壓力管道缺陷產生原因及無損檢測

申素鵬

（山西省工業設備安裝集團有限公司，山西太原 030032）

作為工業界重要的運輸設備，壓力管道承擔著運送高危液體的重要任務。在液體運送過程中，要盡可能確保壓力管道的完好，以免液體泄漏造成環境污染和經濟損失，因此對壓力管道中的缺陷要引起充分的重視。壓力管道形成缺陷的有多種可能性，相關工作人員要從材料選用、管道焊接架設、后期維護三個流程對壓力管道進行無損檢測，確保壓力管道在特種作業環境下經久耐用。要確保安全生產的進行，就必須通過相應的無損檢測方式對壓力管道的缺陷產生方式進行分析。

1 常見壓力管道缺陷

1.1 焊接產生的缺陷

由于壓力管道大多數是金屬，且管道整體長度較長，必須采用焊接的技術進行連接。由于在具體焊接的過程中，焊接人員的技術因素導致焊接質量不符合要求，存在隱性的裂縫或焊接壁過薄等情況，再加之高壓管道中的介質擁有極大的壓強，從而導致實際使用過程中介質產生泄漏[1]。

1.2 超過管道材料壽命極限產生的缺陷

由于管道的材料承本身壽命具有極限性，再加之作為特種運輸設備長時間處于高溫或高壓等極限狀況下，導致其管道壽命提前達到極限，從而引起缺陷的產生。因壽命極限產生的缺陷會導致管道產生裂紋，如果不及時檢測，裂紋會隨著壓力的作用擴大，最終產生破損甚至孔洞出現。影響管道壽命使用極限的因素有多種，按類型可關注以下幾類：①因隨著生產需要的不同，對液體施加的壓力不斷交變，使液體壓強反復變化對管道內壁產生沖擊，從而導致裂縫出現[2]；②因高溫液體本身的熱力作用導致管道材料分子劇烈運動，加速管道老化。

1.3 因腐蝕產生的管道缺陷

某些傳輸的液體具有強腐蝕性，管道內部的抗腐蝕物質因流動摩擦等影響被消磨，從而導致了腐蝕的產生，導致管道內壁變薄造成的管道缺陷。因腐蝕產生的缺陷主要可以分為以下幾種：①牽扯腐蝕，由于離子的應力作用對管道上的材料產生拉扯，經過長時間的流動拉扯從而腐蝕管壁，造成管道缺陷；②化學腐蝕，由于液體與管道內部的金屬物質發生化學反應，從而產生的管道缺陷。管道的腐蝕通常是由一點逐步擴大到一定的范圍，具體表現為厚薄不一，受壓強作用容易產生破損。

2 壓力管道無損檢測

由于液體的高危性，定期對壓力管道開展檢測是確保工業活動正常進行的安全保障。要充分利用現有的檢測技術實現無損檢測，除非必要盡可能不對管道造成損壞，避免進一步擴大風險。在具體檢測過程中，要合理設計檢測方式，使用高精度的儀器，確保檢測的準確性。針對不同材質、不同厚度的壓力管道，要充分確保選用的檢測技術合理，用高效經濟的措施對其進行精確的檢測，在檢測過程中要嚴格按照技術標準實施檢測。

2.1 磁粉檢測技術

對于鐵質管道，可以借助磁力效應用磁粉進行精確檢測。磁粉檢測主要是以磁粉作為缺陷檢測儀器的成像介質，先把磁粉施加到管道上，然后利用缺陷處磁場不均的現象進行定位。磁粉檢測的精確程度可以把控在微米以內，尤其是對于裂痕等有較為明顯的檢測效果。具體分為濕法和干法：濕法是將磁粉放入油、水等液體介質中，然后將形成的磁粉液涂抹在管道上，但是由于管道過長，一般不采用濕法檢測。干法是直接將磁粉施加在管道上，并采用特殊的磁化程序形成磁痕、干法較濕法更為便捷，常用于焊接部位的缺陷檢測。但要注意的是如果管道結構過于復雜，就不適用磁粉檢測技術。另外對于不具有磁性的管道，也不應該使用磁粉檢測[3]。

2.2 壓力管道滲透檢測技術

由于壓力管道具有不吸收液體的特性，可以使用滲透檢測進行缺陷檢查。滲透檢測一般要使用滲透劑、清洗劑和顯像劑作為檢測材料。對于檢測材料要確保其濃度符合標準要求，對于不符合要求的檢測材料應予以報廢。若檢測對象為鎳基合金或奧氏體鋼等材質的管道，必須要確定檢測試劑中的元素比例，確保不會對管道造成損壞。在檢測時，要確保檢測現場有充分的空間，確保檢測環境的干凈。由于管道本身存在附著物，應在檢測前使用清洗劑對管道進行清洗，以確保附著物不會對檢測結果造成影響，然后再施加滲透劑進行滲透。待檢測位置被滲透劑完全滲透以后，清洗掉多余的滲透劑，再進行干燥處理。最后施加顯像劑，顯像劑施加過程中應確保薄而均勻，不能反復施加。觀察過程中，要盡可能仔細和全面，對于不明顯的痕跡應使用放大鏡等工具進行觀察。當出現操作有不合規范的情況出現時，要再次進行滲透檢測，確保準確性[4]。另外在檢測過程中，要注意由于檢測試劑為化學藥品，對人體和環境可能產生毒害作用，要切實做好防護工作，盡可能保證檢測過程安全有效。

