探究压力管道无损检测技术及实践应用

徐彬 张继伟

摘要：无损检验的目的是为了防止压力管道发生失效事故，特别是预防危害最严重的破裂事故发生，检验是压力管道安全管理的重要环节。检验压力管道的实质就是为了实效的预测和预防，由于压力管道容易发生较为严重的意外事故，因此压力管道比一般机械设备有更高的安全要求。不过每一样先进的技术都有优势和局限性，本文举例阐述了无损检测技术在应用中的优略。

关键词：压力管道；无损检测技术；实践应用

中图分类号： TV732 文献标识码： A

引言

作为相对较为特殊的承压设备，压力管道被广泛的应用到各个工业领域，诸如电力、石油、冶金、化工、医药、轻工中。压力管道的作用是输送工业领域生产中的气体、液体等工业介质，所以压力管道被设置在工厂的厂区中，其安装方式多为地上管廊。随着我国经济迅猛及持续的发展，社会对压力管道的需求逐渐增大，我国在不久的将来会进入管道发展及建设的高峰期。然而，压力管道普遍存在着爆炸及泄露等诸多潜在的危险，世界上许多工业发达的国家均相继颁布了相关规范或法规来严格控制管道的运行、设计和焊接施工，以便于为管道的安全运行提供保障，但是仍然难以避免的出现了一系列安全事故。所以，加强压力管道的无损检测，将无损检测技术切实的应用到压力管道中，是确保压力管道安全运行的有效途径。

一、无损检测的特点与无损检测的工作

无损检测（也称无损探伤）是利用射线，超声波、电磁、渗透等物理方法，在不损伤、不破坏被测物体的情况下，探测出材料内部或表面缺陷的一种检测方法

在五大常规检验方法中，以发现外表面缺陷为目的，主要采用MT、PT和ET的检验方法；以发现埋藏于内部缺陷为目的，则采用RT和UT的检验方法。从使用的广泛性来看，在电力部门采用了RT和UT两种方法，从检测技术的操作难度来看，UT方法的理论性强，技术难度稍大。在新技术方法中如声发射检验和泄漏检验主要用于在役设备的监控使用。

从事无损检测的人员应经过专业考核，取得相应的资格，并颁发资格证书，无证人员不得从事无损检测。无损检测人员的资格从低到高，分为I级、Ⅱ级和Ⅲ级，其中持I级证者，仅有检测操作权，没有出具检测报告的资格，持Ⅱ级，Ⅲ级证者，不仅有检测操作权，而且有出具检测报告的资格。对于RT而言，出具检测报告时，必须有底片的初评人和复评人。

二、无损检测的选用原则

质量评定：无损检测对于产品的质量评定是制造加工过程中以及产品出厂的质量标准的界限评定，工艺过程的质量控制是控制标准，能确保在规定的条件下安全使用。

寿命评定：无损检测对于产品的寿命评定主要是推断评定在下一次检查前产品是否能够安全使用，主要是使用设备针对产品定期检测。通过定期检测，检查出产品在使用条件下所产生的缺陷，并根据产品的缺陷，预测在下一次检测时会发展到什么样的程度，并确定是否返修或者报废。

三、压力管道无损检测技术及其应用

（一）、焊接缝的无损检测

1、射线探伤

射线探伤是利用射线能穿透物质并在物质中发生能量衰减的特性来检验物质内部缺陷的一种检测方法。射线探伤的方法有射线照相法、荧光屏观察法和工业x射线电视法等类型，但工程设计中最常用的是射线照相法。它的工作原理是：当射线透过材料内部的缺陷时，由于缺陷（如气孔、裂纹、非金属夹杂等）处吸收射线的能力较差，故投射到材料底部照相底片上相应部位的感光度较大，根据底片上的不同感光度可以鉴别出缺陷的存在与否及缺陷的外型和大小。JB4730标准为一综合性的无损检测标准，其中的第二篇为射线探伤标准。标准中它将对接焊缝的缺陷共分成了基本缺陷（包括裂纹、未熔合、未焊透）、圆形缺陷、条状夹渣等四类，并针对这些缺陷给出了I级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级共四个质量评定等级，每级都规定了详细的缺陷允许尺寸和数量。

