浅谈压力管道的无损检测技术

摘 要：在压力管道的安全管理工作中，无损检测是重中之重，检验压力管道是防止压力管道发生泄露、爆破和失稳等事故发生最直接有效的方法之一。文章就压力管道的无损检测技术进行简要阐述，重点分析射线检测在压力管道无损检测中的应用。

关键词：压力管道；无损检测技术；射线检测

引言

目前，在我国针对于压力管道的无损检测技术，不仅有射线检测技术，还有超声检测技术、渗透检测技术和磁粉检测技术。在工业中应用较广的射线包括X射线与γ射线。这两种射线同属于电磁波，在真空中以光速直线传播。本身不带电，不受电场和磁场的影响。在物质界面只能发生漫反射，折射系数接近于1，折射方向改变的不明显，仅在晶体光栅中才产生干涉和衍射现象。虽不可见，却能够穿透可见光不能穿透的物质。在穿透物体过程中，与某些物质发生复杂的物理和化学作用，例如电离作用、荧光作用、热作用和光化学作用等。基于射线的以上性质，可用来检测材料较深部位的缺陷。

1 各种无损检测方法的特点和选用原则

无损检测是利用物质的声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷大小，位置，性质和数量等信息。

无损检测具有以下的特点：第一、非破坏性。进行无损检测时不损害或不影响被检测对象的使用性能，这是无损检测最大的特点。第二、全面性。正是基于无损检测具有非破坏性的优点，因此可对被检测对象进行100%的全面检测，这是破坏性检测无法比拟的优点。

各种无损检测方法的选用应依据其具体特点进行区分。射线和超声方法用于内部缺陷检测。磁粉和渗透方法用于表面缺陷检测。射线和超声方法也可以检测出一些表面缺陷，例如表面裂纹、针孔等，但灵敏度比磁粉、渗透方法低得多。磁粉方法也可以检测出一些近表面的埋藏缺陷，但可靠性不高。

2 常用压力管道无损检测技术

第一，超声波检测技术。该技术对压力管道进行无损检测的主要利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法。脉冲反射法在垂直探伤时用纵波，在斜射探伤时用横波。脉冲反射法有纵波探伤和横波探伤。在超声波仪器示波屏上，以横坐标代表声波的传播时间，以纵坐标表示回波信号幅度。对于同一均匀介质，脉冲波的传播时间与声程成正比。因此可由缺陷回波信号的出现判断缺陷的存在；又可由回波信号出现的位置来确定缺陷距探测面的距离，实现缺陷定位；通过回波幅度来判断缺陷的当量大小。该方法具有应用范围广、检测成本低、速度快、仪器体积小、重量轻，现场使用方便等优点，且对人体没有危害。但是也有局限性，比如：对体积型缺陷的检出率较低，不适宜检验压力管道壁厚较薄的焊缝等。

第二、渗透检测技术。渗透检测技术是基于液体的毛细现象和固体染料在一定条件下的发光现象。在实际检测时，将溶有着色染料或荧光染料的渗透剂浸润压力管道焊缝表面，由于毛细现象的作用，渗透剂渗入到各类表面开口缺陷中，清除附着于压力管道焊缝表面上多余的渗透剂，干燥后再施加显像剂，缺陷中渗透剂重新回到压力管道焊缝表面，形成放大的缺陷显示，在白光下或在黑光灯下观察，缺陷处可呈红色显示或发出黄绿色荧光。目视即可检测出缺陷的形状和分布。渗透检测的优点是设备和操作简单，缺陷显示直观，容易判断。缺点是对埋藏于压力管道焊缝表层以下的缺陷无能为力而只能检测表面开口缺陷，同时对压力管道也会造成一定的污染。

第三、磁粉检测技术。磁粉检测技术基础是缺陷处漏磁场与磁粉的磁相互作用。铁磁性材料的压力管道被磁化后，由于不连续的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在压力管道表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续的位置、大小、形状和严重程度。磁粉检测的优点在于能直观显示出缺陷的位置、大小、形状，检验速度快、工艺简单、成本低、污染少，灵敏度高，能发现细小的缺陷。但其局限性较大，只能检测铁磁性材料的压力管道表面和近表面位置的缺陷，且受压力管道几何形状影响易产生非相关显示，用触头法磁化压力管道时，易产生电弧烧伤压力管道表面。

第四、射线检测技术。射线检测技术一般用于检测压力管道焊缝中存在的缺陷。当射线穿透物质时，在物质中具有衰减作用并按一定规律衰减，能使某些物质产生光化学作用和荧光现象。当射线达到胶片上时，由于无缺陷部位和有缺陷处的密度或厚度不同，射线在这些部位的衰减不同，因而射线透过这些部位照射到胶片上的强度不同，致使胶片感光程度不同，经暗室处理后就产生了不同的黑度。根据底片上的黑度差，评片人员借助观片灯即可判断缺陷情况并评价质量。射线检测技术有着较为高质量的适用性，对于各种材料属性下的压力管道均表现出了同等的无损检测效果，且该种检测方式能够较为直观的呈现缺陷影像，以此确保缺陷定性及定量数据的真实性与完整性。另外，射线检测也常用于在用压力管道检验中对超声检测发现缺陷的复验，以进一步确定这些缺陷的性质，为缺陷返修提供依据，可以直接得到直观的检测图像，数据都较为精准，能够长时间的保存。不过射线检测不适宜检验壁厚较厚的压力管道，且检验成本高，检测速度慢，并对人体有伤害。

3 射线检测在压力管道无损检测中的应用

随着工业的发展，除常规射线检测技术外，管道爬行器越来越多的应用到压力管道的无损检测中。其结构合理，操作简便可靠，该机主要由五部分组成：爬行器驱动车、射线机、电池组、无线电控制箱、射线机支架等部分构成。使用管道爬行器进行无损检测均可采用源在内胶片在外的周向曝光方法，比用X射线双壁双影或双壁单影透照方法，不仅效率高，而且底片质量高。因此，该技术在压力管道检测中将会得到广泛地推广和应用。

射线会对人体组织造成多种损伤，因此对职业放射性工作人员剂量当量规定了限制。要求在保证完成射线检测任务的同时，使操作人员接受的剂量当量不超过限值，并且应尽可能的降低操作人员和其他人员的吸收剂量。防护的主要措施有屏蔽防护、距离防护和时间防护。现场照相因防护会给施工组织带来一些问题，尤其是γ射线，对放射同位素的严格管理规定将影响工作效率。

4 结束语

无损检测是压力管道安全工作中一种重要的检验方法和手段，在压力管道制造、安装、改造、维修、使用和检验等环节中应用非常广泛。根据原理的不同，在工业应用中普遍采用的有射线检测、超声检测、渗透检测和磁粉检测等无损检测方法。因此，面对不同的压力管道采取有针对性的无损检测技术，对保障压力管道的安全运行具有重要意义。

参考文献

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[2]王俊，徐彦.承压设备无损检测责任师工作指南[M].东北大学出版社，2006.

[3]JB/T 4730-2005 承压设备无损检测[S].

[4]《承压设备无损检测》学习指南[M].新华出版社，2005.

作者简介：陈立鞍（1985，11-），男，辽宁鞍山，本科学历，助理工程师，研究方向：特种设备安全。