化工压力管道缺陷产生原因及无损检测

郭航飞 申丁明

摘 要： 随着我国经济的快速发展，石油化工行业也取得可喜的成绩，可以说人们的衣食住行都与化工产业息息相关。因此，社会对产品质量和结构安全性、使用可靠性的要求越来越高。化工管道在化工生产中起到重要的作用，化工压力管道经过一段时间使用后，由于苛刻的运行条件，即使是原来设计和制造质量完全符合规范的要求，压力管道的质量也会发生变化，原来存在制造规范允许的小缺陷扩展开裂，可使压力管道中原来没有缺陷的地方产生新的缺陷，最终导致设备失效，无法正常运行甚至发生事故。为了保障使用的安全，应及时发现缺陷，避免事故的发生应定期进行检验，而无损检测是压力管道检验最有效简便的手段。基于此，本文首先提出化工压力管道的缺陷产生，进而探究压力管道无损检测技术。

关键词： 压力管道;缺陷;无损检测

【中图分类号】TE832     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）23-0250-01

石油化工压力管道在实际的使用中，往往受到高温，高压，有毒有害的环境，以及材质、工艺、焊接、安装等运行因素的影响极易产生腐蚀、疲劳、脆性、蠕变等破坏的形成，从而产生壁厚变薄、缺陷扩展、疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹、晶间腐蚀及各种腐蚀缺陷，从而对管道的安全运行造成严重的危害，因此分析各种缺陷产生的原因，采用合理的无损检测的方法保证生产。

1 缺陷产生的原因

（1）疲劳裂纹：结构材料承受交变反复载荷，局部高应变区内的峰值应力超过材料的屈服温度，晶粒之间发生滑移和错位，产生微裂纹并逐步扩展形成疲劳裂纹。如蒸汽管座因长时间高温下运行，出现老化现象，使材料的抗疲劳能力下降。主蒸汽感到运行中易产生振动，振动传递到根部产生附加的交变应力。再如焊接接头两侧的壁厚偏差较大，焊缝表面与母材之间形成了约90°的夹角，从而造成结构的不连续性，产生应力集中，使结合线处成为该焊接接头的薄弱部位。疲劳裂纹包括交变工作载荷引起的疲劳裂纹，循环热应力引起的热疲劳裂纹，以及循环应力和腐蚀介质共同作用下产生的腐蚀疲劳裂纹。

（2）应力腐蚀裂纹：处于特定腐蚀介质中的金属材料在拉应力作用下产生的裂纹，如（奥氏体不锈钢的压力管道中含有氯离子）

（3）晶间腐蚀：在介质的作用下发生腐蚀，产生连续性的破坏，一般产生于不锈钢管道的焊缝表面，熔合线和热影响区，主要是由于晶间贫铬所致。

（4）局部腐蚀：点腐蚀，金属材料接触某些腐蚀性溶液，表面产生点状额局部腐蚀，蚀孔随时间的延续不断的加深，甚至穿孔。如金属侵入含有某些活化阴离子的溶液，不锈钢表面的硫化物杂志的溶液;磨损腐蚀，在材料表面磨损与腐蚀介质共同作用下所产生的局部性金属腐蚀，由于磨损和腐蚀的两种作用的相互促进，从而使腐蚀加速。如管道弯头，三通，大小头的管壁减薄;氯腐蚀，由于运行过程中介质的氯渗入金属间隙，造成金属与氯发生反应，常见于高强度不锈钢和低合金的管道中。

2 压力管道的无损检测

依据《承压设备无损检测》以及分析再用化工压力管道缺陷产生的原因，采用以下无损检测方法。

2.1 化工压力管道焊缝

化工压力管道焊缝主要采用射线检测（RT）、超声波检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）、涡流检测（ECT）五种常用的无损检测方法。

2.2 化工压力管道磁粉检测

对于化工压力管道磁粉检测（MT）能检测出铁磁性材料中表面开口缺陷和近表面的缺陷。灵敏度高可检出长0.1mm、宽度为微米级的裂纹。且结果可靠、操作简单、能直观的显示出缺陷的位置形状和大小。但由于磁感应线产生原理对于几何结构复杂的工件检测较困难，不适用于奥氏体不锈钢非磁性金属材料。

渗透检测（PT）能检测表面开口缺陷，不受管道材质的限制，但对于表面多孔构件不适用。现场检测多采用ⅡC-d型喷灌渗透检测剂，不受水电限制，携带方便，操作简单。

涡流检测（ECT）能检测导电体的管道的表面近表面缺陷。能够确定缺陷的位置，能够大致给出表面开口缺陷和近表面缺陷的埋藏深度。常用于大批量来货管材的入场检测。

2.3 射线检测（RT）能检测压力管道焊接接头的内部缺陷

射线检测（RT）能检测压力管道焊接接头的内部缺陷。能检测出焊接接头中存在的未焊透、夹渣、气孔、裂纹和坡口未熔合等缺陷而且能确定缺陷平面投影的位置、大小以及缺陷的性质。射线检测用底片作为记录介质，可以直观反映出缺陷的直观影像，且可以长期保存。射线检测对于薄工件没有困难，但检测厚度上限受射线穿透能力的限制。射线检测成本较高，检测速度较慢。射线辐射对人体有害，检测时要采取防护辐射措施。

超声波检测（UT）能检测压力管道焊接接头的内部缺陷。穿透能力强，可对较大厚度范围内的工件内部缺陷进行检测，可准确定位缺陷的位置深度，对面积型缺陷（裂纹、未焊透、未熔合）检出率高，灵敏度高检测成本低、速度快、设备轻便对人体无害现场使用方便。但是对于工件中的缺陷定性、定量有一定困难，缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响，常规A型脉冲反射法检测时结果显示不直观，检测结果无直接见证记录。

2.4 化工压力管道超声波测厚检测

化工压力管道超声波测厚检测是一种常见的检测方法，它可以时刻的掌握压力管道因腐蚀摩擦的作用产生管壁减薄的基本情况。

结束语：化工管道是化工生产的动脉，在用化工管道在实际的使用过程会出现因疲劳、高温高压、腐蚀、介质安装等原因而产生的各种缺陷，针对各种缺陷产生的原因，采用相应的无损检测来确保生产的安全质量的保证。

参考文献

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