压力管道缺陷产生原因及无损检测

单会娜

（浙江省特种设备科学研究院，浙江 杭州 310020）

压力管道的实际运行环境较为恶劣，包括高温、高压、毒害物质等，造成压力管道形成缺陷的影响因素也较多，包括压力管道的材质、工艺、焊接和安装等环节，都可能会造成压力管道的管壁过薄、裂纹、腐蚀等，使压力管道无法达到安全生产的运行需求。所以，必须加强对压力管道缺陷原因和无损检测的分析探讨，使压力管道能够得到更好的质量保障，也使化工行业的安全生产能够得到更好的质量保障。

1 压力管道缺陷产生的原因

1.1 疲劳裂纹

疲劳裂纹主要是由于压力管道的结构材料承受交变反复荷载，尤其是局部高应变区内的峰值应力已经远远超过材料所能承受的强度，会在晶粒之间形成滑移和错位等影响，最终导致微裂纹的产生，并随着荷载的增加而逐渐扩大成疲劳裂纹。根据不同的形成原因，可以将疲劳裂纹分为常见的三种类型，第一种是由于交变工作荷载导致的疲劳裂纹，第二种是由于循环热应力导致的热疲劳裂纹，第三种是由于循环应力与腐蚀介质共同作用导致的腐蚀疲劳裂纹。比如，在长时间的高温运行条件下，蒸汽管座材料的抗疲劳能力就会受到老化影响而降低。在主蒸汽运行过程中，产生的振动传递也会使根部形成附加的交变应力。

1.2 应力腐蚀裂纹

应力腐蚀裂纹就是金属材料受到特定腐蚀介质的拉应力影响所形成的裂纹，以奥氏体不锈钢压力管道中含有的氯离子最为常见。

1.3 晶间腐蚀

晶间腐蚀主要是受到特定介质的腐蚀影响，使结构的连续性受到严重损伤，以不锈钢管道的焊缝表面较为常见，尤其是熔合线和热影响区，其中最大的影响因素就在于晶间贫铬。

1.4 局部腐蚀

局部腐蚀以点腐蚀为主，主要是某些腐蚀性溶液与金属材料形成接触，导致局部腐蚀在金属材料表面逐渐形成，再随着腐蚀的不断进展而形成不断加深的蚀孔。局部腐蚀中还常见磨损腐蚀，是指金属材料受到磨损和腐蚀的双重作用，会促进磨损和腐蚀的快速进展，导致金属材料的损伤速度和程度加剧。其他还包括氯腐蚀，主要是金属间隙受到氯成分的侵入，导致金属和氯产生的腐蚀反应。

2 压力管道的无损检测

2.1 无损检测的技术意义

通过化工行业长期的发展经验，逐渐形成处理压力管道缺陷问题的多种措施，无损检测就是由长期的经验和实践总结而来。通过对压力管道相关数据和信息的采集、整理、测算和分析等环节，更加清晰地掌握压力管道的运行情况，及时发现其中存在的异常情况，能够及时采取有效的措施进行处理，在缺陷问题尚未造成恶劣影响之前就予以解决，能够大大提高压力管道的运行质量，使化工行业的发展也获得助益。但是，在进行无损检测的同时，也必须保障无损检测程序的科学设计，以及完善的逻辑运算规则，使无损检测的效率和准确率都能够得到更好的提高。在当前的工业领域中，无损检测的实际应用较为简单，对于检测人员的技术要求较低，通过简单的培训就能够较好的掌握，已经成为应用广泛的检测技术。

2.2 压力管道无损检测方法

对于压力管道无损检测方法的分析需要基于《承压设备无损检测》等相关规定内容进行分析，主要方法可以分为以下五种：

（1）压力管道磁粉检测（MT）。对于铁磁性材料的表面缺陷以及近表面缺陷问题可以采用磁粉检测方法，主要在于磁粉检测存在较高的灵敏度优势，对于长度在0.1mm左右和宽度在微米级别的裂纹做到准确检测，并且检测方法较为简单，对于压力管道中存在的缺陷位置、形状、大小等情况也能够更加直观地掌握，达到理想的检测效果。但是，并不适用于几何结构复杂的工件检测，对于奥氏体不锈钢的非磁性金属材料也无法应用。

（2）压力管道渗透检测（PT）。对于表面开口缺陷问题的检测也可以采用渗透检测方法，且渗透检测方法对于材质没有限制性要求，只是对表面多孔的构件无法应用，所以，能在更多的压力管道无损检测中应用。在进行检测时，通常采用IIC-d型喷灌渗透检测剂，不会受到水电等资源的影响，检测的便利性较高。

