压力管道无损检测技术的发展现状及应用

吕圆（江苏省特种设备安全监督检验研究院， 江苏 南京 210036）

压力管道无损检测技术的发展现状及应用

吕圆（江苏省特种设备安全监督检验研究院， 江苏 南京 210036）

随着压力管道事故的频繁发生，逐渐引起社会各界的关注。无损检测技术是应用于压力管道探测中的一项重要技术，具有非破坏性和检测全面性的特点，在预防管道设备事故发生和提高设备运行安全性中发挥重要作用。本文从阐述相关概念出发，分析了无损检测技术的发展应用以及其在压力管道检测中的应用，旨在为推动我国压力管道检测无损伤技术的向前发展提供建议。

压力管道；无损检测技术；发展；应用

1 无损检测技术

无损检测技术是在对测量对象的质量和性能不损害的前提下，利用物体发光、声、电、磁等性能对被测试物体的物理状态进行检测，确定缺陷位置、缺陷大小以及数量等信息的技术［1］。该技术区别于传统检测技术，具有鲜明特点：其一，非破坏性，被检测的物品的质量和使用性能不受损坏，这是无损探测的最基本的特点，也是得以广泛应用的原因之一；其二，全面性，为确保被测物品的性能不受影响，在测试前要对物体进行100%全面性的检测。

2 无损检测方法的发展与应用

（1）射线探伤 射线探伤技术利用的是射线可以穿透探测物体的特性来探测所测量物体的缺陷的方法。射线探伤方法包含：照相法、屏幕观察法、X射线法等方法，但最常用的探伤方法是照相法，其工作原理为：由于存在内部缺陷的材料对射线的吸收能力较差，照相底片感光度大，因而可以通过照相底片的感光度的大小鉴别被测物体的内部缺陷的大小和外形。

（2）超声波探伤 超声波探伤技术的基本原理为：在交流电的作用下使内部晶片出发0.6-5MH的超声波，并根据超声波在物体界面上折射回的性能探测物体内部的损伤。由于超声波在均一介质中沿直线传播，且速度恒定不变，当遇到物体的分界面时发生折射和反射，因此，如果超声波遇到杂质、气孔等内部缺陷时就会反射，反射回的信号被仪器接收就可以找到内部缺陷的信息。超声波探伤过程中，通常采用当量法对钢板、锻件以及焊缝的缺陷的形成原因进行分析。目前，超声波探伤技术精度还不够精确，其测量得到的当量尺寸并不是缺陷的真实尺寸。

（3）磁粉探伤 由于磁性物体被置于磁场中磁化之后，会在表面的缺陷处漏磁，磁粉探伤技术就是利用缺陷处的漏磁现场来探测物体损伤的［2］。对材质均匀的物体来说，磁力线均匀分布，当物体的表面有气孔、裂纹和杂质等缺陷时，磁力线非均匀分布，且有很大的磁阻力，不易穿过物体，根据磁力线在缺陷处产生弯折的现象来判断缺陷的存在。此外，被检测物体要同时进行纵向磁化和横向磁化，以保证对其进行360℃全方位的缺陷探测，在探测过程中还要留意材料的晶粒不均匀等假缺陷的现象。

（4）渗透探伤 利用材料本身具有渗透能力这一性能对材料缺陷进行检测的方法是渗透探伤。渗透擦伤通常有染色法和荧光法两种方法。染色法是将被测物体的表面涂上荧光渗透液，一定时间后将渗透液洗净，用紫外线灯照射被测物体表面，缺陷位置在紫外线灯光的照射下发生荧光反应，进而观察缺陷的特征。染色法的探伤原理与荧光法相同，但其渗透液是染色染料，在日光或白光的条件下可以观察缺陷特征。渗透探伤的主要优点是操作简单，费用低廉，灵敏度高、测量结果直观，被测试物体不受化学成分和结构的限制。

3 无损检测技术具体应用的内容

无损检测技术通常应用于压力管道的表面无损探测、内部无损探测、缺陷高度的检验等方面。

（1）表面无损探测 表面无损探测具体的检测内容主要包括：检测是否有裂纹、气孔等可疑缺陷的发生；被测物体内表面的焊缝处是否有裂纹、气孔等缺陷；管道焊缝的修磨和咬边位置是否有裂纹、气孔等缺陷的发生；需补焊的位置是否有裂纹、气孔等缺陷；处于腐蚀、潮湿等环境中的压力管道的表面无损探测。

（2）内部无损探测 内部无损探测的主要工作内容为：制造、安装中的被测量物体的内部是否有气孔、裂纹和杂质等缺陷；表面检测中检测出的有裂纹的焊接接头处是否有夹渣、气孔和裂纹等缺陷；咬边、错边较严重的焊接接头处是否有夹渣、气孔和裂纹等缺陷的发生；压缩机、泵的焊接处是否有气孔和裂纹等缺陷的发生；用户和检修人员认为存在安全隐患的位置。

（3）缺陷高度检测 根据缺陷高度检测的标准，对压力管道的高度缺陷进行测定，以此对缺陷的可靠度进行评价。我国在压力管道的缺陷高度的检测上开展了大量的试验，主要运用的方法是衍射波法、最大回波法和6dB法。最大回波法主要针对缺陷的端部反射的回波幅度进行测定，但会有找不到端点的问题；衍射波法主要针对缺陷端点处波的衍射现象进行评估分析，得出缺陷的大小范围的方法。此方法也存在端点找不到以及回波不清晰的情况发性；6dB法主要针对缺陷的宽度和长度进行测定，其主要的缺点是精度不高，但应用范围广、操作简便，是一种较为普遍的缺陷高度的检测方法。

4 结语

根据工件极限寿命设计上普遍应用断裂力学原理，不但要求无损伤检测人员能够提供缺陷的具体尺寸、类型等基本信息，还要求测量人员会测伤、探伤，对被测物体进行寿命和检修周期的评估。因此，无损检测技术对探测设备和相关操作人员的要求也越来越高。不论是无损探测、探伤还是评价，都可以从被检测物体的检测结果中进行缺陷原因分析和对策查找，为事后生产工艺和生产流程的改善、产品安全和品质的提升提供高效、便捷的方法。

［1］王德强.浅谈压力管道的无损探测技术［J］.商品与质量，房地产研究，2014，（7）：294.

［2］宋玉霞.压力容器无损探测技术探讨［J］.中国新技术新产品，2011，（7）：20.