漏磁與超聲組合檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)管道中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

劉紅妤

(貴州省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院，貴陽(yáng) 550014)

0 引 言

工業(yè)管道對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義，工業(yè)管道可以有效的運(yùn)輸液體、氣體等，其廣泛存在于城市的管網(wǎng)以及煉油廠(chǎng)等領(lǐng)域。工業(yè)管道部分屬于工業(yè)壓力管道，是我國(guó)常用的設(shè)備之一。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前的工業(yè)管道總長(zhǎng)度超過(guò)30萬(wàn)公里，且大多數(shù)工業(yè)管道運(yùn)輸?shù)慕橘|(zhì)多為高溫、高壓且易燃、易爆等特性的液體、氣體。因此，工業(yè)管道在運(yùn)行過(guò)程中，很容易受到相關(guān)的壓力沖刷，使管道壁變薄，出現(xiàn)管道事故。為了有效保障管道的安全運(yùn)行，需要明確規(guī)定管道的安全檢測(cè)，以便管道可以實(shí)現(xiàn)有效的制造管理。并就檢測(cè)的整體原因，完成設(shè)備的合理運(yùn)作，降低維護(hù)設(shè)備的盲目性。保障人力、物力的節(jié)省，對(duì)工業(yè)管道開(kāi)展相關(guān)的檢測(cè)以及安全評(píng)價(jià)，可以快速的根據(jù)檢測(cè)技術(shù)完成有效的研究。

1 工業(yè)管道漏磁檢測(cè)與超聲波檢測(cè)的原理

目前我國(guó)針對(duì)于工業(yè)管道的檢測(cè)技術(shù)，主要包含了無(wú)損檢測(cè)以及聲學(xué)檢測(cè)、射線(xiàn)檢測(cè)等，這些檢測(cè)方式雖然可以在一定程度上提升管道的檢測(cè)力度，并針對(duì)問(wèn)題能夠完成有效反饋，但無(wú)法滿(mǎn)足內(nèi)部缺陷的大面積檢測(cè)需求[1]。因此，通過(guò)漏磁檢測(cè)以及超聲組合檢測(cè)，可以完成合理的檢測(cè)機(jī)制。漏磁檢測(cè)以及超聲波檢測(cè)可以對(duì)管道內(nèi)部缺陷完成處理，借助漏磁場(chǎng)，顯示其缺陷的具體大小、位置等深度，并就相關(guān)參數(shù)形成檢測(cè)報(bào)告[2]。

(1)漏磁檢測(cè)

漏磁檢測(cè)原理可以利用磁性原材料進(jìn)行檢測(cè)，其磁性原材料被磁場(chǎng)深度磁化時(shí)，其檢測(cè)材料中如出現(xiàn)一定缺陷，將會(huì)在缺陷部位出現(xiàn)大面積的磁場(chǎng)突變。并與空氣磁導(dǎo)率出現(xiàn)一定差異，導(dǎo)致部分磁場(chǎng)圍繞缺陷部位，并從介質(zhì)穿過(guò)，導(dǎo)致磁場(chǎng)發(fā)生畸變。通過(guò)相關(guān)傳感器的監(jiān)測(cè)，可以將整個(gè)磁場(chǎng)的變化情況通過(guò)電信號(hào)轉(zhuǎn)換進(jìn)行有效記錄，并作為缺陷定位以及定量的合理依據(jù)。在檢測(cè)過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)面積，可以設(shè)定以下公式：

B1=Bo(u1/u0)

式中，“u1”可劃分為空氣相對(duì)磁導(dǎo)率，而“u2”則為磁性材料的相對(duì)磁導(dǎo)率。當(dāng)二者出現(xiàn)磁化飽和時(shí)，其磁導(dǎo)力將小于空氣磁導(dǎo)率。當(dāng)材料內(nèi)部的磁通量密度變大時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致部分磁力線(xiàn)溢出，穿過(guò)缺陷部位，形成漏磁場(chǎng)。

(2)超聲厚測(cè)

