壓力管道無損檢測技術及應用

楊楠

（大慶石化檢測信息技術中心，黑龍江 大慶 163714）

壓力管道的工作環境較為惡劣，管道內部長期處于高溫、高壓狀態，傳輸的物質多為易燃、易爆、有毒、腐蝕性物質。導致壓力管道一旦發生安全事故，就會造成較嚴重的后果。無損檢測能夠發現壓力管道的冶金缺陷、焊接缺陷、金屬組織損傷等潛在安全隱患，為壓力管道缺陷的評級提供依據，以便于驗收人員對壓力管道的安全情況與使用壽命進行判斷。

1 射線檢測新技術

1.1 CR 檢測技術

20世紀70年代，出現了數字成像技術逐漸應用于實踐，在射線檢測技術中出現了一種以電子元件代替膠片的方法，也稱為間接數字成像檢測，即CR檢測技術。這種檢測技術的曝光時間縮短一倍以上，還具有更高的寬容度，能夠直接生成數字的圖片，省略了暗室處理照片的環節，圖片也更容易長期保存，也為將來發展管道檢測自動評價技術提供了可能，由于CR檢測技術中的IP板可以進行小量的彎曲，這項技術能夠應用于彎曲管道的檢測。圖1為CR檢測技術所生成的圖片 。

CR檢測技術與膠片法一脈相承，是膠片法的改進與升級，具有更高的檢測效率、更低的勞動強度，對環境的適應能力更好，檢測靈敏度得到了大幅提升。并且CR檢測技術還能通過對比響應特性與射線能量等參數之間的關系間接得出管道的壁厚。

1.2 DR 檢測技術

20世紀90年代末，出現了一種以射線數字檢測器陣列作為成像元件的檢測技術，該技術利用計算機直接成像，具有更高的成像效率與清晰度，簡稱DR技術，在世界范圍內得到了廣泛的應用，技術標準也較為完善，主要有IOS 17636-2:2013、NB/T 47013.11—2015兩種，采用DR檢測技術檢測壓力管道時，成像清晰度較高，可以不拆卸壓力管道外層的防腐或保溫材料，在壓力管道壁厚測量與焊接接頭質量檢測中具有廣泛的應用。

圖1 CR射線檢測結果

圖2 DR檢測在管道壁厚測量中的應用

DR檢測技術具有成像清晰、分辨率高、圖片細節豐富等優點。并且DR檢測技術中所采用的感光元件更加敏感，只需要較小的曝光量即可得到清晰的圖像，寬容度比CR成像有了進一步提升，用戶可以對得到的圖片進行多種處理，方便用戶進行各種分析，比如，DR檢測可以利用圖像的幾何對比與灰度對比確定管道焊縫的余高，也為圖像的遠程分析提供了便利條件。第二檢測技術不僅適用于金屬管道，也適用于非金屬管道的檢測，對燃氣輸送中常用的聚乙烯管道的焊接缺陷材料缺陷具有很高的檢測精度。

2 聲學檢測新技術

超聲波檢測技術是利用超聲波的穿透性對材料內部結構進行檢測的一項技術，超聲波穿透材料后受到材料內部組織的影響，會發生相應的改變，檢測返回超聲波信號能夠獲取被檢測對象的相關信息，如缺陷、裂紋、損傷、幾何形狀、力學性能等。在無損探傷行業中具有很多的應用。

2.1 超聲相控陣檢測技術

超聲相控陣檢測技術是一種利用計算機控制的以晶片作為檢測元件的技術，探頭中的多晶片能夠通過激勵發出超聲波，這樣產生的超聲波可以方便地調整各項參數，以便于通過鏡面反射檢測管道的不同缺陷。

圖3 管道焊接接頭相控陣檢測效果

2.2 全聚焦相控陣檢測技術

全聚焦相控陣檢測技術也是利用超聲相控陣探頭發射和采集超聲信號，但是，在數據采集過程中，會對對信號逐個進行聚焦計算和平均處理，得到質量更高的圖像。圖4右側為全聚焦相控陣檢測技術所得到的焊縫圖像，左側為普通相控陣檢測技術所得到的焊縫圖像，從兩張圖像的對比看出，全聚焦相控陣檢測技術具有更高的檢測精度，能夠一次形成全焊縫圖像，獲得的圖像畸變更小，對焊縫缺陷的顯示更加精確，能夠清晰地看到缺陷所在位置與形狀大小，因此，在工業領域中獲得了更多的應用。

圖4 常規相控陣檢測與全聚焦相控陣檢測效果對比圖

2.3 超聲導波檢測

超聲導波檢測是利用低頻導波的傳播特性進行管道防腐層檢測的一項技術，采用低頻導波能一次覆蓋較長距離內的管道，檢測儀接收反射回來的低頻導波后對其進行分析，就能得出管道防腐層腐蝕情況。

圖5為超聲導波檢測的現場應用，低頻導波在長距離傳播時的衰減較小，是一種優秀的探測信號源，檢測設備簡單，不需要過多的輔助材料，只需將管道防腐層剝離很小的區域放置探頭即可。

圖5 超聲導波現場檢測照片

超聲導波檢測主要應用于壓力管道的檢測，能夠減少挖掘面積，降低人力物力的消耗，非常適合在復雜鋪設環境下使用，同時，還能對管道工程的建設提供幫助，在城市管道智能化與管道管理中發揮著不可替代的作用。

3 結語

為了提高壓力管道的運行效率，保障壓力管道的運行安全，降低管道檢測的成本，無損檢測得到了廣泛的應用，隨著技術與工藝的更新，無損檢測技術也在不斷提高，檢測精度更高，適用范圍更廣，檢測設備的適用性更好，為了適應不同材料與不同工況的要求，無損檢測技術發展出了多個分支，形成了完善的技術體系，因此，無損檢測技術的應用，要根據現場狀況、被檢測物的形狀與材料、缺陷的部位與形式等因素選擇合適的檢測方法，與此同時，無損檢測與破壞性檢測配合使用，才能滿足實際需要，全方位地為壓力管道安全運行服務。