淺談壓力管道的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

劉軍嶺

摘 要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各行業(yè)都得到了良好的發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也不例外，這項(xiàng)技術(shù)在壓力管道的制造和運(yùn)行中有著廣泛的應(yīng)用。但是由于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)開展的時(shí)間較短，很多地方需要進(jìn)行不斷的完善，才能更好地保證壓力管道元件的制造質(zhì)量和壓力管道在運(yùn)行過(guò)程中的安全。本文以無(wú)損檢測(cè)技術(shù)為例，提出其使用過(guò)程中的各種技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行深入的分析探討。

關(guān)鍵詞：壓力管道;無(wú)損檢測(cè);在線檢測(cè)

壓力管道作為一種承壓類特種設(shè)備，在管道設(shè)備中有十分廣泛的應(yīng)用，它承受著各種來(lái)自內(nèi)部或外部的壓力，壓力管道是由眾多的受壓與承壓部件組裝而成的。各組成部件會(huì)隨著時(shí)間的推移發(fā)生各種各樣的變化，由此便會(huì)給壓力管道的運(yùn)行帶來(lái)各式各樣的問(wèn)題，引起的安全事故更是影響極大。因此，壓力管道質(zhì)量問(wèn)題一直備受關(guān)注。為確保壓力管道能夠在使用過(guò)程中的安全，就必須要運(yùn)用各種有效的手段對(duì)壓力管道進(jìn)行及時(shí)檢驗(yàn)檢測(cè)，防止安全事故的發(fā)生。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是檢測(cè)壓力管道安全狀況及其使用壽命的依據(jù)之一。

一、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)概念及特點(diǎn)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段，在不損壞檢測(cè)對(duì)象的前提下，對(duì)檢測(cè)對(duì)象實(shí)施的質(zhì)量技術(shù)檢測(cè)，探知被檢測(cè)對(duì)象的質(zhì)量問(wèn)題，并能夠通過(guò)技術(shù)手段探知具體損壞的位置，部分技術(shù)還可以通過(guò)儀器直接顯示到屏幕上，便于維修人員進(jìn)行快速且準(zhǔn)確的維修。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)相較于傳統(tǒng)檢測(cè)手段有較為顯著的進(jìn)步，首先是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不會(huì)破壞檢測(cè)對(duì)象介質(zhì)，其次是能夠?qū)z測(cè)對(duì)象施以全面的檢查。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在壓力管道質(zhì)量安全檢測(cè)過(guò)程中，讓壓力管道工程的應(yīng)用時(shí)限得到了有效的提升，且有效的保證了壓力管道使用過(guò)程中的質(zhì)量安全。因此無(wú)損檢測(cè)技術(shù)最大的特點(diǎn)便是能夠?qū)z測(cè)對(duì)象做出質(zhì)量評(píng)定與壽命評(píng)定。

二、壓力管道常見問(wèn)題及無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

壓力管道元件主要是由承壓部件和支承部件組合而成。壓力管道元件材料有鍛件、鑄件、管材和板材及型材（壓延件）、焊接件等。下面將根據(jù)不同元件產(chǎn)生的缺陷問(wèn)題采用相應(yīng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性檢測(cè)分析。

（一）壓力管道的常見問(wèn)題

1、鍛件的常見問(wèn)題

冒切口切除不當(dāng)引起的縮孔與縮管;鑄件凝固過(guò)程中出現(xiàn)的收縮問(wèn)題;鍛造過(guò)程中的非金屬夾雜物;鑄錠熔渣時(shí)的夾砂現(xiàn)象;鍛鋼件表面折疊缺陷;鍛鋼件表面龜裂、裂紋、白點(diǎn)等。

2、鑄件的常見問(wèn)題

熔化金屬凝固過(guò)程中氣體不易排出情況下出現(xiàn)的氣孔;澆鑄時(shí)鐵水包與熔渣形成的夾渣現(xiàn)象;澆鑄時(shí)沙子掉落引起的夾砂現(xiàn)象;鑄件凝固時(shí)金屬收縮情況下引起較多密集氣孔;澆鑄溫度過(guò)低導(dǎo)致熔體相遇卻并不能有效熔合;鑄件凝固過(guò)程中的收縮問(wèn)題引起的縮孔;鑄件中心的縮孔問(wèn)題引起的疏松;材質(zhì)與鑄件形狀存在一定差異，導(dǎo)致凝固時(shí)出現(xiàn)應(yīng)力裂紋。