射线检测主要是检测与射线束同方向上的缺陷情况，如裂纹，当其与射线同方向时，则在底片上容易显现。但同样一种缺陷，当其与射线成垂直情况时则难以发现，所以某一部件是否可以采用射线检验，1）要分析缺陷产生的情况是否有利于射线透照，2）要看射线的透照能力，如x射线机的kV值，3）看有无透照的环境或空间。一般情况下在电站所用压力容器中，如无支撑架之类的结构件，其纵环焊缝均可采用RT检验方法进行检验。射线能够对人体产生生物效应，所以正常情况下，在进行RT检验时检验人员应进行必要的防护，在进行检验的周围区域进行警示。

2、超声检测焊接缝

超声检测具备着诸多优点，比如能够检出平面线形缺陷如裂纹等，并且成本较低、操纵灵活，但是超声检测无法像射线检测那样提供直观缺陷记录，同时缺陷种类需要具备熟练技术的操作人员判断。GB50235与HG20225标准规定，若将射线检测采用超声检测取代，则应当经过建设单位的批准，其检验数量必须等同于射线检验。SH3501标准指出，如果设计规定必须应用射线检测，那么就根据具体规定需要加以执行，而如果应用超声波检验有规定时，也必须严格的按照规定执行。但是需要用超声检测取代，因为受到条件的束缚时，应当取得设计单位的批准。

（二）、原材料的无损检测

一般工业金属管道包括有无缝管与缝管两种。其中，有缝管是首先把原材料卷为管形，然后加以焊接而成，绝大多数的大口径有缝管采取焊接成形，并且焊接方法为电阻焊或者埋弧自动。通常焊接的有缝管缺陷有裂纹、气孔、未融合、夹渣以及未焊透等。而无缝管往往存在内壁拉裂、裂纹、夹杂、夹层和折叠等缺陷，多数缺陷平行于管轴线。根据技术条件和相应标准执行原材料无损检测，常用的无损检测方法有磁粉检测和涡流检测。

1、磁粉探伤

它是在磁场中利用铁磁性材料被磁化后，在表面或近表面的缺陷处产生漏磁的现象进行探伤的。当铁磁性材料置于磁铁的N、S极之间时，便有磁力线通过。对于均匀一致的材料，磁力线是平行均匀分布的，如果材料表面或近表面有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，由于这些缺陷本身是非磁性的，其磁阻很大，磁力线不易穿过它而是绕过它，从而在缺陷处产生弯曲而将缺陷显示出来，根据这样的显示特征可以判断缺陷是否存在。磁粉探伤时被检测件表面有一定的粗糙度要求，一般不低于Ra12.5μm。被检件磁化时可以用交流电，也可以用直流电，前者由于电流的集肤效应，而表现为检测表面缺陷时灵敏度较高，后者则由于磁化场较均匀而能发现浅表面下较深的缺陷。另外，磁化被检件时既要进行周向磁化，又要进行纵向磁化，以免不同方向的缺陷被漏检，检测过程中还应注意由于材料晶粒大小和组织不均匀等带来的假缺陷现象。

2、涡流检测

采取穿过式线圈探头进行涡流检测管材的通孔缺陷，此外，在不同磁场强度的情况下，铁磁性管材的磁导率也不同，所以，应当对磁饱和装置加以设置，在检测铁磁性管材时，同时于检测线圈的检测区域施加足够的磁场，使其导磁率大致与常数一致。一般介于1MHZ至500MHZ之间铁磁性钢管涡流检测频率。涡流检测进行的过程当中，应当采用对比试样进行调节涡流仪的检测灵敏度，确保验收水平和检测结果的准确性。对比试样应当和被检对象有相近或相同的表面状态、电磁性能、牌号和规格、热处理状态，大部分标准规定刻槽和通孔是对比试样中的人工缺陷。

结束语

总而言之，随着压力管道应用范围的逐渐增大，压力管道在工业运输及生产中所占据的地位及所发挥的作用也随之不断提高。面对压力管道运行中所存在的潜在危险，迫切的需要相关人员采取有针对性的技术手段，也就是在压力管道的使用以及安装过程中，切实的引入无损检测技术，以便于充分的保证压力管道的安全运行。

参考文献

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