石油化工壓力管道射線無損檢測質量控制

胡開龍

（陜西升力科技能源服務有限公司，陜西 西咸新區 712000）

引言

對石化行業中的壓力管線進行質量檢驗是提高其使用質量的一項重要措施。壓力管線的功能主要體現在輸送各種石油產品的過程中，為了保證輸送的效率和質量，必須保證壓力控制本身的質量。但由于傳統的檢測技術對管線存在著一定的損耗，而且只能進行局部檢測，無法對整個壓力管線進行質量檢驗。在這種情況下，必須利用射線無損檢測技術，對壓力管線進行全面的檢查，減少管線質量問題，確保生產工作的安全性。

1 壓力管道的破壞形式

1.1 腐蝕破壞

腐蝕破壞是一種潛伏性和破壞性的腐蝕，它主要包括以下形式：一是均勻腐蝕，屬化學腐蝕，表現為法蘭、彎曲、三通和管壁薄；二是點蝕，是一種隱蔽的破壞性腐蝕現象，廣泛存在于焊接熱影響區；三是裂紋腐蝕，它是由裂紋溶液的滲透性和焊接故障或焊接不連續性中經常出現的干擾引起的；四是不銹鋼焊接管中常見的晶間腐蝕，但對金屬壁的顏色和厚度沒有明顯影響；五是應力腐蝕，是腐蝕性介質和拉伸應力作用下管道失效的一種形式，這在奧氏體不銹鋼管道和焊接的熱影響區很常見，值得注意的是，它比較隱蔽，具有破壞性；六是氫氣腐蝕，氫氣會滲入金屬而改變金屬的性質，通常發生在高強度不銹鋼和合金鋼管中[1]。

1.2 脆性破壞

脆性破壞是一種在較低的應力條件下出現并與其直接有關的斷裂形態，脆性斷裂通常沒有或只有微小的塑性變形，并且在瞬時出現，斷裂成碎片。通過對壓力管線材料韌性的研究，得出了脆性失效的原因。所以，在石油化工行業的高壓管線的設計與生產中，必須對其生產工藝進行嚴格的控制，同時也要注重對其材質的檢驗。

1.3 疲勞破壞

疲勞失效是指在受交流荷載作用下，管道不發生塑性變形而斷裂，其特征是：首先，在整個疲勞失效期間，管壁的總應力不變，截面始終處于彈性狀態，因而疲勞失效對管線的變形影響不大；其次，裂紋產生、擴展和斷裂部位的裂紋斷裂比較明顯；再次，裂紋擴展的紋路普遍可見；最后，從斷裂部位清楚的疲勞線可以判斷出裂紋在應力集中區域的裂紋源。

1.4 蠕變破壞

蠕變破壞是指在加載和溫度條件下，由長期的拉應力和高溫共同作用引起的蠕變破壞。因此，在設計、制造和使用過程中，必須對管道的蠕變失效進行預防和控制[2]。

2 壓力管道射線無損檢測質量控制的必要性及應用現狀

利用射線無損檢測技術對壓力管線進行檢測，既不會損壞管線，又不會對其結構和性能造成任何影響，從而使其在實際應用中顯示出良好的優越性。在采用射線無損檢測技術檢測壓力管線的過程中，必須強化對管線的質量管理，提高管線的工作性能。

石化企業的壓力管線在使用過程中，存在著許多安全隱患，嚴重影響了油氣輸送的效率和質量。為了解決上述問題，有關部門研制了各種壓力管線檢測技術，以期能提高壓力管線的工作質量，為各種生產作業提供有效的保障。目前主要的檢測技術有射線探測、超聲波探測、液相滲透探測等。其中射線探測技術在使用時不會對壓力管線的結構特性產生任何影響，因此得到了廣泛的應用。它的優點是能夠有效地采集管線內的所有參數，并將其顯示在屏幕上，為有關部門的壓力管理工作提供一個精確的參數，從而提高質量檢驗的準確性。除了以上優點，射線探測技術也有一些缺點，那就是在測量時會有一些放射性物質，這會對工人的健康造成危害。此外，射線探測過程中所產生的輻射效應難以迅速消除，而且對周圍居民的居住環境也有一定的影響。事實上，在壓力管線的無損檢測中，不僅需要對壓力管線進行質量檢測，而且還可以用于管線的維修與管理，為管線的具體管理工作提供精確的參數支撐，提高管線的工作性能。隨著壓力管線在石化行業的應用，其應用性得到了極大的提高，管線體系也越來越復雜，這必然給管線質量的檢驗帶來困難。因此，為了提高壓力管線的質量，防止各種安全事故的發生，需要采取有效的措施來消除安全隱患。

