無損檢測技術在石油化工建設工程的應用

田忠良

摘 要：在石油化工建設工程中，對工程建筑全過程和特種設備進行無損檢測，不僅能幫助工作人員及時發現工程存在的安全隱患，還可以幫助檢測人員以最快的速度探測、定位、評定工程缺陷，保障石油化工建設工程順利、安全、高效進行。基于此，探討無損檢測技術，分析無損檢測技術在石油化工建設工程的優勢，研究無損檢測技術在石油化工建設工程中的應用措施。

關鍵詞：無損檢測技術；石油化工；建設工程；應用研究

中圖分類號：TE65? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2024）02-0094-03

0引言

石油化工建設工程包括管道設計、規劃和建設等諸多工作。管道作為油氣資源輸送的載體和通道，其安全性和穩定性直接決定工程整體建設質量和后續工作成效。管道內部或外部存在問題可能會影響輸送效率、輸送質量，甚至導致在未來使用階段的安全問題。因此，壓力管道、容器等設備的質量檢測至關重要。無損技術不破壞設備的整體結構，應用于管道質量檢測工作，能夠幫助工作人員及時發現、精準定位、全面預測設備故障、安全隱患等，提高工程建設階段和設備使用階段的安全性和穩定性。

1無損檢測技術概述

無損檢測技術是在不損壞被檢測對象內外部結構和性能的條件下，借助檢測設備和現代檢測技術，檢測設備外部、內部，探測、確定、分析、明確設備存在的缺陷等問題，精確到缺陷大小、形狀、程度、位置、數量等信息[1]。

無損檢測技術的原理是根據缺陷與正常情況所產生的聲音、電波、光熱現象的差異，借助現代設備分析參數差異，定位缺陷位置、明確缺陷實際情況。以聲波無損檢測技術為例，雷達等聲波被發射到設備表面，如設備表面光滑、不存在缺陷，則回聲頻率相同；如設備表面存在缺陷凹凸不平，則回聲波頻率不同。檢測人員可以根據回聲頻率明確設備表面是否存在缺陷（這也適用于設備內部檢測）。

無損檢測技術具有無損、全面、完整的檢測特點，不僅可以檢測破壞性檢測技術能夠檢測的設備，還能檢測破壞性檢測技術不能檢測的設備。在使用期間的設備也可以進行全面檢測。無損檢測技術的適用范圍包括設備表面缺陷、狀態、內腔、裝配和過量檢測。

2無損檢測技術在石油化工建設工程的優勢分析

無損檢測技術具有無損性、互容性、嚴格性、動態性和檢驗結果的分歧性等功能優勢。將該技術應用于石油化工建設工程中，能凸顯其優勢，在保證工程建設的安全、順利施工和穩定運行方面具有重要意義。它能輔助工作人員及時發現、全面掌握工程建設環節存在的安全隱患、故障點，評估設備質量和使用壽命。

2.1 檢測全面化、安全性，可靠性高

工作人員使用相關儀器設備，向檢測對象發射射線、超聲波、紅外線、電磁，根據回收的射線、超聲波、電磁等，檢測對象是否存在缺陷[2]。

無損檢測技術不需要工作人員拆解設備，射線、聲波等可以對設備進行全面覆蓋，通過簡單的技術手段、實現對石油化工設備和工程的全面檢測覆蓋。檢測具有全面性和安全性的優勢，與人工檢測技術相比，無損檢測技術更加準確、可靠。該檢測技術的應用可以確保設備性能良好，并降低設備運行和工程建設的安全隱患。

以基于X射線為原理的無損檢測技術在石油化工管道焊接中的應用為例，X射線能穿透金屬材料，根據不同材料對射線的吸收與散射能力，獲得不同的感光膠片，并在底片上形成黑度不同的影像，使人們清晰地看到石油壓力管道內部存在的缺陷。如果金屬管道內腔表面光滑平穩，檢驗所得的底片影像黑度相同；如果管道內腔凹凸不平，存在多余物或凹陷，底片影像深度不同。射線源、射線膠片、增感屏、線型像質計是采用X射線對石油管道進行無損檢測所需要的主要設備[3]。

傳統的破壞性檢測技術受到人為因素的影響較大，容易出現檢測結果不準確、不全面的問題。而無損檢測技術借助現代技術與設備，能很好地解決這一問題，輔助工作人員獲得準確的檢測結果。

