石油化工裝置無損檢測方法新進展研究

鄭澤 齊孝杰 潘晨銀 王建明

海洋石油工程股份有限公司 山東青島 266520

1 石油化工裝置無損檢測簡析

在大型石油化工裝置的建設過程中，無損檢測作為一個關鍵工序，其能夠確保該大型設備的焊接質量以及運行穩定性。而借助于無損檢測，其能夠對一些肉眼看不到的情況進行有效檢測，并可以對該化工裝置所存在的超標缺陷進行有效的處理，從而達到進一步提升工程建設質量的效果。在無損檢測工作中，其所需要關注的重點有、鍋爐與各種壓力容器，并占據了所有檢測量的八成左右，也是大型化工裝置在運行過程中最容易出現問題的地方。因此為了取得一個良好的無損檢測效果，也就需要對上述的重點內容進行精心策劃，并且對其檢測的內容以及施工管理流程進行嚴格的控制。事實上，石油化工裝置的無損檢測工作，起性質較為特殊，且具有一定的危險性。其裝置所產生的物質，普遍具有易燃性，易爆性，甚至是一些有毒有害的物質；除此之外，對于石油化工裝置的無損檢測工資多在夏季進行，在無損檢測時間緊迫的同時，夏季高溫也導致裝置內部的零件、管道等溫度急劇升高，且依舊會存在少量的有害氣體，對無損檢測人員的生命安全造成一定的威脅。因此，做好對化工石油裝置的安全管理工作，就顯得尤為重要。

2 常見的無損檢測方法

2.1 射線檢測方法

射線無損檢測技術主要是通過對物體聲音、電磁波和光線的分析來實現對各類設備和元件的質量檢測，為此，在應用射線無損檢測技術進行質量檢測操作時，并不會檢測對象造成損壞，無論是在性能方面還是在結構方面均不會產生影響，這也射線無損檢測技術的突出優勢。X 射線和 γ 射線具有極強的穿透性，利用這一特性可以用于石油化工的無損檢測。基本操作步驟是 ：先在下方放置感光膠片，然后自上而下的用 X 射線或 γ 射線照射待檢測的。當管道無裂縫時，感光膠片上可以產生均勻的“暗區”，當射線照射到裂縫時，會有更多的光線穿過縫隙投射到感光膠片上，并在膠片上產生“亮區”。完成一遍照射后，將感光膠片進行特殊沖洗處理，可以明確觀察到裂縫的形狀、尺寸等參數。射線照相法的優點在于檢測結果穩定、準確，但是對人體有一定的危害。(圖1)。

2.2 超聲檢測法

超聲波屬于一種人耳無法聽到的高頻聲波，在其傳輸過程中滿足波的傳輸規律。將其應用到石油化工裝置無損檢測中，主要是在需要檢測的部位，利用專業儀器設備，發射超聲波，聲波會在結構內部傳輸，然后被內部的損傷或者縫隙反射，由接收設備接收和分析，依照反射波的狀態來對石油化工裝置內部結構的完整性進行判斷。可以在介質中不同位置設置相應的傳感器，對超聲波在一定距離內傳播的時間進行測量，結合時間、速度和位移的相互關系來對波速進行計算，對照不同介質中超聲波的正常傳播速度，就能夠對材料的抗壓強度抗折強度以及彈性模量等進行測定，也可以幫助檢測人員找出材料或者結構內部可能存在的缺陷。超聲波檢測技術在實際應用中可能會出現誤差，例如，如果結構內部有水或者空氣，可能會對超聲波的傳輸產生影響，導致檢測結果偏差，而且其雖然可以快速找到路基或者橋體中的縫隙，但是在其他檢測項目存在很多不足，需要技術人員做好進一步的優化和完善。

圖1

2.3 光纖傳感檢測技術

光纖傳感檢測技術的基本原理，是利用部分物理量的敏感特性，通過將外界物理量轉換為光信號的方式來實現對于石油化工裝置工程的無損檢測。在我國，光纖傳感檢測技術經過了三十余年的發展，在許多領域都有著廣泛的應用，尤其是對于石油化工裝置檢測而言，能夠對工程鋼索索力、混凝土內部應力以及應變特性等進行檢測。而且與傳統傳感器相比，光纖應變傳感器的類型豐富，輕便靈活，也不會受到被測對象情況和外界環境因素等的影響，更能夠適應一些相對惡劣的特殊環境，如高壓、腐蝕等，具備較強的實用性。當然，因為光纖應變傳感器的市場價格相比較一般傳感器高出很多，導致光纖傳感檢測技術在石油化工裝置檢測方面并沒有能夠得到普及。

2.4 頻譜分析檢測技術

頻譜分析技術主要是根據不同介質表面波傳播頻率不同的特性，針對檢測對象的狀態進行判斷。將其應用在石油化工裝置無損檢測中，需要技術人員在結構表面施加一個瞬間垂直沖擊力，產生一組瑞雷波面，這種波面是以振源作為中心，具備多種頻率，通過在不同位置的錘擊，檢測人員可以得到不同的瑞雷波面信號，結合安裝在相應位置的傳感器，可以實現對瑞雷波頻率的檢測分析，繼而實現測定不同深度分層介質力學參數的目的。相比較傳統檢測方法，頻譜分析檢測技術的檢測速度更快、檢測頻率更高，能夠用于路面或者橋梁不同分層介質厚度均勻性和層間接觸情況的檢測。

3 石油化工裝置無損檢測方法新進展

數字射線照相方法是一種較為先進的石油化工裝置無損檢測方法，其主要優點包括方便統計并記錄報告結果、便于存檔圖像數據、能夠實現信息共享、能夠自動識別缺陷、可以加強處理數字、曝光時間短暫、自動化檢測容易實現以及無需化學藥品與消耗品，基于這樣的原因，數字射線照相方法具有廣闊的應用前景與應用空間。21世紀初期，下述無損檢測技術將會得到積極應用與深入研究：首先是數字X射線實時檢測系統在在役檢驗與過程控制、制造等領域中的應用；其次是射線檢測系統，其是一種有效利用NDI工作站、具有交換數據以及計算機化的無損檢測方法；再次是小型、低成本的CT系統；然后是放大微焦點成像的X射線成像檢驗系統；最后是X射線攝像機，其是一種高靈敏度、小型的無損檢測技術。

總之，隨著社會的進步以及市場經濟的迅速發展，石油、天然氣等能源型資源在人們生產、生活過程中的重要性與必要性日益突出，這樣的背景下，石油化工行業取得了巨大的進步，并得到了更加廣闊的發展前景，無損檢測技術為確保石油化工裝置的長期穩定運轉、促進石油化工企業經濟效益的提高做出了重要貢獻。