2.3 壓力管道渦流檢測技術

壓力管道渦流檢測是通過將管道外側纏繞線圈，并利用電磁感應的方式來進行監測。一旦管道出現缺陷，線圈內部的渦電流會產生變化，通過對渦電流變化的程度來分析管道的缺陷嚴重程度。針對于不同的管道結構可以采用不同的線圈纏繞方式，如穿過式線圈、內插式線圈等。在檢測過程中，一定要確定其信噪比符合要求，確定試樣監測時的移動速度和具體檢測對象的移動速度保持一致，以免出現誤差。針對于合金類的管道，要分析是否需要磁飽和裝置進行輔助，以提升檢測的準確性。由于渦流檢測的精確程度和檢測效率高，被廣泛應用于壓力管道的檢測領域。

2.4 壓力管道超聲波檢測技術

超聲波檢測的原理是利用導波的方式對管道進行監測，一般適用于碳素鋼或低合金鋼壓力管道。在具體檢測過程中，要使用特定的儀器沿著管道的某一個方向發送導波，導波會在管道的表面進行傳播，一旦遇到發生缺陷的部位，導波會產生對應的變化，從而監測出缺陷部位。由于導波有穿透性，適合對厚度大的壓力管道進行檢測，尤其是在應對較大缺陷的部位，有極其良好的作用。對于儀器的選用，要合理選擇探頭，確保探頭的靈敏度和有效長度符合實際需要，不能盲目進行選擇，導致精度下降。在對壓力管道做檢測時，一般控制在2m以內為最佳，分別用橫掃排除橫向的管道缺陷，再沿軸向進行掃描，排除縱向的管道缺陷。超聲波檢測的優點是檢測方式簡單，對人體和環境不會產生危害，是一種綠色環保的檢測方式。

2.5 壓力管道射線檢測技術

射線檢測技術主要針對管道的焊接部分進行檢測，一般采用X射線或者γ射線進行穿透檢測。在進行具體檢測時，盡可能確保焊接頭在焊接結束冷卻24h后進行，通過射線檢測在影片上的成像情況能準確看到裂縫等缺陷的存在位置，精確地對裂縫的大小進行測量[5]。然而如果針對特別厚的壓力管道，會影響射線的穿透能力。另外射線穿透監測的要求多，步驟復雜，導致了該技術用于檢測費用昂貴，且效率低下，一般僅適用于核心結構的檢測。在具體的檢測過程中，檢測人員一定要做好相關的防護工作，盡可能避免射線對人體產生輻射。

3 壓力管道缺陷無損檢測的相關要求

3.1 定期檢測

針對于壓力管道的重要性，應定期對壓力管道進行科學合理的檢測。由于缺陷的產生是長期性的，相關企業或部門應制定充分的檢測計劃，定期對全部或部分管道進行檢測，確保管道的完好性。對于檢測出缺陷的管道，要綜合分析缺陷的影響程度，采用對應的解決措施，盡可能降低潛在的事故風險。

3.2 科學合理

由于壓力管道的檢測技術具有多樣性，在選擇具體的檢測技術時，要充分考慮到是否符合實際需要，如在檢測普通的壓力管道時采用射線檢測，這不僅極大地影響了檢測效率，也提高了檢測成本。在進行相關檢測的操作過程中，要嚴格按照檢測標準對管道進行檢測，若過程中出現誤操作，應從新開展檢測步驟，核驗檢測數據，確保不影響檢測結果的準確性。對于出現缺陷的管道部位，要采用多次檢測的方式，確保沒有誤檢。對于采用化學試劑或射線的檢測技術，要切實做好防護措施，防止污染和輻射對檢測人員或環境產生破壞。

3.3 經濟高效

對于壓力管道的檢測還要遵循經濟高效的原則，由于壓力管道一般鋪設的長度長、范圍廣，在檢測過程中必須考慮到經濟和高效雙重原則。經濟原則是初檢采用成本低的檢測方式，如果有疑似缺陷的管道部位存在，再采用工藝流程復雜，精準度更高的檢測方式。高效的原則是要確保檢測過程中，盡可能無外界因素干擾檢測進度，影響檢測效果，確保檢測的速度和效率。

4 結語

壓力管道一旦產生缺陷，安全隱患就會隨之而來，因此要切實做好壓力管道的無損檢測工作，確保液體運輸的安全性和高效性。在檢測過程中無損技術的使用，也是促進行業發展的有效措施，是科學技術進步的切實體現。隨著科學技術的不斷發展，無損檢測技術也處于日新月異的狀態，因此要充分學習無損檢測技術，落實好無損檢測工作，從技術和制度兩個方面確保壓力管道的安全性能，為企業和行業的安全發展做出貢獻。