在檢測介質的幫助下，工作人員在不影響石油管道功能、性能和整體結構的情況下，可對石油管道進行全面、安全檢測，并獲得更為準確的檢測結果。這有助于工作人員改進工程方案，預測未來使用情況，并制定方案，時刻為運行過程中解決問題做好準備工作。

2.2 檢測高效且經濟性好

借助快速傳播的檢測介質和現代技術為核心的檢測設備，工作人員可以加快完成對石油設備、建設工程的質量和缺陷檢測任務，具有高效率優勢。與傳統破壞性檢測技術相比，無損檢測技術的應用能保證設備功能和結構的完整性，不影響設備的正常運行，不僅能節約人工成本，還不中斷工作，降低成本并保證業務持續穩定運行，增加石油化工企業的經濟效益。

例如，超聲波檢測技術的應用，僅需工作人員使用聲波發射和回收設備，向石油管道、容載設備發射超聲波即可。與傳統的設備拆解檢測方法相比，不僅節約了大量的時間，提高檢測效率，還能節省人力資源，大大節約了時間和人工成本。

3無損檢測技術在石油化工建設工程中的應用

在現代技術快速發展和廣泛應用的背景下，用于石油化工建設工程質量檢測和故障識別的無損檢測技術水平逐漸提高，工作人員可使用相關設備和檢測介質，實現對設備和工程全覆蓋式、全過程化的質量檢測。

3.1 石油化工工程中最常用的無損檢測技術

磁粉檢測、射線檢測、超聲波檢測和滲透檢測是最主要的無損檢測技術，在石油化工領域得到廣泛應用。

3.1.1磁粉檢測技術

磁粉檢測技術以磁粉作為主要檢測材料，檢測對象為金屬鐵，應用于鐵質金屬設備的檢測。基于磁粉聚集的原理，檢測人員檢測和判斷金屬材料表面、近表面存在的缺陷，明確缺陷位置、大小、程度以及被磁化情況[4]。

工作人員對檢測的石油化工設備進行磁化處理，使其形成漏磁場，將磁粉作為材料和傳感器，根據磁粉形成的不連續磁痕，清晰呈現檢測對象表面和近表面缺陷的具體位置、尺寸、形狀、程度。磁粉與漏磁場相互作用形成磁痕，這就是該技術的工作原理。

3.1.2射線檢測技術

以X射線或γ射線為檢測介質的檢測技術統稱為射線檢測技術。該技術采用向石油化工設備發射射線，根據材料對射線的吸收和損耗程度判斷設備是否存在缺陷。

射線具有穿透性的特點，能穿透各類材料表面，對其內部進行深度探索。在石油化工設備內腔檢測中應用該技術，可以通過射線在正常和缺陷部位形成影像，明確展示內部缺陷的位置、大小和形狀。

3.1.3超聲檢測技術

超聲脈沖反射法根據聲阻抗介質相差引起的反射的原理，將探頭當作接收設備、發射設備，使用探傷儀，在熒光屏上將反射的信號顯現出來。然后，工作人員根據基軸上的位置，依據聲波定位缺陷位置和情況。

透射法是超聲檢測技術的一種主要方法，要求人員在石油化工設備中將發射探頭和接收探頭放置相應位置，根據接收探頭獲取的聲波信號，判斷設備內部是否存在缺陷以及缺陷程度。如果設備中存在小缺陷，聲波在傳播的過程中會被缺陷阻擋，接收探頭獲得的信號微弱；如果設備存在較大缺陷，聲波被缺陷部位完全阻擋，接收探頭無法獲得聲波信號；如果設備內部不存在缺陷，接收探頭獲得的聲波信號較強。工作人員根據接收探頭獲得的聲波信號的強弱，來判斷設備質量和缺陷程度。

超聲共振檢測技術以共振法為原理，超聲波在石油化工設備檢測中的傳播，頻率調整和波長發生變化，工作人員根據監測的共振次數、頻率和相關參數，可計算設備的實際厚度，并了解設備厚度不均勻的問題。

3.1.4滲透檢測技術

設備和裝置的質量均會隨著使用時間的增加而降低，導致出現各類質量問題。其中表面裂縫或缺陷是質量問題的主要類別。無損檢測技術中的滲透檢測方法針對這一情況量身定制，工作人員可將滲透液從設備表面存在的缺陷位置滲入設備表面，在滲透液的作用下，檢測表面裂紋和氣孔缺陷。

