压力管道缺陷产生原因及无损检测

压力管道缺陷产生原因及无损检测

王浩

江苏省特种设备安全监督检验研究院扬州分院；江苏 扬州 225600

摘要：压力管道的实际运行环境较为恶劣，包括高温、高压、毒害物质等，造成压力管道形成缺陷的影响因素也较多，包括压力管道的材质、工艺、焊接和安装等环节，都可能会造成压力管道的管壁过薄、裂纹、腐蚀等，使压力管道无法达到安全生产的运行需求。所以，必须加强对压力管道缺陷原因和无损检测的分析探讨，使压力管道能够得到更好的质量保障，也使化工行业的安全生产能够得到更好的质量保障。鉴于此，文章首先分析了压力管道缺陷产生原因，然后提出了具体的无损检测技术措施，以供参考。

关键词：压力管道；缺陷分析；无损检测

1压力管道产生缺陷的原因分析

1.1压力管道腐蚀导致的缺陷

在压力管道进行运输作业过程中，压力管道会面临管道内部和外部环境的强大温差，就会出现压力管道腐蚀问题，尤其是运输液化气时经常出现此类问题。压力管道在长期的运输使用过程中，管道外部雨水的侵蚀以及管道内部的液体腐蚀都会对压力管理的使用寿命造成严重影响，导致压力管道出现变形和断裂等不良现象的产生。压力管道维护工作从业人员一旦发现压力管道有腐蚀现象发生，就必须采用相应合理的解决措施来解决问题。压力管道在进行铺设工作时，要使用绝缘的施工材料把金属压力管道捆绑在一起进行隔离，如果是运输过程中因为运输物质导致的腐蚀现象，运输企业就必须使用相应的科学技术来管理运输压力管道的防腐问题。

1.2压力管道裂纹导致的缺陷

（1）压力管道结构焊接方面。压力管道制造安装所采用的原材料材质特征各不相同，生产安装企业需要根据原材料的特征使用合格的焊接方法来连接各个材料，而且焊接这种连接方式在进行施工作业时会产生非常高的温度，所以不合格的焊接方式、焊接环境都极易导致压力管道焊缝出现未焊透、未熔合、气孔等焊接问题。（2）压力管道疲劳裂纹的产生。疲劳裂纹的产生，主要是因为压力管道在使用过程中，某个区域部分重复受力，长时间的重复受力就会导致设施设备出现疲劳裂纹情况。假如维护相关工作人员可以在裂纹还很细小的时候及时发现，并且进行及时处理，这就可以有效阻碍裂纹变大。如果维护相关工作人员不能够及时地发现这类疲劳裂纹，就会导致裂纹越来越大、越来越深，最终造成压力管道介质的泄漏甚至爆管，从而引发重大安全生产事故。（3）压力管道的外部因素和内部介质对其进行腐蚀性作用产生裂纹。压力管道在使用过程中，会受到外部环境因素的影响，发生化学或者物理变化，对压力管道外表面进行腐蚀，进而出现腐蚀开裂等缺陷。同时，压力管道内部的水蒸气以及其他引入的腐蚀性介质，也会长期腐蚀压力管道的内表面和元件设备，直至压力管道壁厚大量减薄，甚至在压力、温度等因素下产生裂纹，影响其安全使用。

2压力管道无损检测技术研究

2.1渗透检测

渗透检测是将渗透剂注入经前处理后的压力管道被检测部位上，然后再加入清洗剂去除多余的渗透剂，最后利用显像剂涂抹被检查设备，存有质量缺陷的位置就会显现出来。渗透检测主要检测压力管道的表面质量缺陷，因此深层的质量问题难以检测出来。而且渗透剂、清洗剂和显像剂都是化学制剂，对人体和压力管道都有一定的危害性。因此，在做完渗透检测后要做好检测试剂清洗工作，避免对人体和管道造成不良影响。

2.2红外探伤检测

红外探伤技术主要是利用红外线温度敏感效应来检测压力管道的质量缺陷。红外探伤技术分为主动式和被动式两种检测技术。主动式主要是对低温管道进行监测，在检测前要对管道进行加热处理，当设备存在质量缺陷，其导热率会产生变化，利用红外线对温度的敏感效应就会检查出质量缺陷的位置、类型和大小。被动式是依靠管道自身的温度进行检测，先确定该管道的材质在现在温度下的导热率，再用红外线探测，有质量缺陷的部位的导热率会与其他部位不同，从而确定质量缺陷位置和类型。但是红外探伤技术受外界温度影响较大，因此不适用于内外温差大的检测环境。

2.3射线检测　

射线检测技术应用了检测对象与射线的相互作用关系，使用传感器或胶片接收相位、强度射线信号，之后分析检测对象缺陷与组织结构。在科技的发展作用下，射线检测技术也衍生出了很多的新型技术，可以对构件寿命、构件尺寸、构件损伤、残余应力、材料结构等因素进行很精准的检测。（1）CR。该技术以计算机技术为基础，利用光激励荧光粉成像板记录X射线影像形成潜影，在激光扫描后激发潜影能量可见光，转化为信号并生成可存储于传输的数字图像。相较于传统方式这种技术检测成本低、检测时间短，检测结果便于传输与分析。当前国内对CR技术的研究处于起步阶段，不论是结束研究还是设备研发都比较稚嫩，当然国内近几年也在投入越来越多的资源加大研究力度。（2）DR。该技术应用计算机完成数字X射线摄影检测。该技术最早于上个世纪九十年代出现，这项技术的出现标志着实时影像时代的到来。该技术早期应用带有闪烁晶体荧光屏将检测物体X射线转化为可见光，使用CCD图像传感器与光学系统转化成图像信号。目前该技术已经能够直接赢新型探测器与X射线介质，图像系统与二极管阵列连接在一起，能够直接将数据送到计算机中进行存储于处理。相较于传统模式这种技术辐射小、效率高、传输、存储、处理便利，故得到了大范围普及与推广。国内的清华、重庆大学在DR技术的研究中有着不错的成绩，但以国内整体大环境来看，该技术在国内仍旧属于商品发展初期，缺少有影响力的品牌。（3）CT。这种技术在上个世纪七十年代发展起来，该技术最早在医学领域发光发热。该技术有着分辨率高、无影像重叠、非破坏、非接触的特点。CT技术被公认为20世纪影像人类发展的十大技术之一。该技术能够把不同方位投影数据转化为原始图像。CT系统由精密机械、探测器与射线源组成，需要搭配对应的软件完成数据的扫描、图像的重建以及图像的使用。

2.4超声导波检测

超声导波是受构件边界条件（如构件几何尺寸、受力状态等）约束的、能够较长距离传播的某些特定频率范围内的超声波，利用专门设备在构件中产生超声导波，对构件实施检测的方法即为超声导波检测。超声导波在压力管道的检测中，可沿管壁传播数十甚至数百米，当它在传播过程中碰到缺陷、异质体或者结构形状变化时，脉冲波发生反射并沿管壁返回传感器而被接收，经计算机处理软件对返回的信号进行处理后，检测到压力管道中存在的缺陷。超声导波检测的特点决定了它可以完全覆盖压力管道管壁，实现大范围远距离扫查。

结语

综上所述，无损检验技术能有效保证压力管道在不受到任何损伤的前提下、准确地检测出管道中存在的问题所在，有针对性地进行管道维护和修复，从而降低管道维修成本。因此压力管道无损检验技术的研究和发展是社会发展的必然需求，是管道工程建设质量的可靠保证。相关部门应强化对无损检测技术的研究与应用，从而进一步提升压力管道运行的稳定性与安全性。

参考文献

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