石油化工壓力管道的破壞和無損檢測(cè)

張軒睿

西安三環(huán)科技開發(fā)總公司 陜西西安 710000

在石油化工壓力管道的應(yīng)用中，經(jīng)常受到施工工藝、環(huán)境和材料的影響，造成管道疲勞、腐蝕、脆性等不同形式的損傷，對(duì)管道的安全運(yùn)行造成極大的危害。目前，我國石化設(shè)備已進(jìn)入世界領(lǐng)先發(fā)展水平。近年來，我國管道敷設(shè)式發(fā)展十分迅速，但在化工壓力管道的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行管理中仍存在一些問題[1]。很多壓力管道安全事故的發(fā)生，嚴(yán)重影響了化工企業(yè)的發(fā)展，給企業(yè)的發(fā)展帶來了很是不好的影響。要想維護(hù)行業(yè)的正常生產(chǎn)和發(fā)展，最有效的途徑就是通過無損檢測(cè)技術(shù)的有效應(yīng)用，最大程度地消除了管道中的安全隱患。

1 無損檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)

無損檢測(cè)技術(shù)是一種非破壞性檢測(cè)技術(shù)，它能以物理或者化學(xué)的檢測(cè)方法，對(duì)石油化工壓力管道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精準(zhǔn)、系統(tǒng)的檢測(cè)，同時(shí)它還能保證管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受損害。無損檢測(cè)應(yīng)用的原理是利用聲、光、電、磁等特性，來判斷被檢對(duì)象是否存在缺陷，以及缺陷的性質(zhì)、位置、大小、數(shù)量等信息。目前常用的無損檢測(cè)方法有射線檢測(cè)、超聲檢測(cè)、滲透檢測(cè)、磁粉檢測(cè)[2]。不同種類的檢測(cè)方法有不同的使用性，需要根據(jù)具體的檢測(cè)對(duì)象來確定。由于無損檢測(cè)技術(shù)具有靈敏度高、精準(zhǔn)性強(qiáng)、破壞性小等特點(diǎn)，因此它被廣泛的應(yīng)用在管道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢測(cè)之中。當(dāng)然，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)操作人員的要求也很高，相關(guān)工作人員必須接受嚴(yán)格的工作實(shí)操培訓(xùn)，并在通過技術(shù)考核考試之后，才能從事無損檢測(cè)工作。

2 壓力管道破壞形式

2.1 腐蝕破壞

腐蝕損傷主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）點(diǎn)腐蝕的問題，通常在損傷部位不是很容易被發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)腐蝕的現(xiàn)象主要分布在焊縫或受熱區(qū)。

（2）縫隙腐蝕，受縫隙溶液滲透和阻塞因素的影響，導(dǎo)致管道大部分被腐蝕。基本上所有這些情況的都發(fā)生在管道中，暫時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)在其他地方。

（3）應(yīng)力腐蝕，在壓力管道的外力作用下，在耐腐蝕介質(zhì)中造成損傷，這種損傷常發(fā)生在奧氏體不銹鋼的焊接部位，這種腐蝕有一定的隱蔽性，但實(shí)際破壞能力明顯。

（4）氫腐蝕，在焊接過程中發(fā)生。氫滲透到金屬的裂紋中，導(dǎo)致金屬與氫發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致腐蝕問題。

2.2 脆性破壞

管道的脆弱性破壞與管道的工作環(huán)境有關(guān)。通過對(duì)管道實(shí)際操作中的具體問題和操作環(huán)境的分析，可以得出管道材料明顯破壞性的結(jié)論。這個(gè)問題的主要原因是素材本身在管道作業(yè)中完全不適應(yīng)。因此，在設(shè)計(jì)石油化學(xué)工業(yè)的壓力管時(shí)，要保證總壓力管的性能。

