压力管道无损检测技术及应用

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷第7期   作者:赵文君
[导读] 压力管道的工作环境较为恶劣,管道内部长期处于高温、高压状态,传输的物质多为易燃、易爆、有毒、
        赵文君
        咸阳市特种设备检验所  712000
        
        摘要:压力管道的工作环境较为恶劣,管道内部长期处于高温、高压状态,传输的物质多为易燃、易爆、有毒、腐蚀性物质。导致压力管道一旦发生安全事故,就会造成较严重的后果。无损检测能够发现压力管道的冶金缺陷、焊接缺陷、金属组织损伤等潜在安全隐患,为压力管道缺陷的评级提供依据,以便于验收人员对压力管道的安全情况与使用寿命进行判断。基于此,本篇文章对压力管道无损检测技术及应用进行研究,以供参考。
        关键词:压力管道;无损检测;技术及应用
        引言
        压力管道的实际运行环境较为恶劣,包括高温、高压、毒害物质等,造成压力管道形成缺陷的影响因素也较多,包括压力管道的材质、工艺、焊接和安装等环节,都可能会造成压力管道的管壁过薄、裂纹、腐蚀等,使压力管道无法达到安全生产的运行需求。所以,必须加强对压力管道缺陷原因和无损检测的分析探讨,使压力管道能够得到更好的质量保障,也使化工行业的安全生产能够得到更好的质量保障。
1无损检测技术概述
        无损检测技术是一种在不损坏被检测对象使用性能及结构特征的前提下,借助声、光、电、磁等介质对被检测对象中是否存在结构缺陷或者材质不均匀等问题进行检测,并将缺陷的大小位置等信息进行判定显示的检测技术。无损检测技术的使用并不会对被检测对象造成任何结构上的损伤,同时也为结构缺陷的全面查找提供了一种全新的方式。除此之外,无损检测技术还可以应用于产品生产质量的监控工作中,能够有效防止因为产品生产质量不过关而引发的不利后果。目前,无损检测技术可以分为常规和非常规两类,其在诸多行业中都有着十分广泛的应用。
2压力管道无损检测方法
        2.1压力管道磁粉检测(MT)
        对于铁磁性材料的表面缺陷以及近表面缺陷问题可以采用磁粉检测方法,主要在于磁粉检测存在较高的灵敏度优势,对于长度在0.1mm左右和宽度在微米级别的裂纹做到准确检测,并且检测方法较为简单,对于压力管道中存在的缺陷位置、形状、大小等情况也能够更加直观地掌握,达到理想的检测效果。但是,并不适用于几何结构复杂的工件检测,对于奥氏体不锈钢的非磁性金属材料也无法应用。
        2.2声学检测新技术
        超声波检测技术是利用超声波的穿透性对材料内部结构进行检测的一项技术,超声波穿透材料后受到材料内部组织的影响,会发生相应的改变,检测返回超声波信号能够获取被检测对象的相关信息,如缺陷、裂纹、损伤、几何形状、力学性能等。在无损探伤行业中具有很多的应用。(1)超声相控阵检测技术。超声相控阵检测技术是一种利用计算机控制的以晶片作为检测元件的技术,探头中的多晶片能够通过激励发出超声波,这样产生的超声波可以方便地调整各项参数,以便于通过镜面反射检测管道的不同缺陷。(2)全聚焦相控阵检测技术。全聚焦相控阵检测技术也是利用超声相控阵探头发射和采集超声信号,但是,在数据采集过程中,会对对信号逐个进行聚焦计算和平均处理,得到质量更高的图像。


        2.3压力管道渗透检测(PT)
        对于表面开口缺陷问题的检测也可以采用渗透检测方法,且渗透检测方法对于材质没有限制性要求,只是对表面多孔的构件无法应用,所以,能在更多的压力管道无损检测中应用。在进行检测时,通常采用IIC-d型喷灌渗透检测剂,不会受到水电等资源的影响,检测的便利性较高。
        2.4射线检测
        射线检测在国内外应用最为普遍,有底片作为记录,对缺陷形状反映直观,能够对缺陷进行定性,但缺陷在壁厚方向所处的位置难以判断,不能实现缺陷的定量,且对于厚壁管道曝光时间长、效率低。传统射线检测(RT)一般使用X射线周向曝光机,透过工件的射线使胶片感光,但胶片清洗和处理需要较长的时间,影响管道施工的进度,检测成本高,检测图像不能动态可调,且胶片的存储条件要求严格,为数据的筛选及排查带来了较大困难。因此,X射线数字化成像技术近年来发展迅速,在检测信息量、图像灰度等级、远程传送等方面较常规射线检测存在明显优势。CR利用IP板作为X射线检测装置,生成图像环节较DR增多,且图像分辨率和缺陷检出率低于DR,因此重点研究RT和DR技术。在管道环焊缝DR检测方面,目前国内外都研发出了专用的X射线实时成像检测装置,提高了检测效率,X射线实时成像在国外应用比较成熟,但因该系统价格昂贵,一次成本高,国内应用经验还不成熟,以及技术标准不全面等原因,限制了其在国内的普及和使用。
        2.5涡流无损检测技术
        在压力管道中会出现一种独有的远场涡流现象,这是一种可以穿透管壁的低频率涡流,以此为基础诞生的远场涡流无损检测技术,探测设施主要由和管道同轴的激励和检测螺线管线圈构成。一般情况下,当使用该设施进行检测时,检测线圈的位置通常位于距离激励线圈约两倍压力管道内部直径及以上的远场区域内。和常规的涡流检测技术相比,远场涡流无损检测技术极大地克服了趋肤效应。而且与其他性质的无损检测技术相比,远场涡流无损检测技术能够全面检测压力气管壁外表面上存在的缺陷,并且外界因素对其检测工作的影响程度较低。但是需要注意的是,该项无损检测技术信号较为微弱,检测速度和效率相对较低,这也正是该项技术发展速度缓慢的主要原因。
3提高压力管道无损检测技术的措施
        加强技术控制和管理。无损检测的作用也会受到技术人员操作的影响,所以,为了使无损检测技术得到更大程度的提高,也需要在技术控制和管理方面予以加强。包括针对无损检测的程序进行规章的制定,使无损检测能够依照规章制度的要求有序进行,避免在检测程序方面存在随意或混乱等问题。对于无损检测人员也要做好相关的培训工作,确保检测人员能够达到技术要求,避免由于检测人员能力问题造成检测准确率等方面的下降。在进行无损检测时,检测人员需要严格按照规章制度和技术标准进行检测,除此之外,还需要设置专门的监督管理人员,对具体的技术操作和质量进行监管,能够避免数据误差、违规操作、记录篡改等问题的发生。对于无损检测工作的整体情况也需要做好记录总结,便于在产生检测问题时的调用和分析,都能够起到提高无损检测的作用。
结束语
        为了提高压力管道的运行效率,保障压力管道的运行安全,降低管道检测的成本,无损检测得到了广泛的应用,随着技术与工艺的更新,无损检测技术也在不断提高,检测精度更高,适用范围更广,检测设备的适用性更好,为了适应不同材料与不同工况的要求,无损检测技术发展出了多个分支,形成了完善的技术体系,因此,无损检测技术的应用,要根据现场状况、被检测物的形状与材料、缺陷的部位与形式等因素选择合适的检测方法,与此同时,无损检测与破坏性检测配合使用,才能满足实际需要,全方位地为压力管道安全运行服务。
参考文献
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