石油管道內(nèi)缺陷無損檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀

唐旭東 王九方 薛留軍 劉國棟 海洋石油工程股份有限公司

無損檢測技術(shù)可以在不損壞石油結(jié)構(gòu)特性及維持其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，對其內(nèi)外結(jié)構(gòu)缺陷做出全面的檢測和分析。磁粉無損檢測、射線無損檢測等作為目前最常用的無損檢測技術(shù)，會(huì)隨著相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展而逐漸完善，從而擴(kuò)大無損檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍，更好地維護(hù)石油管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一、無損檢測技術(shù)概述

（一）無損檢測技術(shù)的概念

通常無損檢測技術(shù)可以使用物理特性來實(shí)現(xiàn)無損檢測，比如聲音、光以及電磁等，能夠?qū)毫θ萜鞯牟馁|(zhì)以及是否存在缺陷進(jìn)行探傷。與傳統(tǒng)的檢測技術(shù)相比，無損檢測技術(shù)具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢測技術(shù)的不足，通常無損檢測技術(shù)包括磁粉檢測、超聲波檢測、射線檢測、滲透檢測、渦流檢測等。其可以針對鍋爐不同的位置進(jìn)行探傷。

（二）無損檢測技術(shù)的目的

無損探傷是指在不破壞檢測對象的條件下，對檢測對象進(jìn)行探傷，檢測方法有4種：超聲波探傷、射線探傷、滲透探傷、磁粉探傷。其可以在保證鍋爐正常工作的情況下實(shí)現(xiàn)探傷，從而有效地降低隱患以及保證鍋爐的質(zhì)量。無損檢測技術(shù)不僅可以有效優(yōu)化鍋爐檢測安全性，而且防止出現(xiàn)人身安全事故[1]。

二、石油管道內(nèi)缺陷無損檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀

（一）射線無損檢測技術(shù)

對于石油管道的焊接接頭內(nèi)部缺陷問題可以采用射線檢測方法，包括未焊透、氣孔、裂紋、夾渣、未熔合等缺陷問題都能夠做到準(zhǔn)確檢測，檢測結(jié)果可以具體到缺陷問題的位置、大小和性質(zhì)等相關(guān)信息，有利于處理措施的進(jìn)行。主要在于射線檢測的記錄介質(zhì)為底片，使缺陷問題的具體情況能夠更加直觀地被反映出來，并且更利于長期保存。但是，在實(shí)際檢測工作中，以薄工件的檢測更為順利，厚度較高的工件會(huì)影響到射線的穿透力，且射線檢測方法在成本方面的要求較高，檢測效率也更低，還需要檢測人員做好輻射的防護(hù)措施，對于廣泛應(yīng)用的限制性較高。

（二）遠(yuǎn)場渦流無損檢測技術(shù)

在石油的鐵磁性管道中會(huì)出現(xiàn)一種獨(dú)有的遠(yuǎn)場渦流現(xiàn)象，這是一種可以穿透管壁的低頻率渦流，以此為基礎(chǔ)誕生的遠(yuǎn)場渦流無損檢測技術(shù)，探測設(shè)施主要由和管道同軸的激勵(lì)和檢測螺線管線圈構(gòu)成。一般情況下，當(dāng)使用該設(shè)施進(jìn)行檢測時(shí)，檢測線圈的位置通常位于距離激勵(lì)線圈約兩倍石油管道內(nèi)部直徑及以上的遠(yuǎn)場區(qū)域內(nèi)。和常規(guī)的渦流檢測技術(shù)相比，遠(yuǎn)場渦流無損檢測技術(shù)極大地克服了趨膚效應(yīng)。而且與其他性質(zhì)的無損檢測技術(shù)相比，遠(yuǎn)場渦流無損檢測技術(shù)能夠全面檢測石油管壁外表面上存在的缺陷，并且外界因素對其檢測工作的影響程度較低。但是需要注意的是，該項(xiàng)無損檢測技術(shù)信號較為微弱，檢測速度和效率相對較低，這也正是該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展速度緩慢的主要原因。

（三）電磁超聲無損檢測技術(shù)

對于石油管道的焊接接頭內(nèi)部缺陷問題還可以采用超聲波檢測方法，具有穿透能力更強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢，適用于更多厚度范圍的工件檢測，使缺陷問題的位置、大小、深度等檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確和詳細(xì)，尤其是對裂紋、未焊透和未熔合等面積型缺陷問題的檢出率更高，還具有檢測成本低、靈敏度高、效率高、對人體無害等技術(shù)優(yōu)勢。但是，在實(shí)際檢測工作中，在定量方面存在一定難度，定量不準(zhǔn)將直接影響檢測的準(zhǔn)確率，最終檢測結(jié)果也無法做到直觀的反映和記錄。