在超聲檢測(cè)過(guò)程中，搭載漏磁技術(shù)，可以使超聲波通過(guò)被檢測(cè)物體的反射角度，以分析材料的相關(guān)界面。當(dāng)脈沖被一定程度反射時(shí)，通過(guò)精確測(cè)量，可以使材料在傳播時(shí)確定整個(gè)材料的傳輸厚度。在一定速度內(nèi)，根據(jù)各材料完成配比，形成原理測(cè)量，保障測(cè)量檢測(cè)技術(shù)的合理使用[3]。

2 漏磁技術(shù)以及超聲波組合檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用方式以及特點(diǎn)

在漏磁檢測(cè)中，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)管道的缺陷位置進(jìn)行判斷，并提出必要的報(bào)警機(jī)制，減少人為因素的影響。因此，漏磁檢測(cè)技術(shù)具備極高的可靠性。漏磁檢測(cè)技術(shù)不僅可以根據(jù)管道表面以及其近表面的缺陷，同時(shí)也可以從外部檢測(cè)機(jī)制分析管道內(nèi)部的腐蝕性以及缺陷。檢測(cè)出的缺陷信號(hào)與檢測(cè)出的缺陷形狀具有對(duì)應(yīng)聯(lián)系，以實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷部位的量化。該技術(shù)無(wú)需對(duì)管道表面進(jìn)行打磨處理，因此適用于管道的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，可以節(jié)約資金，避免非計(jì)劃對(duì)工業(yè)領(lǐng)域所造成的不良影響。超聲波厚測(cè)最大優(yōu)點(diǎn)可以保障其測(cè)量精度以及測(cè)量范圍，且在測(cè)量過(guò)程中，可以對(duì)管道表面提出更高要求，以在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)增加測(cè)量次數(shù)，提升測(cè)量的整體精準(zhǔn)。針對(duì)于定位壁厚的特點(diǎn)，測(cè)量出管道的剩余偏好，以便進(jìn)一步對(duì)管道的安全等級(jí)做出合理判斷，形成明確的處理機(jī)制。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，在檢測(cè)時(shí)，首先使用漏磁對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)漏磁檢測(cè)過(guò)程中管道報(bào)警位置進(jìn)行標(biāo)記，使管道初步情況能夠完成有效的確定。使用超聲波測(cè)厚儀，對(duì)報(bào)警部位進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量，以保證管線(xiàn)的運(yùn)行情況。同時(shí)，通過(guò)漏磁以及超聲波檢測(cè)技術(shù)，可以初步量化整體的缺陷范圍，以便做到精準(zhǔn)衡量，避免了超聲測(cè)后缺陷的盲目性，全面加快檢測(cè)速度。此外，超聲測(cè)厚也可以進(jìn)行二次檢測(cè)，有效排除了檢測(cè)漏磁時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤報(bào)警，提升檢測(cè)的整體有效性。因此，針對(duì)漏磁超聲檢測(cè)技術(shù)，其自身結(jié)合了二者的快速以及準(zhǔn)確性的優(yōu)勢(shì)，為工業(yè)管道的測(cè)量提供了全新的發(fā)展思路，以保障在管道測(cè)量中具有更高的推廣含義以及現(xiàn)實(shí)意義[4-6]。

