淺談壓力管道的無損檢測技術

劉軍嶺

摘 要：隨著現代科學技術的不斷進步，各行業都得到了良好的發展，無損檢測技術也不例外，這項技術在壓力管道的制造和運行中有著廣泛的應用。但是由于無損檢測技術開展的時間較短，很多地方需要進行不斷的完善，才能更好地保證壓力管道元件的制造質量和壓力管道在運行過程中的安全。本文以無損檢測技術為例，提出其使用過程中的各種技術，并對其進行深入的分析探討。

關鍵詞：壓力管道;無損檢測;在線檢測

壓力管道作為一種承壓類特種設備，在管道設備中有十分廣泛的應用，它承受著各種來自內部或外部的壓力，壓力管道是由眾多的受壓與承壓部件組裝而成的。各組成部件會隨著時間的推移發生各種各樣的變化，由此便會給壓力管道的運行帶來各式各樣的問題，引起的安全事故更是影響極大。因此，壓力管道質量問題一直備受關注。為確保壓力管道能夠在使用過程中的安全，就必須要運用各種有效的手段對壓力管道進行及時檢驗檢測，防止安全事故的發生。無損檢測技術是檢測壓力管道安全狀況及其使用壽命的依據之一。

一、無損檢測技術概念及特點

無損檢測技術是利用現代科學技術手段，在不損壞檢測對象的前提下，對檢測對象實施的質量技術檢測，探知被檢測對象的質量問題，并能夠通過技術手段探知具體損壞的位置，部分技術還可以通過儀器直接顯示到屏幕上，便于維修人員進行快速且準確的維修。無損檢測技術相較于傳統檢測手段有較為顯著的進步，首先是無損檢測技術不會破壞檢測對象介質，其次是能夠對檢測對象施以全面的檢查。無損檢測技術應用在壓力管道質量安全檢測過程中，讓壓力管道工程的應用時限得到了有效的提升，且有效的保證了壓力管道使用過程中的質量安全。因此無損檢測技術最大的特點便是能夠對檢測對象做出質量評定與壽命評定。

二、壓力管道常見問題及無損檢測技術的應用

壓力管道元件主要是由承壓部件和支承部件組合而成。壓力管道元件材料有鍛件、鑄件、管材和板材及型材（壓延件）、焊接件等。下面將根據不同元件產生的缺陷問題采用相應無損檢測技術進行針對性檢測分析。

（一）壓力管道的常見問題

1、鍛件的常見問題

冒切口切除不當引起的縮孔與縮管;鑄件凝固過程中出現的收縮問題;鍛造過程中的非金屬夾雜物;鑄錠熔渣時的夾砂現象;鍛鋼件表面折疊缺陷;鍛鋼件表面龜裂、裂紋、白點等。

2、鑄件的常見問題

熔化金屬凝固過程中氣體不易排出情況下出現的氣孔;澆鑄時鐵水包與熔渣形成的夾渣現象;澆鑄時沙子掉落引起的夾砂現象;鑄件凝固時金屬收縮情況下引起較多密集氣孔;澆鑄溫度過低導致熔體相遇卻并不能有效熔合;鑄件凝固過程中的收縮問題引起的縮孔;鑄件中心的縮孔問題引起的疏松;材質與鑄件形狀存在一定差異，導致凝固時出現應力裂紋。

3、無縫鋼管的常見問題

加熱不良引起的縱裂紋;軋制過于劇烈、加熱、冷態等加工過于密集形成的橫裂紋;加工時導管和拉膜出現的形狀問題所引起的表面劃傷現象;圓鋼表面內部有雜質引起的翹皮現象;分層鋼坯內部雜質被軋平出現的層狀缺陷。

4、管道焊接接頭常見缺陷

因施工設備操作不當所引起的外觀缺陷，是肉眼可見的;沿著焊趾在母材部分所形成的溝槽現象;焊縫中加熱過程中金屬為完全融化所形成的焊瘤;焊接表面低于母材;焊縫過程中的斷續所形成的未焊滿現象;焊縫時出現的穿孔現象;焊接過程中發生的反應所形成的氣孔;焊接過程中出現焊劑、氧化物等進入焊接內形成的夾渣現象;裂紋;未焊透;未熔合等等。

（二）無損檢測技術的應用

1、磁粉檢測技術

針對鐵磁性材料的鍛件、無縫管道、管道焊接中常見的問題可使用磁粉檢測技術。對鐵磁性金屬鍛件的表面缺陷以及近表面（一般3mm）缺陷一般都能夠檢測出來。通過對工件進行磁化，使工件在缺陷處形成漏磁場，磁粉在漏磁場處堆積，缺陷就會表露出來，技術人員便可根據磁化現象進行具體的分析。磁粉檢測技術的優點是能夠快速的檢測表面缺陷;若鍛件被形狀所限制，設備便可自由移動檢測;鍛件所需預加工形狀較少，只需對檢測管道表面進行清潔即可;可對形狀簡單的鍛件進行自動化檢驗;鍛件的頑磁性較強時，使用磁化法檢驗最為便捷;磁粉檢驗能夠檢驗出焊接過程中出現的埋藏較淺的裂紋、未焊透、未熔合以及表面氣孔等，但磁粉檢測技術只能用于鐵磁性材料檢測，對于非鐵磁性的材料則不適用。

