石油管道內缺陷無損檢測技術的研究現狀

麻國棟 屈剛 常英魁 齊孝杰

海洋工程技術服務分公司 天津 300450

1 無損檢測技術概述

1.1 概念

無損檢測方式顧名思義就是指在不破壞檢測對象的結構完整性的前提下，對其結構性能和功能指標進行檢測的方式。在實際檢測期間，常用三種手段（MT、ET、PT）檢測目標的表面缺陷，對檢測目標的深處與內部的檢測一般采用UT與RT兩種方法。通過這種技術，能夠對被測對象存在的缺陷類型、位置、特點等信息進行分析，并且能夠對其造成的影響進行評估和檢驗。

無損檢測方式就是利用材料組織性能結構在焊接過程中發現物理量的變化的特點，從而反應出被測對象結構和性能方面存在的缺陷類型。其技術的可靠性和可操作性與被測對象的材料性能、形狀尺寸等結構都有很大的關系，檢測到的物理量信息同時還會受到人為操作、環境因素、儀器設備等干擾因素的影響。所以，在實際檢測過程中，通常會提取多個物理量進行分析研究，盡可能的提高分析結果的可靠性，最后綜合對檢測結果進行分析判斷。目前所采用的技術中，按所選用的物理量進行分類主要包括輻射法、聲學法、電磁法及其他方法四大部分。

1.2 應用原則

（1）質量評定。無損檢測技術的應用目的是對設備的具體故障點進行比較準確的確定。在檢測過程中，主要是針對被測物體表面或者內部存在缺陷的地方進行檢測，然后對物體的成分、化學原理等質量內容進行評定，實現對產品質量和技術的科學控制，使生產工藝更符合使用需要，是提高產品質量的有利保障。

（2）壽命評定。壽命一般與物體的使用時長有直接關系，壽命評定就是利用無損檢測技術對被測物體的安全性進行分析，也就是對被測物體能夠使用的最長時長進行預測，同時通過檢測確定被測物體哪些地方存在不足，以便在后期的使用中采取有效的方法延長使用期限，針對被測物的故障進行檢測，及時修復，保證設備的正常運行。

2 石油管道內缺陷無損檢測技術

2.1 漏磁無損檢測

針對漏磁監測技術來進行分析，其主要是運用在高磁導性材料之上。那么在檢測的過程之中，管道內部會出現磁化的現象，在檢測之中管道內部發生腐蝕或者是損壞的情況，磁通量就會在管道內部流出，隨即就會被傳感器檢測出來。所流出的磁通量，實質上就是家奴磁場的飽和度函數，其主要決定這管道的大小與厚度。在剛性材料管道檢測的過程之中，管道內部并未出現缺陷的時候，磁通量基本上是會經過磁力線分布均勻；在其內部出現缺陷的時候，磁力線出現變化，所流出的鋼管表層，相應的在分析檢測結果之后得到信息。

2.2 超聲波檢測技術

該技術對石油管道進行無損檢測，一般利用其材料以及缺陷聲學性能不同，對超聲波傳播的波形反射狀況與穿透的能量異同來測試材料內部缺陷進行檢測。脈沖反射法通過縱波來進行垂直探傷，橫波用來斜射探傷。超聲波檢測是利用超聲波本身的特性，在傳播過程中逐漸減弱，在碰到組織界面時發生反射，從而對被測對象進行無損檢測分析的方法。同理，超聲波脈沖回波法等都屬于此種類方法的衍生技術范圍之內。通過對穿透被測對象的波形圖信息進行分析比較，從而判斷缺陷存在的位置和類型信息。

2.3 脈沖渦流檢測技術

針對先前較為傳統的渦流檢測而言，其主要運用正弦波信號來激勵驅動線圈，從而使得驅動線圈和傳感器線圈之間發生阻抗。這與傳統的渦流技術檢測來進行對比分析，脈沖渦流檢測技術運用寬波來將探測器的驅動線圈激發出來，脈沖信號會直接性的影響到其表明，從而全方位分析信號。脈沖渦流信號，這是一類最新型化的無損探測技術。

2.4 滲透檢測

基本操作步驟是：先將待檢測的石油管道進行清潔處理，然后用熒光染料在管道表面進行一次均勻的涂刷。如果管道表面有裂縫，在毛細管的作用下，熒光染料會滲透到裂縫中。涂刷結束后靜置5-10min，沖洗掉熒光染料。最后，用噴霧器將顯相劑均勻的噴涂到管道表面，用紫外線燈照射。裂縫部位中的熒光染料由于無法被沖洗，在紫外線燈光下會呈現出特別的顏色，從而可以判定管道表面裂縫的存在。

滲透法無損檢測的優點是可以檢測不同材質的管道，包括金屬、非金屬等，并且操作比較方便。缺點是只能檢測管道外表面裂縫，對于管道內壁或內部裂縫則不能檢測出來。

2.5 射線照相類檢測技術

射線檢驗技術通常檢測石油管道的焊縫出現缺陷。當射線穿過物質時，它按一定的衰減規律衰減，能使部分物質出現熒光現象與光化學現象。在射線到達膠片上以后，因為有無缺陷部位的厚度或者密度的異同，射線在各個部位的衰減不一樣，所以射線穿過各個部位投射到膠片上效果不同，導致膠片感光效果不同，經過暗室的處理以后就出現黑度不一樣。按照底片上不同的黑度，評片工作者借助觀片燈就可以判斷缺陷的狀況并做出質量評價。射線檢驗技術的適用性質量較高，檢測各種材料的石油管道都表現出了相同的無損檢驗效果，同時其可以直觀的展示出缺陷的影像圖，來確定缺陷的定量與定性數據的完整性和真實性。此外，射線檢驗也經常用在石油管道的檢測中對超聲檢驗找到缺陷的進行復驗，以確定該缺陷的性質，讓缺陷返修有證據可依，能直接得到檢驗圖像，得到數據也十分精準，可以保存很長時間。不過該檢測不適合檢測管壁厚的石油管道，并且檢測成本比較高，檢驗速度很慢，還會傷害人體。

總之，因為石油管道埋藏在一個分布不均的土地，土壤環境相對繁雜，管道在具體運用過程之中的溫度與壓力標準不會發生變化，對于各類檢測方式，其自身的抵御程度也不一。目前所處的形勢，來將管道內的缺陷無損檢測技術實施更加深入的分析與研究，進而推動該行業在后續發展過程之中打下堅實的基礎。由此可見，本文的研究也就顯得十分的有意義。