（四）磁粉無損檢測技術(shù)

該項(xiàng)無損檢測技術(shù)是借助鐵磁性材料在磁場環(huán)境中被磁化后會(huì)在管道的表面缺陷位置產(chǎn)生磁漏，以此為基礎(chǔ)對管道內(nèi)部開展探傷處理。簡而言之，就是將鐵磁型材料放置在N 極和S 極之間，其周圍會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的磁力線，在鐵磁性材料外觀均勻的情況下，磁力線彼此之間會(huì)呈現(xiàn)相互平行的狀態(tài)。相反的，如果石油管道內(nèi)部存在裂痕或氣孔等缺陷問題，磁力線粒子在穿過這一位置時(shí)就會(huì)發(fā)生改變。分析通過磁力線發(fā)生改變的位置可以有效確定管道缺陷的具體位置[2]。

三、工程建設(shè)無損檢測管理建議

（一）加強(qiáng)事前及事中控制

開工前加強(qiáng)對檢測隊(duì)伍工藝編制、資源投入、人員能力的控制，對無損檢測單位計(jì)劃投入的人員資質(zhì)、能力嚴(yán)格把關(guān)，避免現(xiàn)場檢測人員能力不足。項(xiàng)目進(jìn)行中加強(qiáng)現(xiàn)場的監(jiān)督管理，做好事中實(shí)施有效控制，保證工程檢測質(zhì)量持續(xù)處于受控狀態(tài)。

（二）加強(qiáng)無損檢測技術(shù)交底管理

無損檢測技術(shù)交底應(yīng)層層開展，確保各檢測、監(jiān)理單位對檢測中關(guān)鍵環(huán)節(jié)有明確的認(rèn)識。開工前，安排復(fù)評單位進(jìn)行技術(shù)交底，明確檢測技術(shù)要求及關(guān)鍵點(diǎn)，對檢測過程中易出現(xiàn)爭議的條款給出明確要求，避免評定時(shí)出現(xiàn)各方理解不一致。檢測單位技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)對設(shè)計(jì)文件無損檢測章節(jié)內(nèi)容重點(diǎn)學(xué)習(xí)，組織本單位相關(guān)人員培訓(xùn)考核，保證檢測人員能力水平。監(jiān)理單位應(yīng)對設(shè)計(jì)文件無損檢測章節(jié)內(nèi)容、涉及的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范深入學(xué)習(xí)、理解，在日常管理中對檢測單位執(zhí)行情況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督檢查。

（三）加強(qiáng)無損檢測人員管理

開工前落實(shí)檢測人員的培訓(xùn)管理，除檢測基本技術(shù)外，結(jié)合焊接工藝規(guī)程，補(bǔ)充基本焊接知識，提高評定人員對缺陷的識別能力。在項(xiàng)目中期加強(qiáng)復(fù)評單位與檢測單位間的技術(shù)探討，提升評定人員的能力水平。加強(qiáng)無損檢測現(xiàn)場操作人員，數(shù)據(jù)初、復(fù)評人員以及項(xiàng)目質(zhì)量監(jiān)督管理人員安全責(zé)任的學(xué)習(xí)及培訓(xùn)，提升無損檢測數(shù)據(jù)評、審人員的安全質(zhì)量責(zé)任意識。

（四）開展檢測機(jī)組能力考核認(rèn)可

相控陣超聲波檢測的數(shù)據(jù)評定結(jié)果與實(shí)際焊縫缺欠相符程度受現(xiàn)場操作人員的能力影響很大?？山M織復(fù)評單位對檢測機(jī)組現(xiàn)場培訓(xùn)并進(jìn)行能力考核認(rèn)可，保證在確定的檢測工藝及操作規(guī)程下，檢測結(jié)果具有高度可靠性和可重復(fù)性，從而確定機(jī)組具備持續(xù)、穩(wěn)定提供合格檢測服務(wù)的能力[3]。

四、結(jié)語

石油管道在服役期內(nèi)受載荷變異、介質(zhì)侵蝕和環(huán)境變化等因素影響，可形成不同形式的損傷，對管道安全運(yùn)行造成極大危害。利用無損檢測技術(shù)最大程度地發(fā)現(xiàn)管道中的安全隱患是減少管道安全事故發(fā)生、維護(hù)管道安全運(yùn)行的有效途徑。