無損檢測(cè)技術(shù)在石油化工建設(shè)工程的應(yīng)用

田忠良

摘 要：在石油化工建設(shè)工程中，對(duì)工程建筑全過程和特種設(shè)備進(jìn)行無損檢測(cè)，不僅能幫助工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程存在的安全隱患，還可以幫助檢測(cè)人員以最快的速度探測(cè)、定位、評(píng)定工程缺陷，保障石油化工建設(shè)工程順利、安全、高效進(jìn)行?；诖耍接憻o損檢測(cè)技術(shù)，分析無損檢測(cè)技術(shù)在石油化工建設(shè)工程的優(yōu)勢(shì)，研究無損檢測(cè)技術(shù)在石油化工建設(shè)工程中的應(yīng)用措施。

關(guān)鍵詞：無損檢測(cè)技術(shù)；石油化工；建設(shè)工程；應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TE65? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2024）02-0094-03

0引言

石油化工建設(shè)工程包括管道設(shè)計(jì)、規(guī)劃和建設(shè)等諸多工作。管道作為油氣資源輸送的載體和通道，其安全性和穩(wěn)定性直接決定工程整體建設(shè)質(zhì)量和后續(xù)工作成效。管道內(nèi)部或外部存在問題可能會(huì)影響輸送效率、輸送質(zhì)量，甚至導(dǎo)致在未來使用階段的安全問題。因此，壓力管道、容器等設(shè)備的質(zhì)量檢測(cè)至關(guān)重要。無損技術(shù)不破壞設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于管道質(zhì)量檢測(cè)工作，能夠幫助工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)、精準(zhǔn)定位、全面預(yù)測(cè)設(shè)備故障、安全隱患等，提高工程建設(shè)階段和設(shè)備使用階段的安全性和穩(wěn)定性。

1無損檢測(cè)技術(shù)概述

無損檢測(cè)技術(shù)是在不損壞被檢測(cè)對(duì)象內(nèi)外部結(jié)構(gòu)和性能的條件下，借助檢測(cè)設(shè)備和現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)設(shè)備外部、內(nèi)部，探測(cè)、確定、分析、明確設(shè)備存在的缺陷等問題，精確到缺陷大小、形狀、程度、位置、數(shù)量等信息[1]。

無損檢測(cè)技術(shù)的原理是根據(jù)缺陷與正常情況所產(chǎn)生的聲音、電波、光熱現(xiàn)象的差異，借助現(xiàn)代設(shè)備分析參數(shù)差異，定位缺陷位置、明確缺陷實(shí)際情況。以聲波無損檢測(cè)技術(shù)為例，雷達(dá)等聲波被發(fā)射到設(shè)備表面，如設(shè)備表面光滑、不存在缺陷，則回聲頻率相同；如設(shè)備表面存在缺陷凹凸不平，則回聲波頻率不同。檢測(cè)人員可以根據(jù)回聲頻率明確設(shè)備表面是否存在缺陷（這也適用于設(shè)備內(nèi)部檢測(cè)）。

無損檢測(cè)技術(shù)具有無損、全面、完整的檢測(cè)特點(diǎn)，不僅可以檢測(cè)破壞性檢測(cè)技術(shù)能夠檢測(cè)的設(shè)備，還能檢測(cè)破壞性檢測(cè)技術(shù)不能檢測(cè)的設(shè)備。在使用期間的設(shè)備也可以進(jìn)行全面檢測(cè)。無損檢測(cè)技術(shù)的適用范圍包括設(shè)備表面缺陷、狀態(tài)、內(nèi)腔、裝配和過量檢測(cè)。

2無損檢測(cè)技術(shù)在石油化工建設(shè)工程的優(yōu)勢(shì)分析

無損檢測(cè)技術(shù)具有無損性、互容性、嚴(yán)格性、動(dòng)態(tài)性和檢驗(yàn)結(jié)果的分歧性等功能優(yōu)勢(shì)。將該技術(shù)應(yīng)用于石油化工建設(shè)工程中，能凸顯其優(yōu)勢(shì)，在保證工程建設(shè)的安全、順利施工和穩(wěn)定運(yùn)行方面具有重要意義。它能輔助工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)、全面掌握工程建設(shè)環(huán)節(jié)存在的安全隱患、故障點(diǎn)，評(píng)估設(shè)備質(zhì)量和使用壽命。

2.1 檢測(cè)全面化、安全性，可靠性高

工作人員使用相關(guān)儀器設(shè)備，向檢測(cè)對(duì)象發(fā)射射線、超聲波、紅外線、電磁，根據(jù)回收的射線、超聲波、電磁等，檢測(cè)對(duì)象是否存在缺陷[2]。

