壓力管道無損檢測技術的發展現狀及應用

呂圓（江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院， 江蘇 南京 210036）

壓力管道無損檢測技術的發展現狀及應用

呂圓（江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院， 江蘇 南京 210036）

隨著壓力管道事故的頻繁發生，逐漸引起社會各界的關注。無損檢測技術是應用于壓力管道探測中的一項重要技術，具有非破壞性和檢測全面性的特點，在預防管道設備事故發生和提高設備運行安全性中發揮重要作用。本文從闡述相關概念出發，分析了無損檢測技術的發展應用以及其在壓力管道檢測中的應用，旨在為推動我國壓力管道檢測無損傷技術的向前發展提供建議。

壓力管道；無損檢測技術；發展；應用

1 無損檢測技術

無損檢測技術是在對測量對象的質量和性能不損害的前提下，利用物體發光、聲、電、磁等性能對被測試物體的物理狀態進行檢測，確定缺陷位置、缺陷大小以及數量等信息的技術［1］。該技術區別于傳統檢測技術，具有鮮明特點：其一，非破壞性，被檢測的物品的質量和使用性能不受損壞，這是無損探測的最基本的特點，也是得以廣泛應用的原因之一；其二，全面性，為確保被測物品的性能不受影響，在測試前要對物體進行100%全面性的檢測。

2 無損檢測方法的發展與應用

（1）射線探傷 射線探傷技術利用的是射線可以穿透探測物體的特性來探測所測量物體的缺陷的方法。射線探傷方法包含：照相法、屏幕觀察法、X射線法等方法，但最常用的探傷方法是照相法，其工作原理為：由于存在內部缺陷的材料對射線的吸收能力較差，照相底片感光度大，因而可以通過照相底片的感光度的大小鑒別被測物體的內部缺陷的大小和外形。

（2）超聲波探傷 超聲波探傷技術的基本原理為：在交流電的作用下使內部晶片出發0.6-5MH的超聲波，并根據超聲波在物體界面上折射回的性能探測物體內部的損傷。由于超聲波在均一介質中沿直線傳播，且速度恒定不變，當遇到物體的分界面時發生折射和反射，因此，如果超聲波遇到雜質、氣孔等內部缺陷時就會反射，反射回的信號被儀器接收就可以找到內部缺陷的信息。超聲波探傷過程中，通常采用當量法對鋼板、鍛件以及焊縫的缺陷的形成原因進行分析。目前，超聲波探傷技術精度還不夠精確，其測量得到的當量尺寸并不是缺陷的真實尺寸。

（3）磁粉探傷 由于磁性物體被置于磁場中磁化之后，會在表面的缺陷處漏磁，磁粉探傷技術就是利用缺陷處的漏磁現場來探測物體損傷的［2］。對材質均勻的物體來說，磁力線均勻分布，當物體的表面有氣孔、裂紋和雜質等缺陷時，磁力線非均勻分布，且有很大的磁阻力，不易穿過物體，根據磁力線在缺陷處產生彎折的現象來判斷缺陷的存在。此外，被檢測物體要同時進行縱向磁化和橫向磁化，以保證對其進行360℃全方位的缺陷探測，在探測過程中還要留意材料的晶粒不均勻等假缺陷的現象。

（4）滲透探傷 利用材料本身具有滲透能力這一性能對材料缺陷進行檢測的方法是滲透探傷。滲透擦傷通常有染色法和熒光法兩種方法。染色法是將被測物體的表面涂上熒光滲透液，一定時間后將滲透液洗凈，用紫外線燈照射被測物體表面，缺陷位置在紫外線燈光的照射下發生熒光反應，進而觀察缺陷的特征。染色法的探傷原理與熒光法相同，但其滲透液是染色染料，在日光或白光的條件下可以觀察缺陷特征。滲透探傷的主要優點是操作簡單，費用低廉，靈敏度高、測量結果直觀，被測試物體不受化學成分和結構的限制。

3 無損檢測技術具體應用的內容

無損檢測技術通常應用于壓力管道的表面無損探測、內部無損探測、缺陷高度的檢驗等方面。

（1）表面無損探測 表面無損探測具體的檢測內容主要包括：檢測是否有裂紋、氣孔等可疑缺陷的發生；被測物體內表面的焊縫處是否有裂紋、氣孔等缺陷；管道焊縫的修磨和咬邊位置是否有裂紋、氣孔等缺陷的發生；需補焊的位置是否有裂紋、氣孔等缺陷；處于腐蝕、潮濕等環境中的壓力管道的表面無損探測。

（2）內部無損探測 內部無損探測的主要工作內容為：制造、安裝中的被測量物體的內部是否有氣孔、裂紋和雜質等缺陷；表面檢測中檢測出的有裂紋的焊接接頭處是否有夾渣、氣孔和裂紋等缺陷；咬邊、錯邊較嚴重的焊接接頭處是否有夾渣、氣孔和裂紋等缺陷的發生；壓縮機、泵的焊接處是否有氣孔和裂紋等缺陷的發生；用戶和檢修人員認為存在安全隱患的位置。

（3）缺陷高度檢測 根據缺陷高度檢測的標準，對壓力管道的高度缺陷進行測定，以此對缺陷的可靠度進行評價。我國在壓力管道的缺陷高度的檢測上開展了大量的試驗，主要運用的方法是衍射波法、最大回波法和6dB法。最大回波法主要針對缺陷的端部反射的回波幅度進行測定，但會有找不到端點的問題；衍射波法主要針對缺陷端點處波的衍射現象進行評估分析，得出缺陷的大小范圍的方法。此方法也存在端點找不到以及回波不清晰的情況發性；6dB法主要針對缺陷的寬度和長度進行測定，其主要的缺點是精度不高，但應用范圍廣、操作簡便，是一種較為普遍的缺陷高度的檢測方法。

4 結語

根據工件極限壽命設計上普遍應用斷裂力學原理，不但要求無損傷檢測人員能夠提供缺陷的具體尺寸、類型等基本信息，還要求測量人員會測傷、探傷，對被測物體進行壽命和檢修周期的評估。因此，無損檢測技術對探測設備和相關操作人員的要求也越來越高。不論是無損探測、探傷還是評價，都可以從被檢測物體的檢測結果中進行缺陷原因分析和對策查找，為事后生產工藝和生產流程的改善、產品安全和品質的提升提供高效、便捷的方法。

［1］王德強.淺談壓力管道的無損探測技術［J］.商品與質量，房地產研究，2014，（7）：294.

［2］宋玉霞.壓力容器無損探測技術探討［J］.中國新技術新產品，2011，（7）：20.