金属压力容器压力管道裂纹无损检测技术分析

金属压力容器压力管道裂纹无损检测技术分析

林德生

广东省特种设备检测研究院汕尾检测院516600

摘要:近些年来，在科学技术发展的助推下，使金属压力容器压力管道开始使用在不同的领域当中，并且取得了很大的成就，其中对于金属压力容器压力管道来说，无损检测是非常重要的一个技术，能够有效的检测管道是否存在着裂纹现象。同时该技术相较于其他的技术来说有着非常明显的优势。无损检测的主要目标就是能够通过发行裂纹，进而消除裂纹，将压力容器压力管道失效发生的概率降到最低，以此来确保压力容器压力管道在应用过程当中的安全性。在这样的背景条件下，在本文当中主要会进一步的对于基础压力容器的压力管道的裂纹无损检测木木技术进行相应的探讨，希望能够为相关工作人员提供一定的帮助。

关键词:金属压力容器；压力管道裂纹；无损检测技术

引言

   裂纹指的就是材料处在一个应力或者是环境条件下而产生的一种缝隙，一般来说主要分为两方面，分别是微观裂纹以及宏观裂纹，已经形成的微观裂纹或者是宏观裂纹，在相应的应力条件下或者是环境条件下，有时也有可能是在这二者的共同作用下不断长大的过程，我们可以将其称之为裂纹扩展或者是裂纹增长。当裂纹扩张到了一定程度的时候就会导致材料出现断裂的现象，裂纹一般来说可以分为交变荷载下的疲劳裂纹以及应力和温度联合作用下所产生的蠕变裂纹等一系列的内容，每一种裂纹在进行形成的过程当中，其机理其实都是不尽相同的，裂纹的出现以及不断的扩张会导致材料本身的机械性能出现明显的变差的现象，抗裂纹性也是材料在抵抗裂纹时所产生的一种能力，同时也是在对于材料进行衡量的时候一个非常重要的指标。而无损检测技术的出现则能够更好的确保金属压力容器的压力管道在运行过程当中的安全性以及稳定性，所以对其进行分析以及研究是非常具有现实意义的[1]。

1、金属压力容器压力管道的裂纹无损检测技术主要分类

 根据相关的规定可以发现金属压力容器在进行裂纹方面的检测，主要可以分为运行当中的在线检测以及停机之后的裂纹检测。金属压力容器的裂纹检测分为两个部分，分别是内部裂纹检测以及外部裂纹检测，内部裂纹检测技术指的就是将检测器安装在金属容器压力管道的内部，与管道的内壁的具体裂纹情况进行相应的检测，该技术在进行应用的过程当中主要包含着自动化无损检测技术以及漏磁无损检测技术等一系列的内容。可以发现，传统的检测技术在进行应用的过程当中，本身还是存在着一些不足点的，例如整体的工作效率比较低，或者是存在着比较大的误差。很明显，传统的检测技术已经无法跟得上现代化社会的需求了，所以这就必须要对于容器管道的裂纹检测技术进行相应的完善，因此对于金属压力容器的裂纹无损检测技术进行相应的研究并且不断地提升其使用价值能够进一步的确保管道内部在运行过程当中具备一个非常好的应用条件[2]。

2、金属压力容器管道裂纹的无损检测技术分析

 在进行安装过程当中的无损检测，包括在管道当中所使用的无损检测技术，本身是金属压力容器在进行裂纹检测时的非常重要的内容。在本篇文章当中主要会对于管道运行当中的裂纹无损检测技术进行更加主要的探讨，所以说并不会对于安装当中的检测技术进行过多的阐述。对于金属压力容器管道当中所选择使用的裂纹检测技术来说，在进行正式实施的时候，本身是面临着一定的困难的，因为在运行条件下的环境一般来说是很恶劣的，而且具备着极其复杂的检测条件，很容易就会受到外界因素所产生的影响。本篇文章当中主要研究的是针对于管道的表面缺陷进行相应的检测，并且借助国外经验，提出了微波无损检测技术。所谓的微波其实指的就是频率在150 MHz到200 MHz之间的电磁波，在金属介质跟非金属介质之间，电磁波本身会展现出不同的特征。例如当微波处在金属类物质当中，就会具备着一定的传递性包括穿透性，但是如果微波本身处在非金属介质当中的话，那么就会具备着一定的反射性以及吸收性，根据金属表面的裂纹阻断就能够传递电磁波，以此来更好的检测管道裂纹的具体情况[3]。