2、滲透檢測技術

液體滲透檢測技術是無損檢測中較多應用的一種技術，其應用方式較為多樣化，能夠對各種類型的鍛件表面缺陷、管道焊接、鑄件進行有效檢驗，但是主要應用于金屬鍛件的減測，其中最重要的是對任何的形狀或者尺寸的鍛件都可以進行無障礙檢驗。主要應用方式是通過對鍛件、管道焊接、鑄件處涂抹滲透劑，在毛細現象作用下滲透劑會滲入涂抹位置表面缺陷處，然后操作人員對周圍無用的滲透劑進行清除，最后再利用顯像劑將滲透到缺陷里的滲透劑吸附出來，讓技術人員能夠快速的得知管道內部的缺陷進行修補。利用滲透的方式進行檢驗的優勢為：不受金屬成分、形態的限制;不受鍛件形態、尺寸的限制;滲透檢測技術所使用設備極為簡單;也無需對檢測人員進行嚴格的訓練;壓力管道的任何制造階段都可進行檢驗，也可以直接在工位上進行檢驗。

3、超聲檢測技術

超聲檢測技術應用較為廣泛，可應用在以上各種常見問題中，超聲檢測技術能夠檢驗鍛件內部缺陷，但是形狀較為復雜的零件利用超聲檢驗還是存在一定難度的。檢驗過程中的鍛件需要從相互垂直的兩個方向進行檢驗。壓力管道焊接接頭在利用超聲檢測缺陷時，主要應用的是脈沖反射超聲檢測技術，TOFD和相控陣檢測技術也已逐漸成熟，對焊接縫中的未焊透、夾渣、裂紋、未熔合等缺陷可以進行有效檢驗。在管道檢驗過程中利用超聲檢測技術的難度較大，且操作過程復雜，它需要操作人員具有專業的理論知識和嫻熟的操作技能才能完成，操作人員還必須取得上崗資質。但其優勢是能夠將管道內部缺陷信號通過儀器放大，更容易探知多種管道缺陷，且檢測成本較低。

4、射線檢測技術

射線檢測技術在鍛件中的應用較少，主要是射線檢測技術對體積型缺陷的檢出率較高，而鍛件中存在的缺陷很多都是面積型的，且鍛件缺陷經過超聲檢測便能夠全部得到識別，且超聲檢驗更加經濟實用，而且射線難以穿透厚度較大的鍛件。射線檢測技術較多地應用于壓力管道焊接接頭的檢測。

5、渦流檢測技術

渦流檢測中所采用的是環繞檢測線圈和內旋式探頭，在使用探測線圈時，缺陷極為容易顯現出來。主要應用在無縫管的缺陷檢驗中，若是在檢驗過程中單獨安裝探頭跨在管道表面上，管道的磁飽和便可對管道內部或內表面的缺陷進行全面的檢測，尤其是分層焊接缺陷。同時對壓力管道內部材料的腐蝕現象也可使用渦流檢測技術進行全方位的檢驗。渦流檢測技術在壓力管道檢測過程中自動化程度相比其他檢測技術要高，且成本低、操作便捷等都是渦流技術在無損檢測技術中被廣泛應用的重要特點。

6、聲發射檢測技術

該檢測技術主要是根據壓力管道內部缺陷的聲源信號進行缺陷檢測，聲發射檢測技術就是通過管道施加一定的應力，內部存在缺陷時，缺陷位置就會出現彈性波動，聲發射檢測技術所利用的儀器便能夠直接感知彈性波動同時對缺陷位置進行確定。聲發射檢測技術相對以上檢測技術而言，能夠感知壓力管道內部較為細小的缺陷，缺陷檢測方式精確度較高，且能夠及時發現壓力管道內部的潛在風險，能夠有效降低壓力管道后期的檢測維修成本。

結束語：

無損檢測技術在壓力管道缺陷檢驗過程中，不僅可以在不破壞壓力管道內部介質的情況下完成準確的缺陷檢驗，還能夠對壓力管道潛在風險提出預警，這對于維修技術人員也有較大的幫助。無損檢測技術已經在壓力管道檢測中做出了較大的貢獻，期望以后能夠在實踐中不斷的完善無損檢測技術，提升無損檢測技術的應用能力。

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