关于燃气管道无损检测进行分析

于景波 马姝

摘 要：在我国随着经济发展越来越迅速，燃气的使用也越来越广泛，燃气管道也架设的越来越多，管道内的气压不断的增大，一系列的问题便随之而来，所以燃气管道安全问题也越来越受到相关企业的关注。燃气的管道裂纹无损检侧是目前研究的方向，因为在管道腐蚀无损检测技术的完善后人们也发现了更多的管道裂纹的产生方式，本文主要研究x射线技术、电磁超声检测、磁致伸缩导波检测和磁记忆检测技术，这几项检测方法都是先进和优秀的。

关键词：燃气；管道裂纹；无损检测

近几年来，中国能源结构调整，燃气的地位日益拔高，在燃气安全受到更多关注的今天，我们需要明确的是管道的建立就避免不了困难，但是我们在保证它在一定程度内能都正常使用，减少它的耗损，就算是很好了。燃气的主要裂纹有：氢致裂纹、应力腐蚀裂纹、疲劳裂纹等。这些裂纹大多都沿着管道纵向分布，当燃气内部压力过大，很容易造成管道开裂。对于这些潜在的隐患我们该如何去解决？

1、X射线技术检测长输管道裂纹

长输管道焊口多，管道距离长，输送的压力大，对其进行无损检测X射线技术是较为普遍的，我们要说的是，在实际中影响X射线检测的因素其实包括管道的直径、曝光的原因，影响较小。再则，为了减小射线对人体的危害，一般都采用自动或者半自动的X射线管道爬行器来进行检测，在进行检测的时候，管道必须要满足一些条件才能使用x射线，环焊缝余高数值要小于2.0，黑度范围要在1.5到4.0之间。而且测件表面和X射源距离L应该满足相应的公式。另外在对于X射线对管道进行检测还有以下几个重要因素：

1.1选择胶片

在检测中普遍使用的是低曝光、短焦距的透照，这种情况下对于底片要求过高，所以应该选择洽当的胶片保证检测精度。

1.2散射线

检测过程，地表的散射线对于胶片的影响和管道高度成反比。如果在检测过程中防护措施不当，就会导致灰雾状态严重，此时可以利用lmm厚的铅板对管道进行散射线保护，能够很好解决问题。

1.3径向精度和轴向精度

如果沿径向和轴向的射线源和检测器的自身原因，都会导致在检测的底片上出现一些不均匀的黑度，而轴向因素则是对监测器的一种考验，要在检测之前对监测器进行检修和更换，最好的是让固定射线源的地方能够上下左右自由调节，这样能够降低误差，检测效果更好。

在上述的几个要点中充分的说明了，X射线的检测技术是要向着更智能化和多动能化的方向发展，要提高这项技术的实用性和全面性，需要更多的人去研究它。

2电磁超声波检测

电磁超声波检测利用的是涡流和磁场相互作用的原理，利用超声波探头发出超声波和接收它来形成的一种非接触式的无损检测技术。在实际中，电磁超声波的探头是磁场放射装置，我们先要做的是在要靠近被测管道表面时，在管道表面的线圈中通人高频的电流，这样管道表面便会感应出一个相同的涡流，这时候我们再利用检测器，附加一个恒定的磁场，这样涡流和磁场相互作用就会形成洛伦兹力，让管道内部的材料晶格振动产生超声波，如果出现裂纹，则超声波的波形肯定会出现很大变化，以此来检测管道。这种方法很方便快速，不需要其他的介质，而且检测的精度也很高。裂纹就算只有lmm也能够被检测出来。

3磁致伸缩导波检测

磁致伸缩是铁磁性材料的固有特性。磁致伸缩效应包括正磁致伸缩效应和逆磁致伸缩效应。铁磁体在外磁场作用下，通过磁化导致尺寸大小发生变化是磁致伸缩正效应；在外加恒定磁场作用下，铁磁性材料由于受应力的作用会发生形变，在形变瞬间，其内部磁场强度会发生变化，这种物理现象称为磁致伸缩逆效应。根据铁磁性材料的磁致伸缩效应，铁磁性钢管在外加交变磁场的作用下，其外形尺寸会发生变化从而在管道中产生弹性波；反過来，弹性波传播会造成磁场扰动，介质中的磁场发生变化，磁场周围的通电螺线圈因此产生感应电压。导波遇到钢管中的裂纹、腐蚀等介质不连续的地方时会发生反射、折射和波形转换等物理现象，检测缺陷回波信号就可以得到钢管的健康状况。磁致伸缩检测方法的优点是非接触且对于管道的表面粗糙度的要求并不高，再则能够一次检测出管道内外表面的实际缺陷信息和距离长达300mm的单项检测方向，也可以用它测量大口径管道。但是在操作时，需要提供一个交变磁场和静态偏置磁场，这两个磁场在管道中作用会产生导波，但是导波会在传播途中被材料吸收，最终会导致信号的衰弱。在这点上需要连续周期性的对磁场进行激励，以便于得到一个稳定的导波信号。只有导波信号的良好接受才能更好的检测，在这里也推荐使用DDS信号源AD9850和模拟乘法器AD633来接受得到激励的导波信号。

4磁记忆检测技术

管道自身产生的应力是燃气管道破裂的又一个主要原因，而这项磁记忆检测便是可以检测管道内部和外部的应力分布，来进行一个早期的防护。磁记忆检测技术又简称MMMT。它的原理是铁磁材料在受到工作压力，工作载荷和地球磁场的共同作用时在应力的集中区内会发生一种具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向不可逆的移动，这种状态会慢慢积累保留下来，这也与最大应力有关。

而磁记忆检测便是沿着管道表面的探测器散射磁场的法向分量，再通过对金属的其他特性分析，找到应力的集中区域，从而对集中区域进行检测。磁记忆检测无需采取主动励磁装置，而是利用管道工作过程中自磁化现象非能以高准确度确定检测对象上以应力和变形集中区为标志的最高危险区域的检测方法。再有一点，磁记忆检测更是能够判断金属的使用寿命，能够给检测人员一个警示，以便于及早的更换管道。但是虽然磁记忆检测技术非常灵敏与方便，但是它受到了管道的地理位置和环境因素的影响。这是今后科研工作者对这种检测技术改善研究的方向。

5总结

燃气管道的无损检测技术一直以来都是发达国家研究的对象，随着我国燃气管道的不断铺设，我国也面临着这些问题，中国燃气管道局也于2001年启动了对长输管道的腐蚀缺陷检测的研究项目，燃气的长输管道的检测一直是无损检测技术领域的一个难点，我们需要做的是克服它，必要说一点，大量的检测数据仍然需要人工处理，我们在寻找无损检测的方法其实更大程度上来说是在已有的那些原理上加以完善，总之，研究仍然要继续。

参考文献

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