此外，針對(duì)于漏磁檢測(cè)技術(shù)。在檢測(cè)過(guò)程中，可以利用相關(guān)的儀器對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。例如，在針對(duì)管道檢測(cè)中，美國(guó)管道服務(wù)公司Tuboscope便研制出了世界第一臺(tái)漏磁檢測(cè)儀器。可以在檢測(cè)時(shí)，對(duì)管道腐蝕現(xiàn)象進(jìn)行有效的檢測(cè)，提升檢測(cè)率。通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在檢測(cè)過(guò)程中，可以對(duì)整體的檢測(cè)準(zhǔn)確性提升80%以上。在檢測(cè)時(shí)，通過(guò)相關(guān)的檢測(cè)儀器，可以對(duì)管道的內(nèi)部以及外部進(jìn)行有效的測(cè)量，以避免出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題。結(jié)合相關(guān)的超聲波檢測(cè)模式，在無(wú)相關(guān)設(shè)備的情況下，對(duì)油管線(xiàn)以及其他管道進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。我國(guó)目前檢測(cè)儀器起步較晚，其生產(chǎn)的種類(lèi)以及數(shù)量較少。因此，我國(guó)主要依托于漏磁技術(shù)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)。我國(guó)經(jīng)過(guò)后續(xù)發(fā)展，在檢測(cè)儀器使用中，以廈門(mén)愛(ài)德森公司、安徽環(huán)保檢測(cè)科技公司所生產(chǎn)的漏磁檢測(cè)儀為主。而在超聲組合檢測(cè)中，也可借助相關(guān)儀器，二者結(jié)合計(jì)算機(jī)的處理特性進(jìn)行有效的掃描。在集中掃描分析過(guò)程中，通過(guò)該儀器，可以成功進(jìn)行120 km的工業(yè)性檢測(cè)，打破了我國(guó)目前所出現(xiàn)的檢測(cè)缺陷，避免了檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的相關(guān)漏洞。打破了國(guó)外檢測(cè)領(lǐng)域的壟斷機(jī)制，使我國(guó)具備自主的檢測(cè)技術(shù)。針對(duì)于大口徑且復(fù)雜的管道，我國(guó)可以提供集中的處理，使整個(gè)管道檢測(cè)可以針對(duì)使用特性，生成不同的檢測(cè)機(jī)制，完成系統(tǒng)化分析[7]。

3 漏磁檢測(cè)與超聲組合檢測(cè)的案例分析

3.1 案例1

漏磁與超聲組合技術(shù)可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行大量應(yīng)用，經(jīng)過(guò)相關(guān)的實(shí)際論證，其檢測(cè)效果良好且缺陷檢測(cè)率較高。可以完成在線(xiàn)檢測(cè)的機(jī)制，以形成完善的檢驗(yàn)流程。就相關(guān)數(shù)據(jù)認(rèn)證，在檢測(cè)過(guò)程中，其對(duì)于5英寸以上的管道可以起到良好的實(shí)際檢測(cè)意義。在案例應(yīng)用中，通過(guò)案例分析，可以對(duì)某車(chē)站管線(xiàn)進(jìn)行分析。某車(chē)站管線(xiàn)為529 mm×7 mm，利用漏磁技術(shù)以及超聲檢測(cè)，僅幾天時(shí)間便進(jìn)行了100%漏磁以及缺陷位置的側(cè)漏。經(jīng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)共計(jì)58個(gè)缺陷點(diǎn)，其中出現(xiàn)缺陷點(diǎn)最薄部位已達(dá)至2.7 mm。如不有效處理，將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕漏洞，因此管道漏磁與超聲組合技術(shù)可以形成有效的測(cè)量[8]。

3.2 案例2

在案例2中，其針對(duì)某油田進(jìn)行分析，某油田的管道為426 mm×7 mm。在管道使用時(shí)，其由原輸氣管道改造后進(jìn)行使用。因此，管道采用了X52螺旋埋弧焊鋼管。在壓力設(shè)計(jì)中，將其設(shè)計(jì)為5.7 MPa。但在管線(xiàn)投入運(yùn)行不久后，在使用中便發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)了嚴(yán)重的側(cè)漏問(wèn)題。在相關(guān)單位的處理過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)問(wèn)題的開(kāi)發(fā)管道共計(jì)70處，檢測(cè)點(diǎn)151處。在檢測(cè)過(guò)程中，主要采用的漏磁以及超聲組合檢測(cè)方法，發(fā)現(xiàn)缺陷為6 mm以下的漏磁點(diǎn)為438個(gè)，3.5 mm以下的漏磁點(diǎn)為41個(gè)，3 mm以下的漏磁點(diǎn)為9個(gè)。因此，對(duì)后續(xù)檢測(cè)速率提升造成了一定影響。針對(duì)于檢測(cè)速率，可以提升檢測(cè)檢出率，為管道的后續(xù)安全運(yùn)行提供有力的保障。

