化工行业压力管道的破坏和无损检测探讨

蒋丽菊 邹云 马婉婷

摘    要：在化工行业生产过程中，压力管道属于重要的基础设施，受到腐蚀因素、压力因素、温度因素等影响，压力管道有时会出现被破坏的情况，带来较高的生产风险。本文针对化工行业压力管道的破坏形式分类展开分析，内容包括腐蚀破坏、脆性破坏、疲劳破坏、蠕变破坏、磨损破坏等，通过研究一些常见无损检测技术的具体应用，其目的在于提升压力管道故障发现的及时性，延长压力管道的使用寿命。

关键词：化工行业;压力管道;腐蚀破坏;脆性破坏;超声波检测技术

1  前言

压力管道是指运输特殊介质且运输压力较大的特种设备。主要用作特殊介质输送、分配、混合、控制流动的设施，整体上包括管路、受压部件、支撑部件等组成。针对几种压力管道常见的破坏形式进行细致分析，同时采取合理的检测方法对于缺陷位置进行确定，以便于后续处理措施的拟定，降低压力管道运行事故的发生几率。

2  化工行业压力管道的破坏形式分类

2.1  腐蚀破坏

化工行业日常的生产活动中，所使用的生产原料都具备了一定的腐蚀性，在长期使用中会不断腐蚀压力管道内壁，降低压力管道的承载力。结合以往的检修经验，腐蚀破坏又可以分为以下几类：第一，均匀腐蚀，即管道表面出现的腐蚀程度基本保持一致，主要是由电化学腐蚀或化学腐蚀引起，可通过测厚的方式来判断腐蚀程度。第二，点腐蚀，即腐蚀位置主要集中在某一区域或者个别位置，腐蚀深度相对较大，具备较高的隐蔽性和破坏性，需借助无损探伤技术来完成故障识别。第三，缝隙腐蚀，其产生原理在于接缝处受到腐蚀液体侵蚀或渗透，并在浓度差作用下产生较为集中的腐蚀区域，此类腐蚀比较明显，可以通过目测的方式进行识别。第四，应力腐蚀，该腐蚀问题主要是在管道内容拉应力和腐蚀介质共同作用下造成的腐蚀破坏，受温度影响相对较大，因其隐蔽性较强，因此常使用无损探伤技术来完成检测。

2.2  脆性破坏

在压力管道破坏方式中，脆性破坏也属于常见的破坏形式，导致此类问题出现的主要原因在于，压力管道在较低应力和较低温度的作用下，管道的抗拉伸强度会降低，此时遇到一些外力或内部作用力时，很容易让管道出现一些裂缝，随着作用力的深入，脆性破坏面也会逐渐扩大，并且断口也会出现开裂，引起压力渗漏，严重时也会造成爆炸问题的出现，威胁到生产人员的生命财产安全。

2.3  疲劳破坏

为了提升单位时间内，化工原料的传输速度，会对压力管道进行适当加压，如压缩空气、压缩液体的传输，都是经过加压后传输，以满足生产过程的基本所需。并且在压力管道运行过程中，也会受到许多荷载的作用，在超过压力管道承载极限，并维持了较长时间后，很容易出现疲劳破坏，即管道出现形变、断裂、裂纹等，这些现象能够通过肉眼观察进行甄别，也可以利用磁粉检测技术来确保问题位置，以此来提高故障问题发现的及时性。

2.4  蠕变破坏

之前章节中已经提到，压力管道在运行过程中，会受到多种荷载的影响，从而导致管道出现拉伸的情况，在超出管道抗拉伸极限后所产生的破坏现象，就是蠕变破坏。该破坏形式所持续的时间较长，并且问题出现后会出现明显的塑性形变，形变量和压力管道材料塑性有着直接联系。而对此类问题进行甄别时，可以通过目测法来完成，也可以通过无损探伤技术来查看管道内部破损情况，以便于及时采取处理措施，降低破坏问题带来的负面影响。

2.5  磨损破坏

除了上述提及到的管道破坏方式，在压力管道使用期间，还会受到磨损破坏的影响。压力管道输送的材料，大多数都具备较大的摩擦力，在长期工作的过程中，传输介质带来的摩擦力会对管道内壁带来一定影响，使管壁厚度不断变薄。在管道强度不满足承压需求后，便会从磨损严重的部位出现破坏，而且破坏时会带来较大的塑性形变，断口也会呈现出撕裂态，夹带一些碎片，威胁到现场作业人员的生命安全。

