石油管道内缺陷无损检测技术的研究现状

麻国栋 屈刚 常英魁 齐孝杰

海洋工程技术服务分公司 天津 300450

1 无损检测技术概述

1.1 概念

无损检测方式顾名思义就是指在不破坏检测对象的结构完整性的前提下，对其结构性能和功能指标进行检测的方式。在实际检测期间，常用三种手段（MT、ET、PT）检测目标的表面缺陷，对检测目标的深处与内部的检测一般采用UT与RT两种方法。通过这种技术，能够对被测对象存在的缺陷类型、位置、特点等信息进行分析，并且能够对其造成的影响进行评估和检验。

无损检测方式就是利用材料组织性能结构在焊接过程中发现物理量的变化的特点，从而反应出被测对象结构和性能方面存在的缺陷类型。其技术的可靠性和可操作性与被测对象的材料性能、形状尺寸等结构都有很大的关系，检测到的物理量信息同时还会受到人为操作、环境因素、仪器设备等干扰因素的影响。所以，在实际检测过程中，通常会提取多个物理量进行分析研究，尽可能的提高分析结果的可靠性，最后综合对检测结果进行分析判断。目前所采用的技术中，按所选用的物理量进行分类主要包括辐射法、声学法、电磁法及其他方法四大部分。

1.2 应用原则

（1）质量评定。无损检测技术的应用目的是对设备的具体故障点进行比较准确的确定。在检测过程中，主要是针对被测物体表面或者内部存在缺陷的地方进行检测，然后对物体的成分、化学原理等质量内容进行评定，实现对产品质量和技术的科学控制，使生产工艺更符合使用需要，是提高产品质量的有利保障。

（2）寿命评定。寿命一般与物体的使用时长有直接关系，寿命评定就是利用无损检测技术对被测物体的安全性进行分析，也就是对被测物体能够使用的最长时长进行预测，同时通过检测确定被测物体哪些地方存在不足，以便在后期的使用中采取有效的方法延长使用期限，针对被测物的故障进行检测，及时修复，保证设备的正常运行。

2 石油管道内缺陷无损检测技术

2.1 漏磁无损检测

针对漏磁监测技术来进行分析，其主要是运用在高磁导性材料之上。那么在检测的过程之中，管道内部会出现磁化的现象，在检测之中管道内部发生腐蚀或者是损坏的情况，磁通量就会在管道内部流出，随即就会被传感器检测出来。所流出的磁通量，实质上就是家奴磁场的饱和度函数，其主要决定这管道的大小与厚度。在刚性材料管道检测的过程之中，管道内部并未出现缺陷的时候，磁通量基本上是会经过磁力线分布均匀；在其内部出现缺陷的时候，磁力线出现变化，所流出的钢管表层，相应的在分析检测结果之后得到信息。

2.2 超声波检测技术

该技术对石油管道进行无损检测，一般利用其材料以及缺陷声学性能不同，对超声波传播的波形反射状况与穿透的能量异同来测试材料内部缺陷进行检测。脉冲反射法通过纵波来进行垂直探伤，横波用来斜射探伤。超声波检测是利用超声波本身的特性，在传播过程中逐渐减弱，在碰到组织界面时发生反射，从而对被测对象进行无损检测分析的方法。同理，超声波脉冲回波法等都属于此种类方法的衍生技术范围之内。通过对穿透被测对象的波形图信息进行分析比较，从而判断缺陷存在的位置和类型信息。

2.3 脉冲涡流检测技术

针对先前较为传统的涡流检测而言，其主要运用正弦波信号来激励驱动线圈，从而使得驱动线圈和传感器线圈之间发生阻抗。这与传统的涡流技术检测来进行对比分析，脉冲涡流检测技术运用宽波来将探测器的驱动线圈激发出来，脉冲信号会直接性的影响到其表明，从而全方位分析信号。脉冲涡流信号，这是一类最新型化的无损探测技术。

2.4 渗透检测

基本操作步骤是：先将待检测的石油管道进行清洁处理，然后用荧光染料在管道表面进行一次均匀的涂刷。如果管道表面有裂缝，在毛细管的作用下，荧光染料会渗透到裂缝中。涂刷结束后静置5-10min，冲洗掉荧光染料。最后，用喷雾器将显相剂均匀的喷涂到管道表面，用紫外线灯照射。裂缝部位中的荧光染料由于无法被冲洗，在紫外线灯光下会呈现出特别的颜色，从而可以判定管道表面裂缝的存在。

渗透法无损检测的优点是可以检测不同材质的管道，包括金属、非金属等，并且操作比较方便。缺点是只能检测管道外表面裂缝，对于管道内壁或内部裂缝则不能检测出来。

2.5 射线照相类检测技术

射线检验技术通常检测石油管道的焊缝出现缺陷。当射线穿过物质时，它按一定的衰减规律衰减，能使部分物质出现荧光现象与光化学现象。在射线到达胶片上以后，因为有无缺陷部位的厚度或者密度的异同，射线在各个部位的衰减不一样，所以射线穿过各个部位投射到胶片上效果不同，导致胶片感光效果不同，经过暗室的处理以后就出现黑度不一样。按照底片上不同的黑度，评片工作者借助观片灯就可以判断缺陷的状况并做出质量评价。射线检验技术的适用性质量较高，检测各种材料的石油管道都表现出了相同的无损检验效果，同时其可以直观的展示出缺陷的影像图，来确定缺陷的定量与定性数据的完整性和真实性。此外，射线检验也经常用在石油管道的检测中对超声检验找到缺陷的进行复验，以确定该缺陷的性质，让缺陷返修有证据可依，能直接得到检验图像，得到数据也十分精准，可以保存很长时间。不过该检测不适合检测管壁厚的石油管道，并且检测成本比较高，检验速度很慢，还会伤害人体。

总之，因为石油管道埋藏在一个分布不均的土地，土壤环境相对繁杂，管道在具体运用过程之中的温度与压力标准不会发生变化，对于各类检测方式，其自身的抵御程度也不一。目前所处的形势，来将管道内的缺陷无损检测技术实施更加深入的分析与研究，进而推动该行业在后续发展过程之中打下坚实的基础。由此可见，本文的研究也就显得十分的有意义。