該技術適用于檢測各種材料的固定設備。但其僅可檢測設備表面缺陷，且需要在設備表面存在缺陷切口的情況下采用，具有檢測范圍的局限性。

3.2 無損檢測技術在石油化工建設中的應用

石油化工行業各項工作安全、有序、平穩開展，需要高質量的設備保障。在石油化工建設工程中，工作人員要重點關注設備、裝置和工程質量，以便及時發現和解決存在的問題，提高工程建設水平，為后續工作的開展創造良好的設備條件。

無損檢測技術在石油化工建設工程中的應用，廣泛應用于設備材料、設備施工及使用、特種設備等領域，可以幫助工作人員通過技術手段定位缺陷點和判斷缺陷點大小。

3.2.1對設備材料的無損檢測

工作人員需要明確建設工程的檢測重點，制定檢測工作方案，并明確其在工程建設各環節的檢測責任。石油運輸管道作為石油化工工程的重要材料，是工程的檢測重點，工作人員應依據標準，對壓力設計為≥10 MPa的管道構件進行表面積檢測，并對輸送危害介質的管道進行無損檢測，明確運輸管道存在的缺陷或問題。

石油化工企業擁有存儲罐等大型設備，工作人員可使用磁粉檢測技術檢測存儲罐表面是否存在裂縫等缺陷，運用射線或超聲技術檢測罐內壁是否存在缺陷或厚薄不均的問題。例如，使用超聲技術檢測鍛件、高強度螺栓等可能存在的裂紋缺陷。

3.2.2對設備施工和運行狀況的無損檢測

無損檢測技術能實現對設備的全面、全過程檢測，能對處于運行狀態的設備進行高效檢測，輔助設備管理人員動態監測、及時了解設備使用、老化情況。石油存儲罐或運輸管道可能因為焊接不當出現漏油的問題，這不僅存在較大的安全隱患問題，還直接導致油氣能源的浪費。隨著石油化工企業生產經營活動的發展，油罐、油管易受到腐蝕和摩擦，容易產生缺陷問題，隨著使用時間的增加，缺陷問題日益嚴重。

對處于使用狀態的設備和裝置進行動態檢測，是石油化工企業預防問題、確保工作有序開展的重要舉措。設備管理人員可根據以往工作經驗和生產運行工作原理、特點等基本信息，明確設備檢測的關鍵部位，容易磨損的部位，對其進行檢測。

在管道的連接和焊接部位，工作人員使用焊接技術將分離的管道連接在一起，但管道本身存在裂縫，這是管道在后續使用環節的薄弱環節，極容易發生故障部位，導致油氣泄漏，對土壤環境帶來嚴重危害。

因此，在設備使用期間，管理人員應定期對關鍵部位進行無損檢測，對焊接部位的表面和內部結構，選擇相應檢測技術，及時發現設備缺陷。

3.2.3對特種設備的無損檢測

石油化工工程的特種設備主要包括承壓類和機電類兩大類，如鍋爐、壓力容器、起重機械等，其均被列為石油化工企業的特種設備。特種設備的質量和運行水平直接影響企業的整體運行情況，無損檢測技術也在特種設備檢測中得到全面推廣。

以最常用的激光全息檢測技術為例，該技術對特種設備施以相同的外界作用力，讓其發生形變；對已經形變的設備進行全息檢測，記錄不同形變情況，對比二者存在的關系和參數，進行分析和研究，判斷設備內部是否存在缺陷。

4結束語

石油化工行業在我國產業結構中占據主導地位，與生產和日常生活密切相關。設備裝置是石油化工工業有序發展的重要載體，設備質量直接影響其效益獲取能力。因此，石油化工企業要積極采用現代設備和技術，對設備和材料進行全面、動態檢測，及時發現設備缺陷故障，并及時處理。

石油化工從業人員要積極運用無損檢測技術，在明確各種無損檢測技術工作原理、檢測對象和范圍的基礎上，根據實際檢測需求，采用相應的技術對設備缺陷進行全面、全過程、無損檢測。

參考文獻

[1] 崔鴻，王博懷.無損檢測技術在石油化工建設工程的應用[J].設備管理與維修，2022（14）：151-153.

[2] 孫宏偉.石油化工特種設備檢驗中無損檢驗技術的應用[J].化工管理，2020（9）：159-160.

[3] 李敬文，劉輝，侯嫚丹.石油化工特種設備檢驗中無損檢驗技術的應用[J].科學技術創新，2018（24）：173-174.

[4] 王斌，羅迎娣.無損檢測在石油化工工程質量監督中的應用[J].河南化工，2017，34（8）：48-49.