3、無(wú)縫鋼管的常見問(wèn)題

加熱不良引起的縱裂紋;軋制過(guò)于劇烈、加熱、冷態(tài)等加工過(guò)于密集形成的橫裂紋;加工時(shí)導(dǎo)管和拉膜出現(xiàn)的形狀問(wèn)題所引起的表面劃傷現(xiàn)象;圓鋼表面內(nèi)部有雜質(zhì)引起的翹皮現(xiàn)象;分層鋼坯內(nèi)部雜質(zhì)被軋平出現(xiàn)的層狀缺陷。

4、管道焊接接頭常見缺陷

因施工設(shè)備操作不當(dāng)所引起的外觀缺陷，是肉眼可見的;沿著焊趾在母材部分所形成的溝槽現(xiàn)象;焊縫中加熱過(guò)程中金屬為完全融化所形成的焊瘤;焊接表面低于母材;焊縫過(guò)程中的斷續(xù)所形成的未焊滿現(xiàn)象;焊縫時(shí)出現(xiàn)的穿孔現(xiàn)象;焊接過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)所形成的氣孔;焊接過(guò)程中出現(xiàn)焊劑、氧化物等進(jìn)入焊接內(nèi)形成的夾渣現(xiàn)象;裂紋;未焊透;未熔合等等。

（二）無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

1、磁粉檢測(cè)技術(shù)

針對(duì)鐵磁性材料的鍛件、無(wú)縫管道、管道焊接中常見的問(wèn)題可使用磁粉檢測(cè)技術(shù)。對(duì)鐵磁性金屬鍛件的表面缺陷以及近表面（一般3mm）缺陷一般都能夠檢測(cè)出來(lái)。通過(guò)對(duì)工件進(jìn)行磁化，使工件在缺陷處形成漏磁場(chǎng)，磁粉在漏磁場(chǎng)處堆積，缺陷就會(huì)表露出來(lái)，技術(shù)人員便可根據(jù)磁化現(xiàn)象進(jìn)行具體的分析。磁粉檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠快速的檢測(cè)表面缺陷;若鍛件被形狀所限制，設(shè)備便可自由移動(dòng)檢測(cè);鍛件所需預(yù)加工形狀較少，只需對(duì)檢測(cè)管道表面進(jìn)行清潔即可;可對(duì)形狀簡(jiǎn)單的鍛件進(jìn)行自動(dòng)化檢驗(yàn);鍛件的頑磁性較強(qiáng)時(shí)，使用磁化法檢驗(yàn)最為便捷;磁粉檢驗(yàn)?zāi)軌驒z驗(yàn)出焊接過(guò)程中出現(xiàn)的埋藏較淺的裂紋、未焊透、未熔合以及表面氣孔等，但磁粉檢測(cè)技術(shù)只能用于鐵磁性材料檢測(cè)，對(duì)于非鐵磁性的材料則不適用。

2、滲透檢測(cè)技術(shù)

液體滲透檢測(cè)技術(shù)是無(wú)損檢測(cè)中較多應(yīng)用的一種技術(shù)，其應(yīng)用方式較為多樣化，能夠?qū)Ω鞣N類型的鍛件表面缺陷、管道焊接、鑄件進(jìn)行有效檢驗(yàn)，但是主要應(yīng)用于金屬鍛件的減測(cè)，其中最重要的是對(duì)任何的形狀或者尺寸的鍛件都可以進(jìn)行無(wú)障礙檢驗(yàn)。主要應(yīng)用方式是通過(guò)對(duì)鍛件、管道焊接、鑄件處涂抹滲透劑，在毛細(xì)現(xiàn)象作用下滲透劑會(huì)滲入涂抹位置表面缺陷處，然后操作人員對(duì)周圍無(wú)用的滲透劑進(jìn)行清除，最后再利用顯像劑將滲透到缺陷里的滲透劑吸附出來(lái)，讓技術(shù)人員能夠快速的得知管道內(nèi)部的缺陷進(jìn)行修補(bǔ)。利用滲透的方式進(jìn)行檢驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)為：不受金屬成分、形態(tài)的限制;不受鍛件形態(tài)、尺寸的限制;滲透檢測(cè)技術(shù)所使用設(shè)備極為簡(jiǎn)單;也無(wú)需對(duì)檢測(cè)人員進(jìn)行嚴(yán)格的訓(xùn)練;壓力管道的任何制造階段都可進(jìn)行檢驗(yàn)，也可以直接在工位上進(jìn)行檢驗(yàn)。

