壓力管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用

李福棟

摘要：伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)工程也在快速增加，尤其是壓力管道相關(guān)的項(xiàng)目，但因?yàn)楹芏嘣蛟斐蓧毫艿朗鹿暑l發(fā)，這也引起了相關(guān)部門(mén)的重視。隨著科技的進(jìn)步，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)因市場(chǎng)的需要而飛速發(fā)展，在壓力管道檢測(cè)中得到了廣泛的使用。其本身有無(wú)破壞性、全面、安全等特點(diǎn)，能夠有效的提高壓力管道在工作狀態(tài)中的穩(wěn)定性。從無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的概述入手，分析了其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，最后對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)的探討。

關(guān)鍵詞：壓力管道;無(wú)損檢測(cè)技術(shù);發(fā)展及應(yīng)用

引言

在承壓類特種設(shè)備的應(yīng)用過(guò)程中，由壓力管道質(zhì)量問(wèn)題引發(fā)的事故時(shí)有發(fā)生，壓力管道的施工質(zhì)量引起了各相關(guān)單位和有關(guān)部門(mén)的極大重視。壓力管道作為存在較多不安全因素的特種設(shè)備之一，由于其使用過(guò)程主要是以高溫、高壓介質(zhì)為媒介，當(dāng)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)造成比較嚴(yán)重的安全事故，因此，在壓力管道生產(chǎn)制造及焊接完成以后，對(duì)壓力管道的表面和內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)檢驗(yàn)工作就顯得非常重要。近幾年隨著壓力管道質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的迅速發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展也非常迅速，且技術(shù)逐漸走向成熟，在壓力管道探傷過(guò)程中得到大力的推廣應(yīng)用。

一、壓力管道無(wú)損檢測(cè)的技術(shù)原理

壓力管道在生產(chǎn)制造及焊接完成后，要對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行一定的檢驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目，包括外觀檢測(cè)、硬度、強(qiáng)度以及焊縫的表面和內(nèi)部質(zhì)量。一般情況壓力管道在焊接完成后要根據(jù)技術(shù)要求對(duì)其表面進(jìn)行磁粉檢測(cè)或滲透檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)不合格的焊縫，要進(jìn)行返修，返修后再進(jìn)行檢驗(yàn);對(duì)焊縫的內(nèi)部質(zhì)量根據(jù)技術(shù)要求進(jìn)行射線檢測(cè)或超聲檢測(cè)，對(duì)射線檢測(cè)或超聲檢測(cè)的焊縫，要進(jìn)行返修后按同樣規(guī)定的方法再次進(jìn)行檢驗(yàn)。射線檢測(cè)技術(shù)、超聲檢測(cè)技術(shù)以及磁粉檢測(cè)技術(shù)與滲透檢測(cè)技術(shù)是目前主要應(yīng)用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)[1]。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)原理是指在不損壞、不傷害被檢測(cè)對(duì)象內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及不影響被檢測(cè)對(duì)象使用性能的前提下，利用聲、光、電、磁等手段反映被檢測(cè)對(duì)象內(nèi)部與表面缺陷的一種方法。在運(yùn)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)壓力管道質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)檢驗(yàn)過(guò)程中，其結(jié)果要依據(jù)兩個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)，即質(zhì)量與壽命評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)主要是為了評(píng)判壓力管道的使用要求、技術(shù)工藝與質(zhì)量等是否可以滿足國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)要求，在滿足要求的前提下，才可以在實(shí)際過(guò)程中安全運(yùn)行;壽命的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)壓力管道設(shè)計(jì)的技術(shù)條件及使用經(jīng)驗(yàn)，來(lái)判斷壓力管道的使用維護(hù)保養(yǎng)及最終壽命情況，對(duì)壓力管道的使用過(guò)程做好預(yù)防管理，防止質(zhì)量安全事故的發(fā)生。