3  化工行业压力管道的无损检测要点

3.1  射线检测技术

根据第一章中提及到的相关内容可以得知，很多压力管道的破坏形式具备较高的隐蔽性，如点腐蚀、应力腐蚀、疲劳破坏等，对此可以利用无损检测技术来完成潜在问题发现，降低问题出现后带来的负面影响。射线检测技术在应用过程中，其主要的的检测原理为，借助射线释放仪器对待测物体进行射线释放，待测物体会对释放出的射线进行吸收，而射线的释放强度也会在此过程中不断衰减，具体的衰减情况和物体厚度成正比。如果压力管道存在厚薄不均匀的情况，那么射线被削减的情况也会不同，检测人员可以根据形成的缺陷影像，针对不同黑度进行分析，从而判断目前管道的完整度和受损严重部位，及时进行问题处理，提高生产环境的安全性。

3.2  超声波检测技术

超声波是指频率大于20000赫兹的机械波，在机械波传播的过程中，会在遇到介质时出现反射的情况，根据介质的不同，发射回的波长、频率也会存在差异。超声波检测技术则是利用机械波的这一特征，在检测管道裂缝、焊接情况时，可以对反馈回的波长进行接收，在放大处理之后，可以根据波长的变化规律，来明确管道现阶段存在裂缝、焊缝不均匀等情况的具体位置。需要注意的是，在工作开展的过程中，因为超声波本身的回溯性较低，所以在检测期间需要提前做好“清场”工作，将一些障碍物提前清理出待测区域，从而提高检测结果的准确性。

3.3  磁粉检测技术

化工行业生产过程中使用到的压力管道，多以不锈钢管道为主，对此在外部细小裂缝检查中，可以借助磁粉检测技术来完成问题排查。该检测技术的作用原理在于，利用不锈钢管道的亲磁性，对管道进行磁化处理，如果管道表面的完整度较高，那么磁粉便会在管道表面会处于均匀分布的状态;若存在着一些断口、裂缝等问题，磁粉也会呈现出不规则分布，而且还会聚集在管道存在缺陷的位置，形成能见度较大的磁痕，从而帮助检测人员明确缺陷位置，便于后续处理工作的开展。

3.4  渗透检测技术

与磁粉检测技术的应用原理相类似，渗透检测技术在应用中，所使用的检测原材料主要是荧光类涂料。将涂料涂刷在压力管道表面后，在毛细作用的影响下，渗透液会沿着钢结构的基本纹路进行渗透，静置一段时间后，渗透液会聚集在压力管道表面存在缺陷的位置。此时只需要将渗透液清除，并且在管道干燥之后在管道表面涂抹上显象剂，便可以明确看出目前管道上存在缺陷的部位。不过从实际应用情况来看，该检测方法的应用成本较高，并且也会受到荧光涂料涂抹情况的影响，一般不作为主要的无损检测手段。

3.5  涡流检测技术

之前的章节中已经提到，化工行业生产过程中使用到的压力管道，多以不锈钢管道为主，此类材料具备良好的导电性，对此可以借助涡流检测技术来完成管道缺陷排查。该检测技术在应用过程中，其主要的检测原理在于，借助检测仪器来组建出交变磁场，管道在磁场影响下会产生涡流，涡流越大、现象不稳定的区域，便是压力管道存在缺陷的区域。需要注意的是，该检测方法的回溯性相对较低，在应用中也需要做好数据统计工作，以提高技术最终的应用效果。

4  结束语

综上所述，化工压力管道在长期使用中会產生多种破坏形式，严重影响压力管道的运行安全和化工企业生产安全。这就需要科学采用无损检测技术，本文介绍了渗透检测、超声波检测、磁粉检测、射线检测等方法，在实际应用中要求工作人员掌握各种无损检测技术的适用范围和使用要点，及时修复管道缺陷部位，保证压力管道运行安全性。

参考文献：

[1] 马金足，崔建龙.化工压力管道的破坏形式及无损检测探究[J].石化技术，2020（5）：161+164.