化工行業壓力管道的破壞和無損檢測探討

蔣麗菊 鄒云 馬婉婷

摘? ? 要：在化工行業生產過程中，壓力管道屬于重要的基礎設施，受到腐蝕因素、壓力因素、溫度因素等影響，壓力管道有時會出現被破壞的情況，帶來較高的生產風險。本文針對化工行業壓力管道的破壞形式分類展開分析，內容包括腐蝕破壞、脆性破壞、疲勞破壞、蠕變破壞、磨損破壞等，通過研究一些常見無損檢測技術的具體應用，其目的在于提升壓力管道故障發現的及時性，延長壓力管道的使用壽命。

關鍵詞：化工行業;壓力管道;腐蝕破壞;脆性破壞;超聲波檢測技術

1? 前言

壓力管道是指運輸特殊介質且運輸壓力較大的特種設備。主要用作特殊介質輸送、分配、混合、控制流動的設施，整體上包括管路、受壓部件、支撐部件等組成。針對幾種壓力管道常見的破壞形式進行細致分析，同時采取合理的檢測方法對于缺陷位置進行確定，以便于后續處理措施的擬定，降低壓力管道運行事故的發生幾率。

2? 化工行業壓力管道的破壞形式分類

2.1? 腐蝕破壞

化工行業日常的生產活動中，所使用的生產原料都具備了一定的腐蝕性，在長期使用中會不斷腐蝕壓力管道內壁，降低壓力管道的承載力。結合以往的檢修經驗，腐蝕破壞又可以分為以下幾類：第一，均勻腐蝕，即管道表面出現的腐蝕程度基本保持一致，主要是由電化學腐蝕或化學腐蝕引起，可通過測厚的方式來判斷腐蝕程度。第二，點腐蝕，即腐蝕位置主要集中在某一區域或者個別位置，腐蝕深度相對較大，具備較高的隱蔽性和破壞性，需借助無損探傷技術來完成故障識別。第三，縫隙腐蝕，其產生原理在于接縫處受到腐蝕液體侵蝕或滲透，并在濃度差作用下產生較為集中的腐蝕區域，此類腐蝕比較明顯，可以通過目測的方式進行識別。第四，應力腐蝕，該腐蝕問題主要是在管道內容拉應力和腐蝕介質共同作用下造成的腐蝕破壞，受溫度影響相對較大，因其隱蔽性較強，因此常使用無損探傷技術來完成檢測。

2.2? 脆性破壞

在壓力管道破壞方式中，脆性破壞也屬于常見的破壞形式，導致此類問題出現的主要原因在于，壓力管道在較低應力和較低溫度的作用下，管道的抗拉伸強度會降低，此時遇到一些外力或內部作用力時，很容易讓管道出現一些裂縫，隨著作用力的深入，脆性破壞面也會逐漸擴大，并且斷口也會出現開裂，引起壓力滲漏，嚴重時也會造成爆炸問題的出現，威脅到生產人員的生命財產安全。

2.3? 疲勞破壞

為了提升單位時間內，化工原料的傳輸速度，會對壓力管道進行適當加壓，如壓縮空氣、壓縮液體的傳輸，都是經過加壓后傳輸，以滿足生產過程的基本所需。并且在壓力管道運行過程中，也會受到許多荷載的作用，在超過壓力管道承載極限，并維持了較長時間后，很容易出現疲勞破壞，即管道出現形變、斷裂、裂紋等，這些現象能夠通過肉眼觀察進行甄別，也可以利用磁粉檢測技術來確保問題位置，以此來提高故障問題發現的及時性。

2.4? 蠕變破壞

之前章節中已經提到，壓力管道在運行過程中，會受到多種荷載的影響，從而導致管道出現拉伸的情況，在超出管道抗拉伸極限后所產生的破壞現象，就是蠕變破壞。該破壞形式所持續的時間較長，并且問題出現后會出現明顯的塑性形變，形變量和壓力管道材料塑性有著直接聯系。而對此類問題進行甄別時，可以通過目測法來完成，也可以通過無損探傷技術來查看管道內部破損情況，以便于及時采取處理措施，降低破壞問題帶來的負面影響。

2.5? 磨損破壞

除了上述提及到的管道破壞方式，在壓力管道使用期間，還會受到磨損破壞的影響。壓力管道輸送的材料，大多數都具備較大的摩擦力，在長期工作的過程中，傳輸介質帶來的摩擦力會對管道內壁帶來一定影響，使管壁厚度不斷變薄。在管道強度不滿足承壓需求后，便會從磨損嚴重的部位出現破壞，而且破壞時會帶來較大的塑性形變，斷口也會呈現出撕裂態，夾帶一些碎片，威脅到現場作業人員的生命安全。

