王慶云(遼寧省遼陽市鍋爐壓力容器檢驗研究所,遼寧 沈陽 111000)
解析壓力管道無損檢測技術(shù)進展
王慶云(遼寧省遼陽市鍋爐壓力容器檢驗研究所,遼寧 沈陽 111000)
壓力管道無損檢測技術(shù)是一項作新型發(fā)展起來的技術(shù),因其所經(jīng)歷的發(fā)展時間相對較短,僅就目前而言,壓力管道無損檢測技術(shù)被應用得還不怎么成熟,有許多的檢測方法還存在著諸多問題。盡管如此,使用壓力管道的無損檢測技術(shù)和方法是維護管道進行安全運行的重要保證措施。本文對壓力管道無損檢測技術(shù)給予簡要敘述,并對其所具有的優(yōu)點與缺點進行了簡要分析,供壓力管道無損檢測部門借鑒或參考。
壓力管道;無損檢測;技術(shù)
所謂的壓力管道是指符合國家限定標準的各種管道,它一般包括其最高工作壓力≥0.1表壓,其用于輸送的介質(zhì)為氣體、汽體、液化氣體、可燃易爆有毒或有腐蝕性的液體,或用做輸送最高工作溫度≥標準沸點液體的管道,同時也包括那些輸送毒性程度為極度危害介質(zhì)的專用管道和輸送火災危險性為甲、乙類介質(zhì)的專用管道。
(1)韌性損壞
韌性損壞是管道因在一定壓力的作用下,使管道壁上產(chǎn)生相應的應力,致使管道材質(zhì)達到強度極限,從此使管道發(fā)生斷裂。制作管道的用材往往具有很好的韌性,造成其斷裂的原因主要是因超壓所引起。這種管道損壞的特征往往表現(xiàn)為管道的直徑被增大,或出現(xiàn)管道局部鼓脹現(xiàn)象,亦或是使管道的管壁減等,凡是出現(xiàn)這種管道形狀的改變,則是管道遭到韌性損壞的特征。
(2)脆性損壞
管道脆性損壞發(fā)生的方式一般都比較突然,并可在瞬間進行快速擴展。造成管道脆性損壞的原因,主要是因管道的應力較低。而形成管道應力較低的原因有多種,即既有管道用材本身就帶有脆性或原本就存在嚴重缺陷,也有在管道安裝過程當中,因焊接或熱處理工藝不到位所引起。同時,還可能會因為管道在輸送介質(zhì)過程當中的加載速度或殘余應力以及結(jié)構(gòu)應力形成集中的態(tài)勢,而促使管道應力支撐受限形成管道的損壞。
(3)腐蝕損壞
顧名思義,管道的腐蝕損壞的原因一般就是因受到管道內(nèi)部所輸送物料和管道外部環(huán)境介質(zhì)的化學以及電化學作用,但也不排除涵蓋機械等因素的共同作用而對管道發(fā)生的損壞。腐蝕損壞是管道常見的損壞表現(xiàn),盡管管道用材有一定的抗腐蝕性或具有一定的耐腐蝕性,但因其在安裝過程當中,畢竟有很多連接各管道的焊接口或焊接點,同時,也不能完全保證管道用材的合格性,這就給管道易腐留下了缺陷,當管道被使用相當時間以后,就比較容易發(fā)生腐蝕性損壞問題。
(4)疲勞性損壞
管道多為金屬材料制成,它在使用時間較長的狀態(tài)下,因管道長期處在應力載荷環(huán)境運行當中,因當初管道可能具有原始裂紋類缺陷,而這種缺陷又恰恰趕在管道連接的焊縫部位,致使其在較長時間接受應力載荷情況下,很容易出現(xiàn)運作的疲勞問題,進而當達到管道承受極限時,就會使管道發(fā)生疲勞性損壞。
(5)蠕變損壞
如果管道所輸送的介質(zhì)是高溫性介質(zhì),管道會在高溫環(huán)境的熏陶下,致使其伴隨使用時間的延伸,而使管道發(fā)生蠕變現(xiàn)象。根據(jù)科學測算,金屬材料被接受的溫度只要溫度不宜超過溶化其溫度的30%左右,如果突破這樣一個數(shù)值,那么,金屬就很容易產(chǎn)生蠕變。管道同樣是金屬材料所制,它同樣也要有這樣一個溫度值的限制。管道蠕變往往表現(xiàn)為塑性變形,塑性變形之后,就會有許多小裂紋,這些小裂紋則是容易造成管道蠕變損壞的隱患。
無損檢測管道的方法有多種,像以電流、射線和超聲等作為檢測手段對管道實施的檢測等,均是對管道進行無損檢測的方法,但在多種檢測方法當中,以主要介紹漏磁和渦流這兩種檢測方法為主。
(1)管道無損檢測的漏磁檢測方法
對管道實施漏磁檢測是一種比較捷徑的方法,它既能檢測金屬管道表面所存在的缺陷,又不需要過為復雜的檢測程序,具有檢測的多種功能性。金屬對導磁相對敏感,假如管道內(nèi)出現(xiàn)裂紋和被腐情況,它們就會通過檢測儀器的線圈所產(chǎn)生的交變磁場傳導到被檢測的管壁,并將使磁力線外溢,然后通過磁敏探頭將管道受損信息予以采集,而被采集到的信息再通過檢測技術(shù)人員的分析,便可比較準確判斷出管道內(nèi)部的損壞情況。對管道進行的漏磁檢測方法,在其具有這些優(yōu)點之外,同樣也存在一些缺點,即它只能針對管道的表面實施檢測,且不能很好檢測管壁過厚的管道,還不能有過多的干擾因素,對其所采集到的信號需要做相對特殊的分析處理,且需要對所檢測到的數(shù)據(jù)有較大的存儲空間,如果管道內(nèi)有油或有水都能影響這種檢測方法的準確性。因此,在對管道進行檢測使用漏磁檢測方法時,需要在檢測之前考慮到這些因素的影響問題,當檢測環(huán)境或檢測條件允許使用這種檢測方法時,再使用漏磁檢測這種方法進行檢測。
(2)管道無損檢測的渦流檢測方法
對管道實施檢測而需要使用渦流檢測方法時,要注意適合對非磁性管道的檢測。因為這種檢測方法是通過發(fā)射線圈所發(fā)射出的電磁波種的一部分,要從管道外部傳到管道內(nèi),檢測人員以電磁波到達接收線圈的傳送時間為準來判斷管道內(nèi)部的損壞情況。所以,對管道檢測所使用的渦流檢測方法,僅僅是需要注意盡量避免對磁性較強的管道進行檢測,否則,將影響檢測的準確性。
對壓力管道實施無損檢測,僅就目前所具有的檢測技術(shù)有多種,但每種檢測方法均有其優(yōu)劣勢,所以,使用哪種檢測方法需要根據(jù)被檢測管道的性質(zhì)而定。
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