石油管道內(nèi)缺陷無損檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀

麻國棟 屈剛 常英魁 齊孝杰

海洋工程技術(shù)服務(wù)分公司 天津 300450

1 無損檢測技術(shù)概述

1.1 概念

無損檢測方式顧名思義就是指在不破壞檢測對象的結(jié)構(gòu)完整性的前提下，對其結(jié)構(gòu)性能和功能指標進行檢測的方式。在實際檢測期間，常用三種手段（MT、ET、PT）檢測目標的表面缺陷，對檢測目標的深處與內(nèi)部的檢測一般采用UT與RT兩種方法。通過這種技術(shù)，能夠?qū)Ρ粶y對象存在的缺陷類型、位置、特點等信息進行分析，并且能夠?qū)ζ湓斐傻挠绊戇M行評估和檢驗。

無損檢測方式就是利用材料組織性能結(jié)構(gòu)在焊接過程中發(fā)現(xiàn)物理量的變化的特點，從而反應(yīng)出被測對象結(jié)構(gòu)和性能方面存在的缺陷類型。其技術(shù)的可靠性和可操作性與被測對象的材料性能、形狀尺寸等結(jié)構(gòu)都有很大的關(guān)系，檢測到的物理量信息同時還會受到人為操作、環(huán)境因素、儀器設(shè)備等干擾因素的影響。所以，在實際檢測過程中，通常會提取多個物理量進行分析研究，盡可能的提高分析結(jié)果的可靠性，最后綜合對檢測結(jié)果進行分析判斷。目前所采用的技術(shù)中，按所選用的物理量進行分類主要包括輻射法、聲學(xué)法、電磁法及其他方法四大部分。

1.2 應(yīng)用原則

（1）質(zhì)量評定。無損檢測技術(shù)的應(yīng)用目的是對設(shè)備的具體故障點進行比較準確的確定。在檢測過程中，主要是針對被測物體表面或者內(nèi)部存在缺陷的地方進行檢測，然后對物體的成分、化學(xué)原理等質(zhì)量內(nèi)容進行評定，實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)的科學(xué)控制，使生產(chǎn)工藝更符合使用需要，是提高產(chǎn)品質(zhì)量的有利保障。

（2）壽命評定。壽命一般與物體的使用時長有直接關(guān)系，壽命評定就是利用無損檢測技術(shù)對被測物體的安全性進行分析，也就是對被測物體能夠使用的最長時長進行預(yù)測，同時通過檢測確定被測物體哪些地方存在不足，以便在后期的使用中采取有效的方法延長使用期限，針對被測物的故障進行檢測，及時修復(fù)，保證設(shè)備的正常運行。

2 石油管道內(nèi)缺陷無損檢測技術(shù)

2.1 漏磁無損檢測

針對漏磁監(jiān)測技術(shù)來進行分析，其主要是運用在高磁導(dǎo)性材料之上。那么在檢測的過程之中，管道內(nèi)部會出現(xiàn)磁化的現(xiàn)象，在檢測之中管道內(nèi)部發(fā)生腐蝕或者是損壞的情況，磁通量就會在管道內(nèi)部流出，隨即就會被傳感器檢測出來。所流出的磁通量，實質(zhì)上就是家奴磁場的飽和度函數(shù)，其主要決定這管道的大小與厚度。在剛性材料管道檢測的過程之中，管道內(nèi)部并未出現(xiàn)缺陷的時候，磁通量基本上是會經(jīng)過磁力線分布均勻；在其內(nèi)部出現(xiàn)缺陷的時候，磁力線出現(xiàn)變化，所流出的鋼管表層，相應(yīng)的在分析檢測結(jié)果之后得到信息。

2.2 超聲波檢測技術(shù)

