損檢側是目前研究的方向，因為在管道腐蝕無損檢測技術的完善后人們也發現了更多的管道裂紋的產生方式，本文主要研究x射線技術、電磁超聲檢測、磁致伸縮導波檢測和磁記憶檢測技術，這幾項檢測方法都是先進和優秀的。

關鍵詞：燃氣；管道裂紋；無損檢測

近幾年來，中國能源結構調整，燃氣的地位日益拔高，在燃氣安全受到更多關注的今天，我們需要明確的是管道的建立就避免不了困難，但是我們在保證它在一定程度內能都正常使用，減少它的耗損，就算是很好了。燃氣的主要裂紋有：氫致裂紋、應力腐蝕裂紋、疲勞裂紋等。這些裂紋大多都沿著管道縱向分布，當燃氣內部壓力過大，很容易造成管道開裂。對于這些潛在的隱患我們該如何去解決？

1、X射線技術檢測長輸管道裂紋

長輸管道焊口多，管道距離長，輸送的壓力大，對其進行無損檢測X射線技術是較為普遍的，我們要說的是，在實際中影響X射線檢測的因素其實包括管道的直徑、曝光的原因，影響較小。再則，為了減小射線對人體的危害，一般都采用自動或者半自動的X射線管道爬行器來進行檢測，在進行檢測的時候，管道必須要滿足一些條件才能使用x射線，環焊縫余高數值要小于2.0，黑度范圍要在1.5到4.0之間。而且測件表面和X射源距離L應該滿足相應的公式。另外在對于X射線對管道進行檢測還有以下幾個重要因素：

1.1選擇膠片

在檢測中普遍使用的是低曝光、短焦距的透照，這種情況下對于底片要求過高，所以應該選擇洽當的膠片保證檢測精度。

1.2散射線

檢測過程，地表的散射線對于膠片的影響和管道高度成反比。如果在檢測過程中防護措施不當，就會導致灰霧狀態嚴重，此時可以利用lmm厚的鉛板對管道進行散射線保護，能夠很好解決問題。

1.3徑向精度和軸向精度

如果沿徑向和軸向的射線源和檢測器的自身原因，都會導致在檢測的底片上出現一些不均勻的黑度，而軸向因素則是對監測器的一種考驗，要在檢測之前對監測器進行檢修和更換，最好的是讓固定射線源的地方能夠上下左右自由調節，這樣能夠降低誤差，檢測效果更好。

在上述的幾個要點中充分的說明了，X射線的檢測技術是要向著更智能化和多動能化的方向發展，要提高這項技術的實用性和全面性，需要更多的人去研究它。

2電磁超聲波檢測

電磁超聲波檢測利用的是渦流和磁場相互作用的原理，利用超聲波探頭發出超聲波和接收它來形成的一種非接觸式的無損檢測技術。在實際中，電磁超聲波的探頭是磁場放射裝置，我們先要做的是在要靠近被測管道表面時，在管道表面的線圈中通人高頻的電流，這樣管道表面便會感應出一個相同的渦流，這時候我們再利用檢測器，附加一個恒定的磁場，這樣渦流和磁場相互作用就會形成洛倫茲力，讓管道內部的材料晶格振動產生超聲波，如果出現裂紋，則超聲波的波形肯定會出現很大變化，以此來檢測管道。這種方法很方便快速，不需要其他的介質，而且檢測的精度也很高。裂紋就算只有lmm也能夠被檢測出來。

3磁致伸縮導波檢測

磁致伸縮是鐵磁性材料的固有特性。磁致伸縮效應包括正磁致伸縮效應和逆磁致伸縮效應。鐵磁體在外磁場作用下，通過磁化導致尺寸大小發生變化是磁致伸縮正效應；在外加恒定磁場作用下，鐵磁性材料由于受應力的作用會發生形變，在形變瞬間，其內部磁場強度會發生變化，這種物理現象稱為磁致伸縮逆效應。根據鐵磁性材料的磁致伸縮效應，鐵磁性鋼管在外加交變磁場的作用下，其外形尺寸會發生變化從而在管道中產生彈性波；反過來，彈性波傳播會造成磁場擾動，介質中的磁場發生變化，磁場周圍的通電螺線圈因此產生感應電壓。導波遇到鋼管中的裂紋、腐蝕等介質不連續的地方時會發生反射、折射和波形轉換等物理現象，檢測缺陷回波信號就可以得到鋼管的健康狀況。磁致伸縮檢測方法的優點是非接觸且對于管道的表面粗糙度的要求并不高，再則能夠一次檢測出管道內外表面的實際缺陷信息和距離長達300mm的單項檢測方向，也可以用它測量大口徑管道。但是在操作時，需要提供一個交變磁場和靜態偏置磁場，這兩個磁場在管道中作用會產生導波，但是導波會在傳播途中被材料吸收，最終會導致信號的衰弱。在這點上需要連續周期性的對磁場進行激勵，以便于得到一個穩定的導波信號。只有導波信號的良好接受才能更好的檢測，在這里也推薦使用DDS信號源AD9850和模擬乘法器AD633來接受得到激勵的導波信號。

4磁記憶檢測技術

管道自身產生的應力是燃氣管道破裂的又一個主要原因，而這項磁記憶檢測便是可以檢測管道內部和外部的應力分布，來進行一個早期的防護。磁記憶檢測技術又簡稱MMMT。它的原理是鐵磁材料在受到工作壓力，工作載荷和地球磁場的共同作用時在應力的集中區內會發生一種具有磁致伸縮性質的磁疇組織定向不可逆的移動，這種狀態會慢慢積累保留下來，這也與最大應力有關。

而磁記憶檢測便是沿著管道表面的探測器散射磁場的法向分量，再通過對金屬的其他特性分析，找到應力的集中區域，從而對集中區域進行檢測。磁記憶檢測無需采取主動勵磁裝置，而是利用管道工作過程中自磁化現象非能以高準確度確定檢測對象上以應力和變形集中區為標志的最高危險區域的檢測方法。再有一點，磁記憶檢測更是能夠判斷金屬的使用壽命，能夠給檢測人員一個警示，以便于及早的更換管道。但是雖然磁記憶檢測技術非常靈敏與方便，但是它受到了管道的地理位置和環境因素的影響。這是今后科研工作者對這種檢測技術改善研究的方向。

5總結

燃氣管道的無損檢測技術一直以來都是發達國家研究的對象，隨著我國燃氣管道的不斷鋪設，我國也面臨著這些問題，中國燃氣管道局也于2001年啟動了對長輸管道的腐蝕缺陷檢測的研究項目，燃氣的長輸管道的檢測一直是無損檢測技術領域的一個難點，我們需要做的是克服它，必要說一點，大量的檢測數據仍然需要人工處理，我們在尋找無損檢測的方法其實更大程度上來說是在已有的那些原理上加以完善，總之，研究仍然要繼續。

參考文獻

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