管道焊缝的无损检测技术及分析

雷 静（西安摩尔石油工程实验室有限公司,西安710065）

管道焊缝的无损检测技术及分析

雷 静
（西安摩尔石油工程实验室有限公司,西安710065）

社会经济的发展以及科学技术的进步，促进了管道焊缝无损检测技术的发展与更新。一般而言，管道焊缝的质量直接影响着管道结构的整体性，而管道质量的评定又需通过对其缺陷进行检测。就目前而言，为了有效了解焊缝缺陷对管道整体性的影响，我国采用红外热成像检测和TOFD超声无损检测技术相结合的方法，有效检测激光焊接金属管道焊缝的缺陷，从而确保管道焊接工作的正常进行。本文就对管道焊缝的无损检测技术进行深入分析和探讨。

管道；焊缝；无损检测技术

一般而言，能源安全持续供给直接影响着我国国民经济的发展。能源供应的有效渠道就是长距离管道输送，管道输送能够有效降低成本。一般管道输送的能源多属于易爆易燃的物质，如果管道破损，则很容易引起能源的泄露，从而发生爆炸事件[1]。为了使管线事故有效减少，提高管道能源输送的社会效应以及经济效益，必须要对金属管道的缺陷加强监测，不断提高管道焊缝的无损检测技术水平，对缺陷加以及时修复，确保管道的完整性。

1 管道焊接中存在的缺陷分析

管道结构应力较为集中的地方就是管道焊缝，其较易引发管道缺陷。因此必须要对焊接缺陷进行正确合理分析，并以管道焊接的参数为依据，采取相应地措施，从而对管道的焊接质量进行有效保证。就目前来看，金属管道焊接中存在的缺陷主要包括未焊透、焊瘤、咬边、夹渣、裂纹以及气孔等。

未焊透、焊瘤、咬边等缺陷的发生，主要是由于操作人员没有采取正确的操作方式所致。一般如果焊接速度过快，往往会出现焊缝夹渣，从而对金属管道的疲劳性能、韧性以及塑性产生较为严重的影响。焊接裂纹主要包括两类，分别是冷裂纹和热裂缝，在焊接完成一定时间后，出现脆性破坏的裂纹则是冷裂纹，其具有较大的危害性；焊接之后，在高温区产生的裂纹则是热裂纹。此外，气孔的产生主要是由于激光焊接具有较大的熔深，导致气体无法迅速排出[2]。通过目视检测可以发现金属管道焊接的外气孔，而对内气孔加以确定时，则必须要利用无损检测技术。总体而言，金属管道焊接事故的发生，主要是由于焊接裂纹的不断扩展所致，因此必须要对管道焊缝的缺陷进行及时准确了解和把握，从而有效保证工程质量。

2 管道焊缝的无损检测技术分析

如果金属管道出现焊接缺陷，则会导致管道结构的承载能力下降。要想有效保证管道焊接工程的质量，在焊接完成之后，必须要检测焊缝的质量，对管道外部和内部的缺陷进行检测，并能够有效分析其性能。一般在对管道内部缺陷进行检测时，往往采用无损检测技术，并对其焊缝质量加以有效评定。

（1）红外无损检测技术分析。红外无损检测技术能够对金属管道缺陷进行直观显示，其主要是利用管道的红外光谱、其他特征谱、图像等，不需接触检测材料，便能对物体的内部瑕疵以及表面温度加以检测。同时其较使用与动态和静态目标温度变化的跟踪检测以及常规检测，能够直观易懂、快捷方便。红外检测技术与其他无损检测技术相比，其在对内部的缺陷进行探测时，可以通过对管道的热流加以测量。同时对于超声波以及X射线等无法探测的局部缺陷，其能够对近表面的缺陷加以探测。

（2）焊缝TOFD超声无损检测技术分析。TOFD超声无损检测主要是对超声波在传播时产生的衍射能量信号加以测定，并以衍射波信号的空间差异为依据，对缺陷的深度以及大小进行有效评定。其与传统的超声检测技术相比，其内部装设有放大器，能够利用衍射原理来判别缺陷，对信噪比加以提高，从而确保结果更为准确。目前，TOFD超声无损检测具有较高的缺陷定位精度，较快的速度以及较强的检出能力，能够对面积型和体积型缺陷进行及时精确的检测。

（3）管道焊接的总额和无损检测分析。红外无损检测技术能够对物体表面的二维温度场进行检测，对热漏区能及时准确发现，具有非接触、直观以及速度快的优势。TOFD超声无损检测技术将超声波穿透能力强的优点加以充分发挥，能够检测厚度较大的管道缺陷，对危害较大的面状缺陷能够及时发现[3]。因此，在检测金属管道的缺陷时，可以将红外检测技术与TOFD检测技术相结合，将TOFD检测技术检测深度大的优势有效发挥，并利用红外检测技术有效弥补TOFD检测技术存在的不足，从而对不同厚度的管道的缺陷进行检测。

3 管道焊缝缺陷的评定分析

管道施工的重要环节包括管道的焊接工作，由于施工环境的影响，金属管道的焊缝部位较易出现缺陷，导致管道无法去安全运输。因此对焊缝的质量进行间却快速检测，能够有效保证管道的安全稳定运行。一般在承受外载和环境的作用力之下，金属管道的整体性对其安全有效运输有着直接的影响。将红外检测技术与TOFD技术相结合，能够对焊缝的缺陷进行最大程度地检测。此外，在确定金属管道缺陷的尺寸和形状时，可以利用图像法来处理数据，从而对管道焊缝处的损伤和缺陷加以统计。

要想将管道的结构性能充分有效发挥出来，必须要有效保证管道的整体性。在对管道焊缝的缺陷情况加以理解和把握后，还要结合其危害等级，综合评定其对管道整体性的影响，并有效分析裂纹对管道结构所产生的影响[4]。此外，简化缺陷，并以结构的受载荷情况为依据，对裂纹的初始位移以及应力强度因子加以计算。同时在对临界裂纹尺寸进行计算时，可以利用V形缺口冲击试验或断裂韧性试验，将其与当量裂纹尺寸相比较，从而对焊缝缺陷的修复情况加以有效确定。一般评价金属管道缺陷的风险，能够有效指导管理施工，提高其施工质量。

4 结束语

激光焊接技术在金属管道中的应用较为广泛，其具有较好的焊接性能以及较高的焊接效率，要想有效提高焊接的质量，必须要对激光的相关参数加以严格把控。针对管道焊缝存在的缺陷，可以将红外热成像检测和TOFD超声无损检测技术相结合，将各自的检测优势充分有效发挥出来，从而准确判断焊缝缺陷，并采取相应地对策，有效提高管道焊接质量。

[1]缪斌.管道焊缝的无损检测技术及分析[J].河南科技,2014（22）:30-31.

[2]李博,胡伟叶,沈以赴.搅拌摩擦焊缝微细尺寸缺陷的无损检测技术[J].电焊机,2011（11）:20-25.

[3]陈立鞍.浅谈压力管道的无损检测技术[J].科技创新与应用,2014（22）:291.

[4]刘保平,周生来.长输管道焊缝无损检测监督要点[J].石油工程建设,2013（02）:55-58+11.

雷静（1986-），男，陕西西安人，大专，研究方向：管道焊缝的无损检测。