無損檢測(cè)技術(shù)不需要工作人員拆解設(shè)備，射線、聲波等可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面覆蓋，通過簡(jiǎn)單的技術(shù)手段、實(shí)現(xiàn)對(duì)石油化工設(shè)備和工程的全面檢測(cè)覆蓋。檢測(cè)具有全面性和安全性的優(yōu)勢(shì)，與人工檢測(cè)技術(shù)相比，無損檢測(cè)技術(shù)更加準(zhǔn)確、可靠。該檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可以確保設(shè)備性能良好，并降低設(shè)備運(yùn)行和工程建設(shè)的安全隱患。

以基于X射線為原理的無損檢測(cè)技術(shù)在石油化工管道焊接中的應(yīng)用為例，X射線能穿透金屬材料，根據(jù)不同材料對(duì)射線的吸收與散射能力，獲得不同的感光膠片，并在底片上形成黑度不同的影像，使人們清晰地看到石油壓力管道內(nèi)部存在的缺陷。如果金屬管道內(nèi)腔表面光滑平穩(wěn)，檢驗(yàn)所得的底片影像黑度相同；如果管道內(nèi)腔凹凸不平，存在多余物或凹陷，底片影像深度不同。射線源、射線膠片、增感屏、線型像質(zhì)計(jì)是采用X射線對(duì)石油管道進(jìn)行無損檢測(cè)所需要的主要設(shè)備[3]。

傳統(tǒng)的破壞性檢測(cè)技術(shù)受到人為因素的影響較大，容易出現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確、不全面的問題。而無損檢測(cè)技術(shù)借助現(xiàn)代技術(shù)與設(shè)備，能很好地解決這一問題，輔助工作人員獲得準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。

在檢測(cè)介質(zhì)的幫助下，工作人員在不影響石油管道功能、性能和整體結(jié)構(gòu)的情況下，可對(duì)石油管道進(jìn)行全面、安全檢測(cè)，并獲得更為準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。這有助于工作人員改進(jìn)工程方案，預(yù)測(cè)未來使用情況，并制定方案，時(shí)刻為運(yùn)行過程中解決問題做好準(zhǔn)備工作。

2.2 檢測(cè)高效且經(jīng)濟(jì)性好

借助快速傳播的檢測(cè)介質(zhì)和現(xiàn)代技術(shù)為核心的檢測(cè)設(shè)備，工作人員可以加快完成對(duì)石油設(shè)備、建設(shè)工程的質(zhì)量和缺陷檢測(cè)任務(wù)，具有高效率優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)破壞性檢測(cè)技術(shù)相比，無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用能保證設(shè)備功能和結(jié)構(gòu)的完整性，不影響設(shè)備的正常運(yùn)行，不僅能節(jié)約人工成本，還不中斷工作，降低成本并保證業(yè)務(wù)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，增加石油化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

例如，超聲波檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，僅需工作人員使用聲波發(fā)射和回收設(shè)備，向石油管道、容載設(shè)備發(fā)射超聲波即可。與傳統(tǒng)的設(shè)備拆解檢測(cè)方法相比，不僅節(jié)約了大量的時(shí)間，提高檢測(cè)效率，還能節(jié)省人力資源，大大節(jié)約了時(shí)間和人工成本。

3無損檢測(cè)技術(shù)在石油化工建設(shè)工程中的應(yīng)用

在現(xiàn)代技術(shù)快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的背景下，用于石油化工建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)和故障識(shí)別的無損檢測(cè)技術(shù)水平逐漸提高，工作人員可使用相關(guān)設(shè)備和檢測(cè)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備和工程全覆蓋式、全過程化的質(zhì)量檢測(cè)。

3.1 石油化工工程中最常用的無損檢測(cè)技術(shù)

磁粉檢測(cè)、射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)和滲透檢測(cè)是最主要的無損檢測(cè)技術(shù)，在石油化工領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

3.1.1磁粉檢測(cè)技術(shù)

磁粉檢測(cè)技術(shù)以磁粉作為主要檢測(cè)材料，檢測(cè)對(duì)象為金屬鐵，應(yīng)用于鐵質(zhì)金屬設(shè)備的檢測(cè)。基于磁粉聚集的原理，檢測(cè)人員檢測(cè)和判斷金屬材料表面、近表面存在的缺陷，明確缺陷位置、大小、程度以及被磁化情況[4]。

工作人員對(duì)檢測(cè)的石油化工設(shè)備進(jìn)行磁化處理，使其形成漏磁場(chǎng)，將磁粉作為材料和傳感器，根據(jù)磁粉形成的不連續(xù)磁痕，清晰呈現(xiàn)檢測(cè)對(duì)象表面和近表面缺陷的具體位置、尺寸、形狀、程度。磁粉與漏磁場(chǎng)相互作用形成磁痕，這就是該技術(shù)的工作原理。