3? 化工行業壓力管道的無損檢測要點

3.1? 射線檢測技術

根據第一章中提及到的相關內容可以得知，很多壓力管道的破壞形式具備較高的隱蔽性，如點腐蝕、應力腐蝕、疲勞破壞等，對此可以利用無損檢測技術來完成潛在問題發現，降低問題出現后帶來的負面影響。射線檢測技術在應用過程中，其主要的的檢測原理為，借助射線釋放儀器對待測物體進行射線釋放，待測物體會對釋放出的射線進行吸收，而射線的釋放強度也會在此過程中不斷衰減，具體的衰減情況和物體厚度成正比。如果壓力管道存在厚薄不均勻的情況，那么射線被削減的情況也會不同，檢測人員可以根據形成的缺陷影像，針對不同黑度進行分析，從而判斷目前管道的完整度和受損嚴重部位，及時進行問題處理，提高生產環境的安全性。

3.2? 超聲波檢測技術

超聲波是指頻率大于20000赫茲的機械波，在機械波傳播的過程中，會在遇到介質時出現反射的情況，根據介質的不同，發射回的波長、頻率也會存在差異。超聲波檢測技術則是利用機械波的這一特征，在檢測管道裂縫、焊接情況時，可以對反饋回的波長進行接收，在放大處理之后，可以根據波長的變化規律，來明確管道現階段存在裂縫、焊縫不均勻等情況的具體位置。需要注意的是，在工作開展的過程中，因為超聲波本身的回溯性較低，所以在檢測期間需要提前做好“清場”工作，將一些障礙物提前清理出待測區域，從而提高檢測結果的準確性。

3.3? 磁粉檢測技術

化工行業生產過程中使用到的壓力管道，多以不銹鋼管道為主，對此在外部細小裂縫檢查中，可以借助磁粉檢測技術來完成問題排查。該檢測技術的作用原理在于，利用不銹鋼管道的親磁性，對管道進行磁化處理，如果管道表面的完整度較高，那么磁粉便會在管道表面會處于均勻分布的狀態;若存在著一些斷口、裂縫等問題，磁粉也會呈現出不規則分布，而且還會聚集在管道存在缺陷的位置，形成能見度較大的磁痕，從而幫助檢測人員明確缺陷位置，便于后續處理工作的開展。

3.4? 滲透檢測技術

與磁粉檢測技術的應用原理相類似，滲透檢測技術在應用中，所使用的檢測原材料主要是熒光類涂料。將涂料涂刷在壓力管道表面后，在毛細作用的影響下，滲透液會沿著鋼結構的基本紋路進行滲透，靜置一段時間后，滲透液會聚集在壓力管道表面存在缺陷的位置。此時只需要將滲透液清除，并且在管道干燥之后在管道表面涂抹上顯象劑，便可以明確看出目前管道上存在缺陷的部位。不過從實際應用情況來看，該檢測方法的應用成本較高，并且也會受到熒光涂料涂抹情況的影響，一般不作為主要的無損檢測手段。

3.5? 渦流檢測技術

之前的章節中已經提到，化工行業生產過程中使用到的壓力管道，多以不銹鋼管道為主，此類材料具備良好的導電性，對此可以借助渦流檢測技術來完成管道缺陷排查。該檢測技術在應用過程中，其主要的檢測原理在于，借助檢測儀器來組建出交變磁場，管道在磁場影響下會產生渦流，渦流越大、現象不穩定的區域，便是壓力管道存在缺陷的區域。需要注意的是，該檢測方法的回溯性相對較低，在應用中也需要做好數據統計工作，以提高技術最終的應用效果。

4? 結束語

綜上所述，化工壓力管道在長期使用中會產生多種破壞形式，嚴重影響壓力管道的運行安全和化工企業生產安全。這就需要科學采用無損檢測技術，本文介紹了滲透檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、射線檢測等方法，在實際應用中要求工作人員掌握各種無損檢測技術的適用范圍和使用要點，及時修復管道缺陷部位，保證壓力管道運行安全性。

參考文獻：

[1] 馬金足，崔建龍.化工壓力管道的破壞形式及無損檢測探究[J].石化技術，2020（5）：161+164.