3 石油化工壓力管道射線無損檢測質量控制要點

3.1 射線檢測

射線探測是指利用光線穿透物質，并依據光線的衰減過程來判斷物體內部的缺陷，它分為X 射線探測和X 射線攝影技術。X 射線探測是指X 射線穿過物質時，通過對X 射線的吸收能力來判斷X 射線的存在與否，在沒有缺陷的地方，光線的強度低于有缺陷的地方。X 射線和伽馬射線在壓力管線的無損檢測中經常采用，其中的伽馬射線有Ir192 和Se75 兩類，在具體的檢測中，光源的選取會影響到射線探傷的靈敏度。一般情況下，底片的感光強度從高到低依次為X 光、Se75、Ir192。在特定的檢驗中，X 光是保證X 射線膠片在使用中的敏感度能夠達到實際使用的需要，并在檢驗中增加發現缺陷的幾率。然而，由于國內一些石油公司經常不考慮檢驗工作的時間，所以為了保證最后的X 光底片的敏感度能夠達到要求，一般都會強制使用X 光來進行相關的檢查，從而造成在特定的工作時間內無法完成相關檢查工作等問題。然而，如果沒有適當的選擇和限制，在特定的工作中，不管管道材料是什么，使用伽馬射線來檢查壓力管道，將使其攝影靈敏度無法滿足相關的標準。比如，在某石化一千萬噸煉油改造項目中，100×104t/a 的延燃焦爐和常壓精餾塔的Cr5Mo 管線焊縫對接接頭的檢測過程中，使用Ir192C 射線源進行相應的照相工作，造成了成像靈敏度達不到要求，產生了大量的裂紋和漏檢，使得檢測結果不能真實反映壓力管道的施工質量[2-3]。所以，在進行壓力管道的無損檢測時，應盡可能地使用X 射線源，尤其是Cr5Mo 等具有較大裂紋傾向的材料，不能使用Ir192C 射線源，如果有必要使用Ir192，則在實際操作中，要使用高靈敏度的薄膜，同時要改進檢測技術，提高檢測質量。

3.2 檢測材料的質量

根據目前國內壓力管線的使用狀況，發現其在應用中出現了許多質量問題。這主要是因為市場對于壓力管線的品質沒有進行嚴格的管理，使得市場上流通的壓力管線質量參差不齊，給采購工作造成了困難。為了確保高壓管線的質量得到嚴格的控制，必須從源頭著手，在市場上設定適當的準入門檻，并有效地控制壓力管線的材質。

3.3 壓力管道中焊接接頭的處理

在對壓力管線進行檢測時，焊縫是檢測中的一個關鍵環節，一旦出現質量問題，就會出現漏油、漏化工原料等問題。目前，壓力管線焊縫的檢測方法主要有硬度和表面檢驗兩種。然而，根據實踐，僅僅用這兩種方法很難發現壓力管線中的某些焊接質量問題。對于焊縫密度高的地區，應首先對不符合要求的焊縫進行修補。應留意，若有焊點在多次返修后仍有問題，則應考慮將焊縫切掉，再進行焊接。

3.4 聘請持有無損檢測的合格證明的壓力管道的檢測人員

在采用非破壞性檢測技術對壓力管線進行質量檢驗時，應由具有NDT 認證的壓力管線檢驗人員進行檢驗，并保證其有效期。在選擇測試單元時，應選擇具備UT、PT4、MT 等特殊測試能量的測試單元。除此之外，在進行壓力管線的質量檢測之前，還需要對隨行的檢驗員進行專門的訓練，比如請專業的測試人員在指定的地方進行詳細的工作，或者是帶著測試人員到現場進行檢查，之后可以讓測試人員在最短的時間內，了解到壓力管線的缺陷。

4 結語

石化壓力管線是一種輸送易燃、有毒、腐蝕性介質，工作壓力較大的管線，因而在實際應用中易產生腐蝕、開裂等缺陷。在這些問題中，很難檢測到細小缺陷，并且如果不能及時發現，將會不斷擴大，最終威脅到管道的正常工作。射線檢測和超聲波檢測是用于壓力管線焊縫的內部缺陷檢測，磁粉檢測、渦流檢測、滲流檢測是檢測壓力管線焊縫(近端)表面缺陷的檢測，因此，要加強對檢測人員的培訓，避免因人為原因而影響檢測效果。