2.3 疲勞破壞

疲勞失效是指壓力管在交變載荷作用下沒有塑性變形的故障。它具有以下特點(diǎn)：一，管壁的總應(yīng)力在整個(gè)疲勞破壞過程中不發(fā)生變化，其截面始終處于彈性狀態(tài)，疲勞損傷對(duì)管道變形的影響不明顯；其次，裂紋產(chǎn)生，膨脹和斷裂區(qū)的疲勞斷裂更為明顯；第三是裂縫傳播模式一般可見；第四個(gè)是基于斷裂疲勞線確定位于應(yīng)力集中區(qū)的疲勞裂紋的來源。

3 壓力管道的無損檢測(cè)方式

3.1 滲透檢測(cè)技術(shù)

在利用滲透檢測(cè)技術(shù)對(duì)石油化工壓力管道進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，首先要對(duì)石油化工的測(cè)試部位噴灑滲透液，經(jīng)過一定時(shí)間的等待滲透液完全進(jìn)入石油化工壓力管道的細(xì)微裂縫后，再把石油化工管道內(nèi)部多余的滲透液擦拭干凈，再次噴灑顯像劑，管道內(nèi)部存在的裂縫均可以觀察到，進(jìn)行預(yù)測(cè)是否需要進(jìn)行維修處理，該方法對(duì)于疏松多孔的材料極其試用，具有較好的測(cè)量效果，并且操作較為簡便，對(duì)于形狀復(fù)雜的構(gòu)件可一次性全部檢測(cè)，使用較為方便，但其也存在一些缺點(diǎn)，因?yàn)闈B透液使用時(shí)可能會(huì)泄露，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染[3]。

3.2 超聲波無損檢測(cè)

超聲波檢測(cè)利用超聲波能在彈性介質(zhì)中傳播，在界面上產(chǎn)生反射、折射等來探測(cè)材料內(nèi)部或表面缺陷，通過超聲波傳播及返回過程中產(chǎn)生的阻礙、測(cè)繪曲線的波動(dòng)現(xiàn)象和規(guī)律，分析壓力管道中是否存在缺陷，例如夾渣、裂紋、未熔合以及其他質(zhì)量問題。其中，超聲波無損檢測(cè)技術(shù)在實(shí)施中不但檢測(cè)厚度大，而且靈敏度高、速度快、成本低，能對(duì)缺陷定位和定量；具備適用性強(qiáng)、檢測(cè)效率高以及安全等優(yōu)勢(shì)，普遍應(yīng)用于各類壓力裝置設(shè)備的質(zhì)量檢測(cè)中。

3.3 射線檢測(cè)技術(shù)

射線檢測(cè)技術(shù)最主要應(yīng)用于探測(cè)試件內(nèi)部的宏觀幾何缺陷。它的檢測(cè)原理是：通過γ光射線對(duì)石油化工內(nèi)部管道進(jìn)行照射，然后判斷管道內(nèi)部的縫隙是否符合標(biāo)準(zhǔn)。一般來說，用于生產(chǎn)的管道都是十分龐大的，因此在生產(chǎn)管道的過程中就無法做到一次性成型，需要制造多個(gè)管道，再將它們焊接起來，而在焊接的過程中，一旦出現(xiàn)了焊接不合格的現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)部的壓力不平衡，進(jìn)而引發(fā)安全事故[4]。射線檢測(cè)技術(shù)就能很好檢測(cè)焊接縫隙是否符合工作標(biāo)準(zhǔn)，它能通過γ射線照射成像技術(shù)把照射后的管道具體情況生產(chǎn)高精度圖像。將感光材料（膠片）置于被檢試件后面，來接收透過試件的不同強(qiáng)度的射線，經(jīng)過暗室處理會(huì)得到透照影像，這樣根據(jù)影像的形狀和黑度情況可以判斷缺陷的大小、形狀及位置[5]。

4 結(jié)語

對(duì)石油化管失效形態(tài)和損耗檢測(cè)技術(shù)的分析探索顯示，石油化管的有效形式基本上是基于腐蝕問題。根據(jù)管道破損檢測(cè)中不同區(qū)域的損壞狀況，來選擇相應(yīng)管道的損壞檢測(cè)技術(shù)，保證管道整體的質(zhì)量。