石油化工压力管道的破坏和无损检测

石油化工压力管道的破坏和无损检测

宁天一,1尹善哲,2刘琪3,聂威4

内蒙古自治区产品质量检验研究院

内蒙古 呼和浩特 010010

摘要：本文分析了石油化工压力管道的破坏形式，主要表现在腐蚀破坏、疲劳破坏、蠕变破坏、脆性破坏几种形式；其次介绍了压力管道的无损检测方式，包括射线检测、超声检测、磁粉检测、涡流检测。希望对石油化工压力管道破坏的检测起到一定的参考和帮助，提高检测准确性。

  关键词：压力管道；破坏形式；无损检测

  1 压力管道的破坏形式

  1.1 腐蚀破坏

   受到腐蚀性介质影响，压力管道壁会出现变薄现象，使其组织机构各方面以及力学性能受到影响，最终降低管道的实际承载能力。腐蚀形式主要有以下几个方面：

 （1）均匀腐蚀，主要集中在弯头、法兰等区域，会出现变薄现象；

 （2）点腐蚀，这种腐蚀破坏现象较为隐蔽，多见于焊缝等受热影响区域；

 （3）缝隙腐蚀，受到缝隙溶液渗透以及阻碍等因素影响，使管道被腐蚀，更多的出现在焊接缺陷等部位；

 （4）晶间腐蚀，经常出现在焊缝处，这种腐蚀不会使壁厚以及金属色泽受到影响；

 （5）应力腐蚀，压力管道受到拉应力以及腐蚀性介质等影响而导致出现破坏，这种腐蚀更多的出现在奥氏体不锈钢焊缝以及热影响区，有着一定的隐蔽性，但是实际的破坏力较大；

 （6）磨损腐蚀，主要源于管道表面金属氧化层的磨损，同时腐蚀介质和金属表面之间的相对运动又加剧了这种腐蚀过程。这种磨损腐蚀范围和程度可以通过测厚检测来大体确定。

  1.2 疲劳破坏

  化工压力管道的疲劳破坏是一种最常见的破坏形式，它是一种由于管道经过长期载荷以后出现的破环形式。这种破坏形式在出现时，没有显著的塑性变形特征，而是经过反复载荷之后，逐渐形成的一种裂纹形式。归根结底，这种破坏形式还是由于管道系统使用过多，产生疲劳而造成的。产生疲劳断裂的情况可具体分以下几种：

 （1）在大型往复式空气压缩机及汽轮机等机械运作过程中，由于其原本的构造、安装、损伤的不平衡性，在进行开启或停止操作时，其机械传动的不平衡就会引起机械振动，造成的机械振动传递给联接的配管系统，从而产生疲劳裂纹和断裂。

 （2）在管路系统之中，若其中的流速和压力发生改变时，就会引起管道的振动，这也会使之产生疲劳裂纹和断裂的情况。通常认为，这种情况下造成管道振动的最主要的因素是压力脉动和多涡流。

 （3）管路的敷设往往会经历很多不同的地段，其不同地段的气候条件差异极大，甚至部分地区会出现昼夜温差极大的情况。这种情况往往容易导致管路的热膨胀及冷收缩，这种热胀冷缩效益也会造成管路的振动，从而造成管路的疲劳和破坏。

  1.3 蠕变破坏

  在一定的温度和载荷作用下，压力管道随时间而伸长和变形的破坏现象称之为蠕变破坏。

高温高压管道由于长期处于高温和高应力作用下，如果管材选用不当，设计布置不合理，热处理不当，往往容易引起管道抗蠕变性能恶化，而导致管道蠕变破坏。据有关资料记载，蠕变破坏在管道中的破坏机率要比压力容器高出好几倍，是管道破坏的主要因素之一。蠕变破坏具有明显的塑性变形，金相组织发生明显的变化，破坏时的应力低于材料在使用温度下的强度极限值，检测起来一般比较困难。通常应在设计、制造和使用过程中加以控制，如根据化工压力管道的使用温度选用抗蠕变性能合适的材料，在制造中要防止焊接和冷加工时降低材料的抗蠕变性能，在管道运行中要防止超温现象。

