关于工业管道检验中常见几点问题思考

2015-01-28王帅

科学中国人 2015年17期

关键词：管壁刚性流体

王帅

辽宁石化职业技术学院

关于工业管道检验中常见几点问题思考

王帅

辽宁石化职业技术学院

工业管道是一种特殊设备，其存放或运输的压力流体对管壁产生很多影响。在对其检验的过程中，常见的问题很多，例如强度破损、刚性破损、侵蚀破损等。随着科技的进步和融合，很多技术被引进到管道检验工作中来，本文就思考提出了几种检验管道问题的技术手段。

工业管道；检验技术；破损

一、引言

工业管道在我国属于特种设备，其中存放的是一些易燃易爆或是有毒的压力流体，一旦出现泄露等问题将造成严重的安全事故，极大威胁到群众的生命安全和财产安全问题，其安全性能是我们国家最为关心的问题，是需要特种设备检测部门定期进行检验的重点之一。国家质检总局特种设备安全监察局于2009年颁布了《压力（工业）管道安全监察规范》，从工业管道元件的设计到安装，从使用维修到定期检验，再到安全保护设备的安装等都做出了明确的规定。为工业管道的检验工作提供了最为全面的依据。其实工业厂房里的管道检验是一种无损伤检测，需要通过一定的技术完成该领域的检验包涵了很多最新研究技术的融合。其历史不是很长，涉及的技术也不是很成熟。这些检验手段和技术具有很多局限性。

二、主要概念

工业管道存放的是有一定压力的流体。《压力（工业）管道安全监察规范》关于工业管道的定义，涉及最高的工作压力、公称直径、存放运输的流体属性。所谓的最高工作压力是不小于0.1兆帕。对于公称直径的要求是不小于2.5公分。所谓的存放或运输的流体属性为气（液态）体。最大的极限温度不低于标准沸点即具有易爆易燃性质、有毒有害或是腐蚀性。

三、几点常见问题

一般来说，工业管道的检验中经常遇到强度破损、刚性破损、侵蚀破损和过度破损等问题。这些问题将导致管道发生形变开裂、管壁厚度发生变化等安全事故。下面就这几个方面加以说明。

（一）强度破损[1]。所谓的强度破损是工业管道在压力流体的作用下，管壁四周产生了超过其压力强度的破损。这种破损好像是运动员在比赛中拉上了韧带一样。一般情况下，工业管道的材料是完全符合国家的强制标准，不会出现这种强度破损，但是由于压力流体的压力过大，将可能造成强度方面的破损，一般的破损形式为公称直径增大，或是局部变大，管壁厚度减少，管壁的周长增加，这种显著的形状变化是强度破损的主要表现之一。

（二）刚性破损。所谓的刚性破损一般出现在一个时间节点上，当压力流体对管壁的作用达到一定压强时，这种量变发展成为一种质变，有一点像刚性材料瞬时发生断裂的情形，所以叫做刚性破损。这种破损实质上就是压力形变发展的产物。，国家有关规定上指出，刚性破损是一种在较低的压力条件下发生的破损。这种刚性破损发生的原因还是管壁材料的刚度不足，连接处的焊缝处理得不是很好，也可能是在装配过程中出现问题。

（三）侵蚀破损[1]。侵蚀破损的概念是很好理解，就是工业管道中存放的压力流体具有一定腐蚀实质，在运动的过程中这种腐蚀将进一步加剧。对管道内壁，尤其是连接焊接处等薄弱点，这种侵蚀活动更加明显。除了这种薄弱环节的侵蚀破损还有就是应力方面的侵蚀破损。这种应力方面的侵蚀是一种当前威胁最大的破损，因为侵蚀发生在管壁内部，所以这种破损是没有给人以任何思想准备，发生的非常突然，这种破损具有不可预见的特点，造成的影响也是不可估量的。

（四）过度破损。管道内部的压力流体的压力和流速、甚至方向可能发还是发生一些变化，这种不确定的参数变化也将给管道内壁造成一种应力疲劳，虽然应力强度不高，但是这种低应力的载荷是长期的，时间一长，这种过度的疲劳强度将造成破损。这种破损可能发生在外形形状不连贯的地方，也就是压力强度最为集中的地方，还有就是在焊接处。

四、检验手段和技术

随着科学技术的进一步发展和有效的融合，工业管道的检验工作也变得简单起来。很多时候，相比从前，现在检测人员的工作量、工作强度、环境等发生了巨大的变化，但是常规的检验手段是不可减少的。例如，首先是肉眼检验。根据检验人员的经验以及一些简单工具，检验管道是否有问题，其次就是厚度方面的检验。最后是压力方面的检验。将管道中灌入实验用的流体介质，进行压力测试。对相关部件的压力指标进行跟踪检验。下面就几种常见的检验手段和技术加以分析探讨。

（一）电磁检验技术。[2]利用管道的金属特性，可以将电磁信号进行很好的传导，将管道内部进行透视分析，查找内壁出现的问题，例如侵蚀破损前的有效预警，这是一种不需要进行拆卸管道进行作业状态检验的技术，工作效率较高。

（二）电压检验技术。这种检验技术原理十分简单，就是将工业管道通电后，电压将流过整套管道系统，但是不同部位的电压值将不同。我们就是利用这种不同电压值的反馈检验管壁的厚度、是否存在开裂以及开裂的程度。这种电压检验技术原理简单，精准度高，不受管道环境的影响。在抗电磁干扰方面，可能产生影响，因此这种检验技术手段很难掌握，比较复杂。

（三）特殊光线检验技术。这种技术是射线技术在管道检验领域的应用。将一些类似X射线的具有一定穿通性能的特殊光线穿过工业管道，分析这些光线在管道传播的过程中的衰减程度，由于不同密度的管壁将有不同的光线穿过强弱。这种检验技术也是无损伤检验技术，旨在探明管道壁内部是否存在安全隐患，因为这些有问题的地方将吸收部分光线，在透射过管道的光线强度将减少。这种光线强度的对比将应征这种管道的问题所在以及大小形状等。

（四）超声波检验技术。[2]超声波具有较强的传递性能。当超声波技术被引进管道检验领域之后，管道无损伤检验技术又有了一个新的手段。它的工作原理和电磁检验技术、特殊光线检验技术相类似。只是介质发生了变化，前两个是电磁波、光线，而这种技术的检验介质是超声波。利用超声波通过管壁反射回来的强弱判断管壁的厚度、是否有裂缝等问题。