二、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在壓力管道探傷中的應(yīng)用

（一）射線檢測(cè)技術(shù)。射線檢測(cè)技術(shù)主要是用來(lái)對(duì)壓力管道的焊縫的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)[2]。其原理是基于射線穿過(guò)物質(zhì)會(huì)按一定的規(guī)律衰減，當(dāng)射線穿過(guò)各個(gè)部位投射到膠片上的效果不同，導(dǎo)致膠片感光效果不同，經(jīng)過(guò)暗室的處理以后就出現(xiàn)不一樣的黑度。在對(duì)壓力管道焊縫進(jìn)行探傷時(shí)，當(dāng)焊縫內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化時(shí)衰減規(guī)律就會(huì)出現(xiàn)變化，由于有缺陷部位厚度和密度與無(wú)缺陷的部位不一樣，射線衰減規(guī)律就會(huì)不同，在射線到達(dá)膠片以后，底片上就會(huì)呈現(xiàn)出不同的黑度，檢驗(yàn)人員通過(guò)底片上的圖像判斷焊縫的缺陷狀態(tài)，并最終對(duì)壓力管道的焊縫質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。射線檢測(cè)技術(shù)的能夠適用于各種材料的壓力管道焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)，它可以將焊縫內(nèi)部缺陷以影像圖的形式直接的呈現(xiàn)出來(lái)，為評(píng)判管道焊縫質(zhì)量提供了非常可靠的依據(jù)。同時(shí)，射線檢驗(yàn)也可以作為超聲檢驗(yàn)技術(shù)的一項(xiàng)重要驗(yàn)證手段。但是射線檢測(cè)技術(shù)對(duì)于壁厚較大的壓力管道是不適用的，且該檢測(cè)技術(shù)的成本一般相較于超聲檢測(cè)技術(shù)高出很多，檢測(cè)需要的時(shí)間成本也很高，出片慢，因射線對(duì)人體存在較大傷害，檢測(cè)時(shí)還需要對(duì)檢測(cè)人員進(jìn)行特殊防護(hù)處理。

（二）超聲波檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)與射線檢測(cè)技術(shù)一樣，主要是用來(lái)對(duì)壓力管道的焊縫質(zhì)量進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。其主要原理是基于物質(zhì)缺陷處聲學(xué)性能的異常來(lái)進(jìn)行焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)的。運(yùn)用該檢測(cè)技術(shù)在對(duì)壓力管道焊縫質(zhì)量檢測(cè)時(shí)是通過(guò)超聲波在焊縫內(nèi)部傳播時(shí)的波形反射狀況來(lái)反映焊縫內(nèi)部的缺陷情況。目前對(duì)壓力管道焊縫進(jìn)行探傷的超聲波技術(shù)方法主要是脈沖反射法，脈沖波在同一管道焊縫中傳播時(shí)，時(shí)間和聲程為正比，當(dāng)焊縫內(nèi)部存在缺陷時(shí)，可以根據(jù)回波的信號(hào)判斷出缺陷的所在位置;同時(shí)還能夠根據(jù)回波信號(hào)的出現(xiàn)異常的時(shí)機(jī)來(lái)判斷缺陷距離焊縫表面的距離，這樣就可以對(duì)缺陷部位進(jìn)行準(zhǔn)確定位;而且異常回波的幅度還能夠發(fā)映出缺陷大小的程度。超聲波檢測(cè)技術(shù)具有以下特點(diǎn)：成本低、操作方便、速度快、對(duì)人體沒(méi)有損害等，但該技術(shù)不適合應(yīng)用在檢測(cè)壁厚較薄的壓力管道焊縫探傷中。

（三）磁粉檢測(cè)技術(shù)。磁粉檢測(cè)技術(shù)主要是用來(lái)對(duì)壓力管道的表面和近表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)的一種手段。在對(duì)壓力管道表面和近表面質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，是基于管道被磁化之后，在管道表面的缺陷處會(huì)產(chǎn)生漏磁現(xiàn)象，缺陷處就會(huì)吸附磁粉而形成與管道表面不一樣的磁痕，能夠?qū)⒐艿辣砻婧徒砻娴娜毕萦行?biāo)記出來(lái)[3]。利用磁粉對(duì)壓力管道表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)是可以很直觀的看到缺陷的形狀、大小和位置，且成本低、速度較快、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便。但該技術(shù)只能用在具有鐵磁性材料的壓力管道的檢驗(yàn)過(guò)程中，同時(shí)檢測(cè)結(jié)果容易受到壓力管道形狀結(jié)構(gòu)影響，從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果具有一定的誤差。

