石油化工装置无损检测方法新进展研究

郑泽 齐孝杰 潘晨银 王建明

海洋石油工程股份有限公司 山东青岛 266520

1 石油化工装置无损检测简析

在大型石油化工装置的建设过程中，无损检测作为一个关键工序，其能够确保该大型设备的焊接质量以及运行稳定性。而借助于无损检测，其能够对一些肉眼看不到的情况进行有效检测，并可以对该化工装置所存在的超标缺陷进行有效的处理，从而达到进一步提升工程建设质量的效果。在无损检测工作中，其所需要关注的重点有、锅炉与各种压力容器，并占据了所有检测量的八成左右，也是大型化工装置在运行过程中最容易出现问题的地方。因此为了取得一个良好的无损检测效果，也就需要对上述的重点内容进行精心策划，并且对其检测的内容以及施工管理流程进行严格的控制。事实上，石油化工装置的无损检测工作，起性质较为特殊，且具有一定的危险性。其装置所产生的物质，普遍具有易燃性，易爆性，甚至是一些有毒有害的物质；除此之外，对于石油化工装置的无损检测工资多在夏季进行，在无损检测时间紧迫的同时，夏季高温也导致装置内部的零件、管道等温度急剧升高，且依旧会存在少量的有害气体，对无损检测人员的生命安全造成一定的威胁。因此，做好对化工石油装置的安全管理工作，就显得尤为重要。

2 常见的无损检测方法

2.1 射线检测方法

射线无损检测技术主要是通过对物体声音、电磁波和光线的分析来实现对各类设备和元件的质量检测，为此，在应用射线无损检测技术进行质量检测操作时，并不会检测对象造成损坏，无论是在性能方面还是在结构方面均不会产生影响，这也射线无损检测技术的突出优势。X 射线和 γ 射线具有极强的穿透性，利用这一特性可以用于石油化工的无损检测。基本操作步骤是 ：先在下方放置感光胶片，然后自上而下的用 X 射线或 γ 射线照射待检测的。当管道无裂缝时，感光胶片上可以产生均匀的“暗区”，当射线照射到裂缝时，会有更多的光线穿过缝隙投射到感光胶片上，并在胶片上产生“亮区”。完成一遍照射后，将感光胶片进行特殊冲洗处理，可以明确观察到裂缝的形状、尺寸等参数。射线照相法的优点在于检测结果稳定、准确，但是对人体有一定的危害。(图1)。

2.2 超声检测法

超声波属于一种人耳无法听到的高频声波，在其传输过程中满足波的传输规律。将其应用到石油化工装置无损检测中，主要是在需要检测的部位，利用专业仪器设备，发射超声波，声波会在结构内部传输，然后被内部的损伤或者缝隙反射，由接收设备接收和分析，依照反射波的状态来对石油化工装置内部结构的完整性进行判断。可以在介质中不同位置设置相应的传感器，对超声波在一定距离内传播的时间进行测量，结合时间、速度和位移的相互关系来对波速进行计算，对照不同介质中超声波的正常传播速度，就能够对材料的抗压强度抗折强度以及弹性模量等进行测定，也可以帮助检测人员找出材料或者结构内部可能存在的缺陷。超声波检测技术在实际应用中可能会出现误差，例如，如果结构内部有水或者空气，可能会对超声波的传输产生影响，导致检测结果偏差，而且其虽然可以快速找到路基或者桥体中的缝隙，但是在其他检测项目存在很多不足，需要技术人员做好进一步的优化和完善。

图1

2.3 光纤传感检测技术

光纤传感检测技术的基本原理，是利用部分物理量的敏感特性，通过将外界物理量转换为光信号的方式来实现对于石油化工装置工程的无损检测。在我国，光纤传感检测技术经过了三十余年的发展，在许多领域都有着广泛的应用，尤其是对于石油化工装置检测而言，能够对工程钢索索力、混凝土内部应力以及应变特性等进行检测。而且与传统传感器相比，光纤应变传感器的类型丰富，轻便灵活，也不会受到被测对象情况和外界环境因素等的影响，更能够适应一些相对恶劣的特殊环境，如高压、腐蚀等，具备较强的实用性。当然，因为光纤应变传感器的市场价格相比较一般传感器高出很多，导致光纤传感检测技术在石油化工装置检测方面并没有能够得到普及。

2.4 频谱分析检测技术

频谱分析技术主要是根据不同介质表面波传播频率不同的特性，针对检测对象的状态进行判断。将其应用在石油化工装置无损检测中，需要技术人员在结构表面施加一个瞬间垂直冲击力，产生一组瑞雷波面，这种波面是以振源作为中心，具备多种频率，通过在不同位置的锤击，检测人员可以得到不同的瑞雷波面信号，结合安装在相应位置的传感器，可以实现对瑞雷波频率的检测分析，继而实现测定不同深度分层介质力学参数的目的。相比较传统检测方法，频谱分析检测技术的检测速度更快、检测频率更高，能够用于路面或者桥梁不同分层介质厚度均匀性和层间接触情况的检测。

3 石油化工装置无损检测方法新进展

数字射线照相方法是一种较为先进的石油化工装置无损检测方法，其主要优点包括方便统计并记录报告结果、便于存档图像数据、能够实现信息共享、能够自动识别缺陷、可以加强处理数字、曝光时间短暂、自动化检测容易实现以及无需化学药品与消耗品，基于这样的原因，数字射线照相方法具有广阔的应用前景与应用空间。21世纪初期，下述无损检测技术将会得到积极应用与深入研究：首先是数字X射线实时检测系统在在役检验与过程控制、制造等领域中的应用；其次是射线检测系统，其是一种有效利用NDI工作站、具有交换数据以及计算机化的无损检测方法；再次是小型、低成本的CT系统；然后是放大微焦点成像的X射线成像检验系统；最后是X射线摄像机，其是一种高灵敏度、小型的无损检测技术。

总之，随着社会的进步以及市场经济的迅速发展，石油、天然气等能源型资源在人们生产、生活过程中的重要性与必要性日益突出，这样的背景下，石油化工行业取得了巨大的进步，并得到了更加广阔的发展前景，无损检测技术为确保石油化工装置的长期稳定运转、促进石油化工企业经济效益的提高做出了重要贡献。