   2、压力管道无损检测的分析

  2.1 射线检测方式

  射线检测方式具体是以多样的射线来对管道材料的外部实施照射，在照射的过程中，就射线显露的强度递增变化、递减变化来展开分析，就管道材料其其内部所显露的不良问题的具体部分作做作出明确判断。在照射的过程中多以X射线照射法或射线照相法、其余的特殊类射线来执行检测。在射线照射过程中，要于管道壁的表面，结合射线的具体发射部位，经对根据经对于检测相片中所呈现出的差异化的感光度，来对管道材料的内部或存在问题的区域之形状类型、具体大小等作做作出精准分析，经利用X射线的照射模式来检测管道内部的材料，将显得较为准确，在此之中，射线发射的过程中将具，管道具有显得较为突出的射线吸收能力，此外，在以X射线来对此管道材料穿射时，会借助于会借助于可根据照射到有缺陷之部位的射线强度的具体变化，来判断出该管道所引发发生引发问题的情况。

   2.2 、超声检测模式

  超声无损检测模式是基于一般的超声探伤原理，由传感器阵列（多传感器构成），借助于输送介质，从管道的内部朝着管道壁的方向完成超声波发射，据回波时间间距来将传感器以及管道内壁的具体距离、管道的剩余壁厚以及管道发生腐蚀缺陷的情况等检测出来。由超声波无损检测和漏磁检测这两种方法的对比可知，前者的检测准确度比较高，并且基本不受环境因素的干扰，但其检测费用较高。后者的准确性比较高，不过，检测轴向上的裂缝会有深刻的很大深刻的局限性，且较为易于受管道异物的不良影响。

   2.3 、磁粉檢测检测模式

   磁粉检测主要基于缺陷部位的磁场漏出与磁粉中其的磁的相互磁场作用来执行检测，在压力管道中，铁磁性材料在发生磁化之后，由于有着显著的不连贯性，让使得器材材料器材的近表面的磁力线同表面发生局部性的畸变，进而带来漏场，在该管道其其表面上，会有吸附的磁粉，其将在较为合适特定较为合适的光照条件下，生成显见的磁痕，进而生成非连贯性的显见的磁痕、形状以及位置、大小及严重程度不同的磁痕。该检测模式的优势表现为，可直接看出缺陷本身的大小与形状、位置，少污染小和低成本低、高灵敏度、简单工艺简单、具有较快的检测速度。不过其局限性也非常大，仅可对铁磁性材料制成的压力管道上面的近表面和其表面中比较容易测得的位置缺陷作做出检测，且，较易被具体的形状影响，继而出现“非相关性显示”，倘若用触头法来针对压力管道完成“磁化”，那么，就极易在其表面上引致“电弧烧伤”问题。

   2.4 、渗透检验

   渗透检验技术实际上就是按利用按液体上的固态染料以及毛细现象，在一定的条件下实现发光。在检测的具体过程中，将溶入了着色染料（荧光）的渗透剂，在管道的焊缝表层切实渗入，切实，渗透剂就会渗透入各个表面本身的开口缺陷之中，清除其焊缝表面实际无需使用的渗透剂，再经过干燥，然后添入一定的显像剂，然后，缺陷反应渗透剂会再一次地复返渗至这一管道上面的焊缝的表面上，显露出很突出的放大缺陷，在黑、白光交替之下开始观察的话，在缺陷部位会呈现出黄绿色的光、红光。肉眼即可将缺陷分布以及形状观察出来。渗透检测法的其优点为，设施备的操作极其简单，其缺陷可直观地用肉眼看出，辨别方便。其缺点则是不能够检测到深藏于压力管道其焊缝表面之下的缺陷，仅可测得表面开口之处的缺陷，且将污染到压力管道。
    结语
   综上所述，经对石油化工业的压力管道中的各大破坏形式及无损检测技术的深层次分析，可得出，在石油化工中，压力管道所发生的损坏，多为腐蚀形式。在针对管道展开无损检测的过程中，需就各具体区域部位的缺陷，选出可靠的损坏检测技术，基于以此来保障管道整体的质量。

 参考文献：

 [1]杜俊杰 . 石油化工压力管道的破 坏和无损检测初探 [J]. 化工设计通 讯 ，2017，43（07）：100-101.

 [2]燕集中 . 石油化工用压力管道的破 坏形式及无损检测的应用 [J]. 石化技 术 ，2017.

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 [4]燕集中.石油化工用压力管道的破坏形式及无损检测的应用[J].石化技术，2017（3）：2-3.