3.1.2射線檢測(cè)技術(shù)

以X射線或γ射線為檢測(cè)介質(zhì)的檢測(cè)技術(shù)統(tǒng)稱為射線檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)采用向石油化工設(shè)備發(fā)射射線，根據(jù)材料對(duì)射線的吸收和損耗程度判斷設(shè)備是否存在缺陷。

射線具有穿透性的特點(diǎn)，能穿透各類材料表面，對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行深度探索。在石油化工設(shè)備內(nèi)腔檢測(cè)中應(yīng)用該技術(shù)，可以通過射線在正常和缺陷部位形成影像，明確展示內(nèi)部缺陷的位置、大小和形狀。

3.1.3超聲檢測(cè)技術(shù)

超聲脈沖反射法根據(jù)聲阻抗介質(zhì)相差引起的反射的原理，將探頭當(dāng)作接收設(shè)備、發(fā)射設(shè)備，使用探傷儀，在熒光屏上將反射的信號(hào)顯現(xiàn)出來。然后，工作人員根據(jù)基軸上的位置，依據(jù)聲波定位缺陷位置和情況。

透射法是超聲檢測(cè)技術(shù)的一種主要方法，要求人員在石油化工設(shè)備中將發(fā)射探頭和接收探頭放置相應(yīng)位置，根據(jù)接收探頭獲取的聲波信號(hào)，判斷設(shè)備內(nèi)部是否存在缺陷以及缺陷程度。如果設(shè)備中存在小缺陷，聲波在傳播的過程中會(huì)被缺陷阻擋，接收探頭獲得的信號(hào)微弱；如果設(shè)備存在較大缺陷，聲波被缺陷部位完全阻擋，接收探頭無法獲得聲波信號(hào)；如果設(shè)備內(nèi)部不存在缺陷，接收探頭獲得的聲波信號(hào)較強(qiáng)。工作人員根據(jù)接收探頭獲得的聲波信號(hào)的強(qiáng)弱，來判斷設(shè)備質(zhì)量和缺陷程度。

超聲共振檢測(cè)技術(shù)以共振法為原理，超聲波在石油化工設(shè)備檢測(cè)中的傳播，頻率調(diào)整和波長(zhǎng)發(fā)生變化，工作人員根據(jù)監(jiān)測(cè)的共振次數(shù)、頻率和相關(guān)參數(shù)，可計(jì)算設(shè)備的實(shí)際厚度，并了解設(shè)備厚度不均勻的問題。

3.1.4滲透檢測(cè)技術(shù)

設(shè)備和裝置的質(zhì)量均會(huì)隨著使用時(shí)間的增加而降低，導(dǎo)致出現(xiàn)各類質(zhì)量問題。其中表面裂縫或缺陷是質(zhì)量問題的主要類別。無損檢測(cè)技術(shù)中的滲透檢測(cè)方法針對(duì)這一情況量身定制，工作人員可將滲透液從設(shè)備表面存在的缺陷位置滲入設(shè)備表面，在滲透液的作用下，檢測(cè)表面裂紋和氣孔缺陷。

該技術(shù)適用于檢測(cè)各種材料的固定設(shè)備。但其僅可檢測(cè)設(shè)備表面缺陷，且需要在設(shè)備表面存在缺陷切口的情況下采用，具有檢測(cè)范圍的局限性。

3.2 無損檢測(cè)技術(shù)在石油化工建設(shè)中的應(yīng)用

石油化工行業(yè)各項(xiàng)工作安全、有序、平穩(wěn)開展，需要高質(zhì)量的設(shè)備保障。在石油化工建設(shè)工程中，工作人員要重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備、裝置和工程質(zhì)量，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決存在的問題，提高工程建設(shè)水平，為后續(xù)工作的開展創(chuàng)造良好的設(shè)備條件。

無損檢測(cè)技術(shù)在石油化工建設(shè)工程中的應(yīng)用，廣泛應(yīng)用于設(shè)備材料、設(shè)備施工及使用、特種設(shè)備等領(lǐng)域，可以幫助工作人員通過技術(shù)手段定位缺陷點(diǎn)和判斷缺陷點(diǎn)大小。

3.2.1對(duì)設(shè)備材料的無損檢測(cè)

工作人員需要明確建設(shè)工程的檢測(cè)重點(diǎn)，制定檢測(cè)工作方案，并明確其在工程建設(shè)各環(huán)節(jié)的檢測(cè)責(zé)任。石油運(yùn)輸管道作為石油化工工程的重要材料，是工程的檢測(cè)重點(diǎn)，工作人員應(yīng)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)壓力設(shè)計(jì)為≥10 MPa的管道構(gòu)件進(jìn)行表面積檢測(cè)，并對(duì)輸送危害介質(zhì)的管道進(jìn)行無損檢測(cè)，明確運(yùn)輸管道存在的缺陷或問題。