该技术在进行应用过程当中的理论基础是电磁波均匀传输线理论以及金属包括非金属导电波理论等，检测以及识别金属容器管道存在着的裂纹以及缺陷，在这样的基础之上分析好金属电磁波的具体变化，从而就能够对于裂纹的缺陷特征等进行相应的识别。微波技术的使用可以把电磁波发送到基础管道当中，在波导理论的指导下，使用无线传感技术就能够对于微波信号进行科学的采集，然后再对其进行有效的处理，对于数据进行分析，进一步的掌握电磁波的具体变化规律。随后对于金属容器的压力管道的内径以及外径表面裂纹进行相应的检测以及定位，在本篇文章当中，主要会从以下几个方面来对于该技术进行相应的分析，具体的情况如下所示。

2.1对于金属压力容器压力管道进行数据采集分析

传递以及穿透特性是电磁波包括金属介质的最为重要的特点，而吸收以及反射则是非金属介质所产生的特征。在电磁波传导理论的影响下，电磁波信号源就是微波振荡器，把电磁波发射到金属压力容器管道当中，信号接收装置就是无线传感器，以此就能够对于金属压力容器的管道微波信号进行相应的采集，并且完成数据方面的分析

[4]。

具体的流程是在利用无损电缆在金属压力容器管道待测的两端接入微波振荡器反射电桥两端，其中一端需要连接好无线电传感器并且确保其能够跟等待检测的金属之间是一个垂直的条件，在这时还需要选择使用微波振荡器，经过电磁波之后将其发射到容器的管道里面，并且选择无线传感器来对于管道情况进行有效的扫描。最后还需要将所扫集到的信息进行采集，为了能够确保最终所采集出来的信息本身具备着准确性，所以在正式的数据采集之前还需要对于信号采集装置和微波发射装置，包括电磁波导入口以及导出口、开路等进行相应的校准，微波导入的频率的不同是因为压力容器管道当中的不同长度内外径来对其进行决定的。一般来说15mm～16mm的内径的长度，微波频率会控制在47 MHz到48 MHz之间，19～20mm的外径长度的微波频率一般会控制在48 MHz到49 MHz的范围之间。

2.2对于金属压力容器的压力管道进行处理数据方面的分析

如果在对其进行研究的过程当中，电磁波本身的发射信号属于突发性，那么通过采集无线传感装置的记录信号所达到的时间，就能够确定金属压力容器的压力管道具体产生裂纹的定位参数。周围所存在的各种电缆，以及高压线等其他的一些金属介质对于信号的采集本身也会造成一定的影响，导致信号出现波动的现象。所以在这个时候所采集到的信息可能会存在着连续性的特点，而在这时所采集到的发射参数对于最终的裂纹检测也不会产生任何具有着实质性的价值，包括微波的上升时间，持续的时间以及最终的幅度分布等。除此之外还需要集中的对于已经采集到的各种数据进行处理，因为伴随着数据的采集，可能会出现其他的一些问题，例如微波多模态现象，在结构当中传播电磁波具有着频性和电磁波发射的衰减性等一系列的问题，这些现象的存在都会导致最终所采集到的信号出现时间差现象。所以说必须要对于所采集到的信号应用小包变化法来对其进行处理，需要对于采集到的微波信号进行分解，然后再对于各个频段的信号进行相应的分解[5]。

结束语:

综上所述，因为金属压力容器管道是石油包括天然气的一个非常重要的运输设备，所以说其质量也开始受到了社会各界的广泛关注，为了能够更好的满足于在对于管道进行裂纹检测方面的需求，完全可以选择使用微波技术，利用微波技术进行无损检测，可以让金属压力容器管道在进行检测时水平得到了非常好的提升，使最终检测的误差进行不断的降低，有效地实现了非常高的应用价值。目前该技术在进行应用的过程当中取得了比较好的成果，但是可以发现仍然存在着一定的问题，仍然需要对其进行不断的改进以及完善，以此来确保金属压力管道可以正常的运转。

参考文献:

[1] 孙文生,李庆男,杨旭,等. 金属压力容器压力管道裂纹无损检测技术分析[J]. 科学与信息化,2021(11):96.

[2] 沈强,袁红. 金属压力容器压力管道裂纹无损检测技术研究[J]. 中国金属通报,2020(7):211-212.

[3] 项好明. 金属压力容器压力管道裂纹无损检测技术研究[J]. 商品与质量,2021(11):215-227.

[4] 刘晓云. 北安集团金属容器公司喜获长输压力管道资质[J]. 安装,2011(9):23-23.

[5] 非金属压力容器设计、制造许可鉴定评审工作开始，防腐蚀压力管道元件制造单位安全注册评审继续进行[J]. 全面腐蚀控制，2004,18(2):48.