（3）压力管道涡流检测（ECT）。对于导电体管道的表面缺陷问题检测通常以涡流检测方法为主，能够使缺陷问题的位置得到更加准确的掌握，并对近表面缺陷问题的具体埋藏深度和表面缺陷问题的开口情况掌握更加准确，在大批量管材的入场检测中能够发挥出更加突出的检测优势。

（4）压力管道射线检测（RT）。对于压力管道的焊接接头内部缺陷问题可以采用射线检测方法，包括未焊透、气孔、裂纹、夹渣、未熔合等缺陷问题都能够做到准确检测，检测结果可以具体到缺陷问题的位置、大小和性质等相关信息，有利于处理措施的进行。主要在于射线检测的记录介质为底片，使缺陷问题的具体情况能够更加直观地被反映出来，并且更利于长期保存。但是，在实际检测工作中，以薄工件的检测更为顺利，厚度较高的工件会影响到射线的穿透力，且射线检测方法在成本方面的要求较高，检测效率也更低，还需要检测人员做好辐射的防护措施，对于广泛应用的限制性较高。

（5）压力管道超声波检测（UT）。对于压力管道的焊接接头内部缺陷问题还可以采用超声波检测方法，具有穿透能力更强的技术优势，适用于更多厚度范围的工件检测，使缺陷问题的位置、大小、深度等检测结果更加准确和详细，尤其是对裂纹、未焊透和未熔合等面积型缺陷问题的检出率更高，还具有检测成本低、灵敏度高、效率高、对人体无害等技术优势。但是，在实际检测工作中，在定量方面存在一定难度，定量不准将直接影响检测的准确率，最终检测结果也无法做到直观的反映和记录。

3 提高压力管道无损检测技术的措施

3.1 加强技术改进

技术的提高能够直接增加无损检测技术更多的技术优势，降低检测投入、检测时间、检测误差率等，同时，扩大检测范围，使无损检测能够在压力管道的运行中达到更高的保障效果。所以，不能对当前的无损检测技术故步自封，还需要保持积极学习心态，对检测中存在的不足进行深入分析，开展技术学习和创新活动，才能够更好地促进无损检测在技术方面的持续进步。比如，无损检测技术需要通过电子技术而实现，如果在电磁场影响较大的环境下进行检测，将由于电子元器件的异常状态影响无损检测的准确性，所以，在加强电磁场干扰方面进行研究也能够起到提高无损检测技术的作用。

3.2 加强技术控制和管理

无损检测的作用也会受到技术人员操作的影响，所以，为了使无损检测技术得到更大程度的提高，也需要在技术控制和管理方面予以加强。包括针对无损检测的程序进行规章的制定，使无损检测能够依照规章制度的要求有序进行，避免在检测程序方面存在随意或混乱等问题。对于无损检测人员也要做好相关的培训工作，确保检测人员能够达到技术要求，避免由于检测人员能力问题造成检测准确率等方面的下降。在进行无损检测时，检测人员需要严格按照规章制度和技术标准进行检测，除此之外，还需要设置专门的监督管理人员，对具体的技术操作和质量进行监管，能够避免数据误差、违规操作、记录篡改等问题的发生。对于无损检测工作的整体情况也需要做好记录总结，便于在产生检测问题时的调用和分析，都能够起到提高无损检测的作用。

3.3 加强技术人员的能力水平

压力管道无损检测具有一定的专业性，必须由具备无损检测技术能力的人员进行，才能够确保无损检测的准确性。所以对于技术人员的能力水平要做到严格要求，可以通过培训和考核的方式，一方面，对技术人员进行专业能力的培养，对先进的无损检测技术进行学习，对优秀的无损检测经验进行借鉴，从而在实际的无损检测中促进检测水平的提高。另一方面，对技术人员的能力水平做到明确，优秀的技术人员能够承担更多的检测任务，也可以获得相应的奖励，促进技术人员对提高能力水平的积极性，而能力水平不足的人员就需要加强对不足之处的学习，也需要接受相应的惩处，避免在无损检测中由于技术问题导致的检测问题。

4 结语

压力管道经过长期的高压运行后，会产生较多的缺陷问题，将会造成化工产业在经济和效率方面的损失，通过缺陷原因和无损检测技术的分析，能够有效促进压力管道缺陷问题的改善和防范，并加强无损检测技术的提高与发展，使化工产业的生产质量和效率得到更好的保障。