（四）滲透檢測(cè)技術(shù)。滲透檢測(cè)技術(shù)與磁粉檢驗(yàn)技術(shù)一樣主要用在壓力管道表面質(zhì)量的檢驗(yàn)中。該技術(shù)是利用有色染料及熒光染料的滲透性與毛細(xì)現(xiàn)象的原理，對(duì)壓力管道表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)。在實(shí)際的檢測(cè)時(shí)，把溶有熒光或著色劑的染料涂到管道的焊縫表層，染料逐漸滲透焊縫表面缺陷中，在毛細(xì)現(xiàn)象的作用下，在清除焊縫表面染料之后，有缺陷之處就會(huì)呈現(xiàn)出染料的本色或發(fā)出熒光，進(jìn)而判斷焊縫的表面質(zhì)量。

三、壓力管道無(wú)損檢測(cè)應(yīng)用重點(diǎn)

（一）壓力管道表面探測(cè)

壓力管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在表面檢測(cè)的范圍有，是否有裂紋、氣孔等缺陷;檢測(cè)目標(biāo)表面焊縫的裂紋和氣孔;檢測(cè)目標(biāo)管道中焊縫的修模、咬邊這些地方有沒(méi)有氣孔或者裂紋;補(bǔ)焊的地方有沒(méi)有氣孔或者裂紋等;檢測(cè)目標(biāo)長(zhǎng)期在潮濕并且有腐蝕性的環(huán)境下，其表面有沒(méi)有缺陷等。

（二）壓力管道內(nèi)部探測(cè)

壓力管道內(nèi)部探測(cè)的主要范圍有，被檢測(cè)目標(biāo)在制造和安裝過(guò)程中其內(nèi)有沒(méi)有裂紋、雜質(zhì)等;外表檢測(cè)出的裂縫和焊接處，其內(nèi)部有沒(méi)有夾渣或者氣孔等;焊接處咬邊和錯(cuò)邊比較嚴(yán)重或者復(fù)雜的地方有沒(méi)有夾渣或者氣孔等;壓縮機(jī)和泵這兩個(gè)機(jī)械的焊接處有沒(méi)有裂紋或者氣孔等。

（三）壓力管道缺陷高度檢測(cè)

根據(jù)壓力管道相應(yīng)的缺陷高度標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其展開(kāi)缺陷高度的測(cè)定，并用這個(gè)測(cè)定來(lái)評(píng)價(jià)壓力管道的可靠程度。我國(guó)缺陷高度檢測(cè)的方法主要有衍射波法和最大回波法。最大回波法是通過(guò)缺陷端反射出來(lái)的回波，并且利用回波幅度來(lái)測(cè)量評(píng)定，但這個(gè)方法會(huì)有缺陷端點(diǎn)找不到的問(wèn)題

結(jié)語(yǔ)：

由于各行各業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，壓力管道在不同介質(zhì)、不同壓力及不同環(huán)境下的應(yīng)用場(chǎng)合逐漸增多，甚至廣泛應(yīng)用在一些有毒、可燃、高壓、高溫介質(zhì)，以及潮濕、腐蝕性強(qiáng)環(huán)境等苛刻條件之下，為了保證壓力管道的工程質(zhì)量，確保壓力管道的安全使用，對(duì)壓力管道的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)勢(shì)在必行。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)作為一種檢驗(yàn)檢測(cè)成熟技術(shù)，能夠?qū)毫艿纼?nèi)部和表面質(zhì)量進(jìn)行有效檢驗(yàn)，判斷管道的質(zhì)量是否符合相關(guān)要求，確保管道的安全使用，為壓力管道在各種場(chǎng)合的安全應(yīng)用提供了有效保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]周紅蘭.壓力管道及壓力容器中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用探討[J].消費(fèi)導(dǎo)刊，2020，（39）：58. DOI：10.12229/j.issn.1672-5719.2020.39.048.

[2]潘銀，郭海兵，王雪剛.壓力管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2020，18（8）：198.