石油化工企業(yè)擁有存儲(chǔ)罐等大型設(shè)備，工作人員可使用磁粉檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)存儲(chǔ)罐表面是否存在裂縫等缺陷，運(yùn)用射線或超聲技術(shù)檢測(cè)罐內(nèi)壁是否存在缺陷或厚薄不均的問題。例如，使用超聲技術(shù)檢測(cè)鍛件、高強(qiáng)度螺栓等可能存在的裂紋缺陷。

3.2.2對(duì)設(shè)備施工和運(yùn)行狀況的無損檢測(cè)

無損檢測(cè)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的全面、全過程檢測(cè)，能對(duì)處于運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備進(jìn)行高效檢測(cè)，輔助設(shè)備管理人員動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、及時(shí)了解設(shè)備使用、老化情況。石油存儲(chǔ)罐或運(yùn)輸管道可能因?yàn)楹附硬划?dāng)出現(xiàn)漏油的問題，這不僅存在較大的安全隱患問題，還直接導(dǎo)致油氣能源的浪費(fèi)。隨著石油化工企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的發(fā)展，油罐、油管易受到腐蝕和摩擦，容易產(chǎn)生缺陷問題，隨著使用時(shí)間的增加，缺陷問題日益嚴(yán)重。

對(duì)處于使用狀態(tài)的設(shè)備和裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，是石油化工企業(yè)預(yù)防問題、確保工作有序開展的重要舉措。設(shè)備管理人員可根據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)運(yùn)行工作原理、特點(diǎn)等基本信息，明確設(shè)備檢測(cè)的關(guān)鍵部位，容易磨損的部位，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。

在管道的連接和焊接部位，工作人員使用焊接技術(shù)將分離的管道連接在一起，但管道本身存在裂縫，這是管道在后續(xù)使用環(huán)節(jié)的薄弱環(huán)節(jié)，極容易發(fā)生故障部位，導(dǎo)致油氣泄漏，對(duì)土壤環(huán)境帶來嚴(yán)重危害。

因此，在設(shè)備使用期間，管理人員應(yīng)定期對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行無損檢測(cè)，對(duì)焊接部位的表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，選擇相應(yīng)檢測(cè)技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷。

3.2.3對(duì)特種設(shè)備的無損檢測(cè)

石油化工工程的特種設(shè)備主要包括承壓類和機(jī)電類兩大類，如鍋爐、壓力容器、起重機(jī)械等，其均被列為石油化工企業(yè)的特種設(shè)備。特種設(shè)備的質(zhì)量和運(yùn)行水平直接影響企業(yè)的整體運(yùn)行情況，無損檢測(cè)技術(shù)也在特種設(shè)備檢測(cè)中得到全面推廣。

以最常用的激光全息檢測(cè)技術(shù)為例，該技術(shù)對(duì)特種設(shè)備施以相同的外界作用力，讓其發(fā)生形變；對(duì)已經(jīng)形變的設(shè)備進(jìn)行全息檢測(cè)，記錄不同形變情況，對(duì)比二者存在的關(guān)系和參數(shù)，進(jìn)行分析和研究，判斷設(shè)備內(nèi)部是否存在缺陷。

4結(jié)束語(yǔ)

石油化工行業(yè)在我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，與生產(chǎn)和日常生活密切相關(guān)。設(shè)備裝置是石油化工工業(yè)有序發(fā)展的重要載體，設(shè)備質(zhì)量直接影響其效益獲取能力。因此，石油化工企業(yè)要積極采用現(xiàn)代設(shè)備和技術(shù)，對(duì)設(shè)備和材料進(jìn)行全面、動(dòng)態(tài)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷故障，并及時(shí)處理。

石油化工從業(yè)人員要積極運(yùn)用無損檢測(cè)技術(shù)，在明確各種無損檢測(cè)技術(shù)工作原理、檢測(cè)對(duì)象和范圍的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際檢測(cè)需求，采用相應(yīng)的技術(shù)對(duì)設(shè)備缺陷進(jìn)行全面、全過程、無損檢測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 崔鴻，王博懷.無損檢測(cè)技術(shù)在石油化工建設(shè)工程的應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2022（14）：151-153.

[2] 孫宏偉.石油化工特種設(shè)備檢驗(yàn)中無損檢驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用[J].化工管理，2020（9）：159-160.

[3] 李敬文，劉輝，侯嫚丹.石油化工特種設(shè)備檢驗(yàn)中無損檢驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（24）：173-174.

[4] 王斌，羅迎娣.無損檢測(cè)在石油化工工程質(zhì)量監(jiān)督中的應(yīng)用[J].河南化工，2017，34（8）：48-49.