該技術(shù)對石油管道進行無損檢測，一般利用其材料以及缺陷聲學(xué)性能不同，對超聲波傳播的波形反射狀況與穿透的能量異同來測試材料內(nèi)部缺陷進行檢測。脈沖反射法通過縱波來進行垂直探傷，橫波用來斜射探傷。超聲波檢測是利用超聲波本身的特性，在傳播過程中逐漸減弱，在碰到組織界面時發(fā)生反射，從而對被測對象進行無損檢測分析的方法。同理，超聲波脈沖回波法等都屬于此種類方法的衍生技術(shù)范圍之內(nèi)。通過對穿透被測對象的波形圖信息進行分析比較，從而判斷缺陷存在的位置和類型信息。

2.3 脈沖渦流檢測技術(shù)

針對先前較為傳統(tǒng)的渦流檢測而言，其主要運用正弦波信號來激勵驅(qū)動線圈，從而使得驅(qū)動線圈和傳感器線圈之間發(fā)生阻抗。這與傳統(tǒng)的渦流技術(shù)檢測來進行對比分析，脈沖渦流檢測技術(shù)運用寬波來將探測器的驅(qū)動線圈激發(fā)出來，脈沖信號會直接性的影響到其表明，從而全方位分析信號。脈沖渦流信號，這是一類最新型化的無損探測技術(shù)。

2.4 滲透檢測

基本操作步驟是：先將待檢測的石油管道進行清潔處理，然后用熒光染料在管道表面進行一次均勻的涂刷。如果管道表面有裂縫，在毛細管的作用下，熒光染料會滲透到裂縫中。涂刷結(jié)束后靜置5-10min，沖洗掉熒光染料。最后，用噴霧器將顯相劑均勻的噴涂到管道表面，用紫外線燈照射。裂縫部位中的熒光染料由于無法被沖洗，在紫外線燈光下會呈現(xiàn)出特別的顏色，從而可以判定管道表面裂縫的存在。

滲透法無損檢測的優(yōu)點是可以檢測不同材質(zhì)的管道，包括金屬、非金屬等，并且操作比較方便。缺點是只能檢測管道外表面裂縫，對于管道內(nèi)壁或內(nèi)部裂縫則不能檢測出來。

2.5 射線照相類檢測技術(shù)

射線檢驗技術(shù)通常檢測石油管道的焊縫出現(xiàn)缺陷。當(dāng)射線穿過物質(zhì)時，它按一定的衰減規(guī)律衰減，能使部分物質(zhì)出現(xiàn)熒光現(xiàn)象與光化學(xué)現(xiàn)象。在射線到達膠片上以后，因為有無缺陷部位的厚度或者密度的異同，射線在各個部位的衰減不一樣，所以射線穿過各個部位投射到膠片上效果不同，導(dǎo)致膠片感光效果不同，經(jīng)過暗室的處理以后就出現(xiàn)黑度不一樣。按照底片上不同的黑度，評片工作者借助觀片燈就可以判斷缺陷的狀況并做出質(zhì)量評價。射線檢驗技術(shù)的適用性質(zhì)量較高，檢測各種材料的石油管道都表現(xiàn)出了相同的無損檢驗效果，同時其可以直觀的展示出缺陷的影像圖，來確定缺陷的定量與定性數(shù)據(jù)的完整性和真實性。此外，射線檢驗也經(jīng)常用在石油管道的檢測中對超聲檢驗找到缺陷的進行復(fù)驗，以確定該缺陷的性質(zhì)，讓缺陷返修有證據(jù)可依，能直接得到檢驗圖像，得到數(shù)據(jù)也十分精準，可以保存很長時間。不過該檢測不適合檢測管壁厚的石油管道，并且檢測成本比較高，檢驗速度很慢，還會傷害人體。

總之，因為石油管道埋藏在一個分布不均的土地，土壤環(huán)境相對繁雜，管道在具體運用過程之中的溫度與壓力標準不會發(fā)生變化，對于各類檢測方式，其自身的抵御程度也不一。目前所處的形勢，來將管道內(nèi)的缺陷無損檢測技術(shù)實施更加深入的分析與研究，進而推動該行業(yè)在后續(xù)發(fā)展過程之中打下堅實的基礎(chǔ)。由此可見，本文的研究也就顯得十分的有意義。