化工壓力管道的破壞形式及無損檢測探究

羅云建 陳偉文

摘 要：隨著我國化工企業不斷發展，我國化工企業生產規模在不斷擴大，生產強度有很大提高，化工企業內壓力管道需要長時間保持高壓狀態運行，所以在使用一段時間后，會出現不同形式的破壞問題，從而導致壓力管道無法正常運行，如果不及時進行維護管理，甚至會引起嚴重的安全事故。因此，本文將對化工壓力管道的破壞形式及無損檢測方面進行深入地研究與分析，并提出一些合理的意見和措施，旨在進一步促進我國化工企業生產管理技術提高。

關鍵詞：化工生產;化工壓力管道;破壞形式;無損檢測;優化策略

化工壓力管道在其運行過程中，因為材質因素、工藝因素、安裝質量因素以及使用情況等多項因素，會使其遭到一定程度破壞。根據我國化工企業生產經驗來看，化工壓力管道的破壞形式主要有腐蝕性破壞、疲勞性破壞、沖刷磨損性破壞、脆性破壞以及蠕變性破壞五種形式，都會導致化工壓力管道無法正常運行，所以必須采用科學的檢測技術，對化工壓力管道的破壞情況進行檢測，從而根據檢測信息制定相應的維修管理策略，是保證化工壓力管道能夠正常運行的重要方式。

1化工壓力管道主要破壞形式分析

1.1腐蝕性破壞形式

腐蝕性破壞形式是指化工壓力管道主體在具有腐蝕性的物質作用下，導致其管道出現變薄或組織結構改變、機械性能降低等現象，進而會導致化工壓力管道承載能力不足，嚴重影響化工壓力管道使用安全性[1]。化工壓力管道腐蝕性破壞形式主要包括點腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕以及磨損腐蝕等。首先，點腐蝕是由于化工壓力管道內表面存在腐蝕程度較為強烈的腐蝕坑，主要出現在焊縫區域，同時具有一定的隱蔽性特征，可以采用超聲波檢測、射線檢測技術進行檢測。其次，縫隙腐蝕是因為在縫隙溶液的作用和滲透形成濃差電池而產生的腐蝕，主要發生在化工壓力管道焊縫的不連續處。晶間腐蝕主要發生在化工壓力管道的不銹鋼焊接區域，且具有較高的隱蔽性，不容易被察覺，需要采用滲透法或超聲波法對其金相進行檢驗才能夠識別。應力腐蝕是化工壓力管道在拉應力和腐蝕物質共同作用下而形成的一種腐蝕類型，主要發生在蒸汽管道、管道支路和氯化物含量較高的奧氏體不銹鋼焊縫區域，這種腐蝕類型會帶有較強烈的點腐蝕現象，且腐蝕表現不夠明顯，需要采用科學的無損檢測技術。磨損腐蝕是指腐蝕介質與金屬管體表面之間的相對運動引起的腐蝕加速現象，多出現在化工壓力管道的拐彎處、彎曲處，如果化工壓力管道的流體中固體顆粒較多，磨損腐蝕程度就會加劇。下圖為一種常見壓力管道腐蝕性破壞形式。

1.2疲勞性破壞形式

疲勞性破壞是指化工壓力管道在長期使用過程中而產生的一種破壞形式，一般表現為化工壓力管道斷裂。因為化工壓力管道的疲勞性破壞大多出現與局部應力較大的部位中，首先開展產生細微的裂紋，在裂紋達到一定長度超過材料所能承受的閾值時就會發生這段，所以疲勞性變形沒有明顯的變形現象[2]

1.3沖刷磨損性破壞形式

沖刷磨損性破壞形式的產生機理較為簡單，主要是化工壓力管道內流體介質長期對內部的沖刷作用，導致化工壓力管道內部不斷變薄，當管壁厚度變薄超過其能夠承受的范圍后，就會在沖刷部位形成沖刷磨損性破壞。沖刷磨損性破壞具有較為明顯的塑性變形現象，一般情況下斷口為撕裂狀態，整體平整性較差，會產生少量材料碎塊，檢測難度較低。

1.4脆性破壞形式

脆性破壞形式是指化工壓力管道在破裂前不會出現明顯的塑性變形現象，且在破裂時所承受的壓力低于化工壓力管道材質能夠承受的壓力極限值，甚至部分情況下會低于化工壓力管道材質的屈服極限值，其主要特征與脆性材料的破壞形式極為相似。圖2為壓力管道脆性斷裂。

1.5蠕變性破壞

蠕變性破壞發生主要是因為溫度和負荷作用，化工壓力管道隨著使用時間延長就會出現蠕變性破壞。蠕變性破壞一般發生在高溫條件下，在拉應力的長期作用下，會出現明顯的塑性變形，變形量受到化工壓力管道材質決定，但是化工壓力管道材質的金相組織不會發生明顯變化。蠕變性破壞檢測較為簡單，因為具有明顯的塑性變形現象。

2化工壓力管道破壞無損檢測方法分析

現階段，我國化工壓力管道無損檢測方法主要采用UT、RT、MT、ET、PT、TOFD、相控陣以及導波等多種不同檢測方法，檢測需要按照國家標準規定開展。首先，對于化工壓力管道的表現缺陷，每一采用MT、ET、UT以及PT方法進行檢測，能夠準確識別出化工壓力管道的表面破壞問題，其次，針對化工壓力管道的焊縫破壞，可以采用RT、MT以及PT檢測方法，RT檢測主要用于焊縫內部檢測，MT和PT主要用于焊縫表面破壞檢測[3]。

TOFD超聲波衍射時差法，是一種依靠壓力管道內部結構端點處得到顏色和能量進行檢測方法，在化工壓力管道檢測中具有廣泛地應用，能夠準確定位缺陷發生位置和缺陷程度。當前應用較為廣泛的為超聲相控陣技術，超聲相控陣是超聲探頭晶片的組合，通過發生超聲波波束對壓力管道內部進行掃描，根據得到的超聲波相控陣圖即可明確壓力管道的缺陷信息。導波檢測是化工壓力管道無損檢測中的一種新檢測技術，其技術原理為利用機械應力沿著壓力管道結構的傳播，根據對傳播過程的分析即可判斷缺陷情況，單一檢測位置可以超過數百米，綜合檢測效率較高。

結束語：

綜上所述，本文全面闡述多種化工壓力管道的破壞形式，并對其破壞特點和形成機理進行分析，最后分析多種不同無損檢測方法，希望能夠對我國化工企業發展起到一定的借鑒和幫助作用，提高化工壓力管道運行質量，保證其能夠正常生產，是促進我國化工企業發展的重要推動力。

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， 27（05）：169-172.

[2]袁浩. 石油化工用壓力管道的破壞形式及無損檢測的應用[J]. 中國石油和化工標準與質量， 2019，（009）：60-61.

[3]易清. 石油化工壓力管道的破壞形式和無損檢測[J]. 中國機械， 2019， 000（013）：83-84.