因此，可以得知漏磁檢測(cè)技術(shù)以及超聲組合技術(shù)對(duì)檢測(cè)環(huán)境要求不高。在檢測(cè)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)有效的快速應(yīng)用，完成在線(xiàn)以及自動(dòng)化檢測(cè)模式。檢測(cè)水準(zhǔn)可以根據(jù)管線(xiàn)的應(yīng)用以及工作人員的檢測(cè)技術(shù)，完成初步量化。在漏磁檢測(cè)技術(shù)分析中，漏磁檢測(cè)以及超聲檢測(cè)安全無(wú)害，對(duì)人體友好。在漏磁檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用中，其雖然具有一定優(yōu)勢(shì)，但也存在相關(guān)弊端。在檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)漏磁檢測(cè)以及超聲信號(hào)檢測(cè)較為簡(jiǎn)單，且檢測(cè)效果受管道以及埋藏深度、方向、尺寸等影響，在檢測(cè)前需要明確相關(guān)條件，否則將會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)流程出現(xiàn)一定的缺點(diǎn)。此外，也需要根據(jù)檢測(cè)的整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)以及其他磁化物質(zhì)進(jìn)行分析，以避免檢測(cè)設(shè)備受到磁化。因此，針對(duì)漏磁檢測(cè)以及超聲檢測(cè)，需要在后續(xù)改良中針對(duì)出現(xiàn)的難題進(jìn)行有效的處理，避免檢測(cè)缺乏技術(shù)支持，使整體的檢測(cè)機(jī)制出現(xiàn)缺陷，導(dǎo)致管道漏磁等問(wèn)題[9]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在工業(yè)管道檢測(cè)中，漏磁與超聲檢測(cè)技術(shù)可以完成以下三點(diǎn)特性：

其一，通過(guò)漏磁與超聲組合檢測(cè)技術(shù)，借助漏磁與超聲檢測(cè)技術(shù)的特性以及有效性，可以對(duì)磁性工業(yè)管道的厚度范圍以及腐蝕范圍進(jìn)行有效測(cè)量，并正確評(píng)估管道的整體安全性能，亦為管道的科學(xué)管理提出有效的依據(jù)，使管道能夠形成合理且有效的運(yùn)行機(jī)制；

其二，漏磁與超聲檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)速度極快，且缺陷檢測(cè)程度較高。可以全方面減少管道檢測(cè)出現(xiàn)的盲目性，同時(shí)也可以避免漏檢現(xiàn)象，節(jié)約資金。同時(shí)，又不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，具備充足的使用特性，可以完成社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益的轉(zhuǎn)化；

其三，漏磁檢測(cè)技術(shù)以及超聲檢測(cè)技術(shù)可以形成無(wú)損檢測(cè)，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的影響極小，可以豐富管道在線(xiàn)檢測(cè)的方式、方法，具有極高的應(yīng)用價(jià)值以及相關(guān)含義。

此外，還需要考慮到能耗問(wèn)題。例如儀器的消解液價(jià)格昂貴，試劑用量大，考慮成本太大一般都自己配制消解液。本儀器使用消解液的加入量總體積保持在5 ml，大于或小于此體積對(duì)測(cè)定結(jié)果影響較大。

(1)消解管在比色測(cè)定時(shí)是有方向性的，注意不要放錯(cuò)方向。

(2)為提高測(cè)試樣品的準(zhǔn)確度與精密度，取樣之前一定要將樣品充分混勻。

(3)空白管對(duì)測(cè)試結(jié)果影響較大。測(cè)試中選用兩支空白消解管同樣品一道進(jìn)行消解，消解完畢待溫度降至100 ℃左右混勻，冷卻后在比色之前一定要將空白管和樣品管壁擦凈，因?yàn)樵诒壬珪r(shí)儀器所顯示的濃度值是直接扣除空白值的濃度值，空白值的誤差大小直接關(guān)系到樣品測(cè)定的準(zhǔn)確性。