3、超聲檢測(cè)技術(shù)

超聲檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，可應(yīng)用在以上各種常見問(wèn)題中，超聲檢測(cè)技術(shù)能夠檢驗(yàn)鍛件內(nèi)部缺陷，但是形狀較為復(fù)雜的零件利用超聲檢驗(yàn)還是存在一定難度的。檢驗(yàn)過(guò)程中的鍛件需要從相互垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行檢驗(yàn)。壓力管道焊接接頭在利用超聲檢測(cè)缺陷時(shí)，主要應(yīng)用的是脈沖反射超聲檢測(cè)技術(shù)，TOFD和相控陣檢測(cè)技術(shù)也已逐漸成熟，對(duì)焊接縫中的未焊透、夾渣、裂紋、未熔合等缺陷可以進(jìn)行有效檢驗(yàn)。在管道檢驗(yàn)過(guò)程中利用超聲檢測(cè)技術(shù)的難度較大，且操作過(guò)程復(fù)雜，它需要操作人員具有專業(yè)的理論知識(shí)和嫻熟的操作技能才能完成，操作人員還必須取得上崗資質(zhì)。但其優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)⒐艿纼?nèi)部缺陷信號(hào)通過(guò)儀器放大，更容易探知多種管道缺陷，且檢測(cè)成本較低。

4、射線檢測(cè)技術(shù)

射線檢測(cè)技術(shù)在鍛件中的應(yīng)用較少，主要是射線檢測(cè)技術(shù)對(duì)體積型缺陷的檢出率較高，而鍛件中存在的缺陷很多都是面積型的，且鍛件缺陷經(jīng)過(guò)超聲檢測(cè)便能夠全部得到識(shí)別，且超聲檢驗(yàn)更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用，而且射線難以穿透厚度較大的鍛件。射線檢測(cè)技術(shù)較多地應(yīng)用于壓力管道焊接接頭的檢測(cè)。

5、渦流檢測(cè)技術(shù)

渦流檢測(cè)中所采用的是環(huán)繞檢測(cè)線圈和內(nèi)旋式探頭，在使用探測(cè)線圈時(shí)，缺陷極為容易顯現(xiàn)出來(lái)。主要應(yīng)用在無(wú)縫管的缺陷檢驗(yàn)中，若是在檢驗(yàn)過(guò)程中單獨(dú)安裝探頭跨在管道表面上，管道的磁飽和便可對(duì)管道內(nèi)部或內(nèi)表面的缺陷進(jìn)行全面的檢測(cè)，尤其是分層焊接缺陷。同時(shí)對(duì)壓力管道內(nèi)部材料的腐蝕現(xiàn)象也可使用渦流檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行全方位的檢驗(yàn)。渦流檢測(cè)技術(shù)在壓力管道檢測(cè)過(guò)程中自動(dòng)化程度相比其他檢測(cè)技術(shù)要高，且成本低、操作便捷等都是渦流技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中被廣泛應(yīng)用的重要特點(diǎn)。

6、聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)

該檢測(cè)技術(shù)主要是根據(jù)壓力管道內(nèi)部缺陷的聲源信號(hào)進(jìn)行缺陷檢測(cè)，聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)就是通過(guò)管道施加一定的應(yīng)力，內(nèi)部存在缺陷時(shí)，缺陷位置就會(huì)出現(xiàn)彈性波動(dòng)，聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)所利用的儀器便能夠直接感知彈性波動(dòng)同時(shí)對(duì)缺陷位置進(jìn)行確定。聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)相對(duì)以上檢測(cè)技術(shù)而言，能夠感知壓力管道內(nèi)部較為細(xì)小的缺陷，缺陷檢測(cè)方式精確度較高，且能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)壓力管道內(nèi)部的潛在風(fēng)險(xiǎn)，能夠有效降低壓力管道后期的檢測(cè)維修成本。

結(jié)束語(yǔ)：

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在壓力管道缺陷檢驗(yàn)過(guò)程中，不僅可以在不破壞壓力管道內(nèi)部介質(zhì)的情況下完成準(zhǔn)確的缺陷檢驗(yàn)，還能夠?qū)毫艿罎撛陲L(fēng)險(xiǎn)提出預(yù)警，這對(duì)于維修技術(shù)人員也有較大的幫助。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)在壓力管道檢測(cè)中做出了較大的貢獻(xiàn)，期望以后能夠在實(shí)踐中不斷的完善無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，提升無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用能力。

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