浅析压力管道无损检测技术及应用现状

杨文博

通标标准技术服务（天津）有限公司 天津 300457

压力管道是石油化工行业应用的主要输送设备，由于这种管道一般都装有易燃易爆物质，长期在高压和高温的影响下极易容易发生危险，在使用过程中的形式通常也是比较复杂[1]。因此，管道使用的安全性受到人们的高度重视。为了避免压力管道失效事件的发生，需要定期对压力管道进行检验。无损检测在压力管道以及设备使用过程中具有很重要的作用。

1 无损检测技术

无损检测指的是在不影响或是不损害被检测对象的内部组织、性能基础上，以化学、物理的手段，使用现代设备与技术，实现对检测件表面与内部状态、性质、结构的检测。通过无损检测技术能够了解被检测件的缺陷分布、尺寸、位置、形状、数量、性质、类型。无损检测主要特征有两点，一是不会对被检测件造成性能与质量的损坏。正是因为具备这一特性，无损检测才获得了大范围的推广和使用。二是无损检测具有全面性的特征。在检测时，能够保障被检对象的性能和质量不受破坏的基础上，全面的检测被检测件的表面和内部问题。因此无损检测技术非常适合管道设备这类敏感设备的安全检测，保障管道安全运行。

2 压力管道安装过程中的无损检测技术

2.1 目视检测

目视检测是管口进行焊接、修补和返修后最基本的检测，其检测内容主要包括检查焊缝表面清洁状态，焊缝余高、宽度、错边量和咬边深度的测量，焊缝表面裂纹、未熔 合、夹渣、气孔等缺陷的检查等[2]。目视检测结果需达到规定的验收要求，合格后才能进行下一步的无损检测。

2.2 射线检测

射线检测是基于被检测件对透入射线的不同吸收来检测零件内部缺陷的检测方法。工业应用的射线检测技术主要用X射线、Y射线和中子射线，使用得最广泛的是X射线照相检测。当前，计算机辅助成像、数字、工业计算机层析成像射线检测技术的研究是国内外的发展热点。然而，射线检测虽然应用广泛，但也存在一系列缺点：（1）检测速度较慢但成本较高，不利于全自动化检测；（2）检测结论需有经验的检验人员判别，主观性较高，存在漏检或误判的风险；（3）射线辐射需一定的防护措施进行检测。

2.3 超声检测

全自动超声检测技术目前在国外已被大量应用于长输管线中环焊缝的检测，与传统手动超声检测和射线检测相比，其在检测速度、缺陷定量准确性、减少环境污染和降低作业强度等方面有着明显的优越性。如西气东输工程管道为大口径厚壁管，管径1000-2000mm，壁厚10-12mm，采用美国和加拿大针对输气管道研究的全新自动超声波检测技术——超声相控阵技术。近年来国内奥瑞视公司等研制了多种水浸式UCT检测仪器设备，在实际工程中得到大量应用[3]。

2.4 涡流检测技术

涡流检测技术是通过让压力管道内部产生涡电流，然后针对涡电流的不同变化进行检测，根据管道内部电流的变化情况，得出压力管道内部的缺陷情况。检测压力管道的材料以及管道内部是否存在腐蚀情况，可以采用涡流检测技术。同时，对压力管道金属表面存在的缺陷进行精确检测，也可以利用涡流检测技术。涡流检测技术与其他的检测技术相比，具有自动化程度高、检测速度快以及成本低、便于操作等优点。

2.5 渗透检测技术

渗透检测技术是经过一系列的操作形成观察条件，然后通过观察确定管道缺陷的位置所在。具体来说，就是在压力管道的被检测表面涂上含有荧光染料或着色染料的渗透液，然后等一段时间，在毛细管的作用之下，渗透液会渗进管道表面的开口缺陷中，清除表面无用的渗透液后，将显像剂涂在被测管道表面，显像剂能将伸进去的渗透液吸附出来，使其附着在管道表面，就能清楚地看到缺陷所在位置，检测出管道表面的开口缺陷。对压力管道进行渗透检测一般不需要水、电以及大型设备的参与。这种物理检测方法的检测效果比磁粉检测的效果稍差，但与射线检测相比，渗透检测技术灵敏度更高，且操作难度较低。

2.6 磁粉检测技术

磁粉检测技术是把铁磁性的管道设备进行磁化，造成管道表面、近表面不连续的地方产生漏磁场，这些漏磁场恰好能够吸附附加在管道表面的磁粉，从而将管道表面以及内部存在缺陷的位置、大小、形状和严重程度展现出来。技术人员可以根据磁场的感应确定管道设备是否存在缺陷[4]。磁粉检测技术常常用来检测压力管道焊缝表面、近表面的缺陷。但应该注意，运用磁粉检测技术进行管道检测时，要把被测管道从纵横两方面进行磁化，保证管道整体被磁化，而后进行全方位的检测，以保证检测效果。

2.7 TOFD检测

这项技术通过衍射波信号测定与检测缺陷，是超声波检测的一种。检测设备的结构为双探头，一个探头用于发出衍射波，一个探头用于接受衍射波。因检测精度及缺陷检出率高，所以这项技术在国内得到了广泛的应用。2015年颁发的 NB/T47013—2015《承压设备无损检测》为检测提供了标准依据。

3 结语

为保障压力管道的运行安全，无损检测技术得到了长足的发展，新技术层出不穷且在不断完善，所能适用的范围随着压力管道失效机理的探明不断扩大。面对人们对压力管道安全和可靠的进一步需求，以及国家对物联网和大数据的战略布局，压力管道无损检测技术未来研究的主要重点领域为新检测机理与理论的研究，先进传感器的研发，先进通用高端无损检测仪器的研发，智能化、自动化、专用化无损检测仪器开发等方面。