压力管道缺陷产生原因及无损检测

党亭强

摘  要：压力管道的实际运行环境较为恶劣，包括高温、高压、毒害物质等，造成压力管道形成缺陷的影响因素也较多，包括压力管道的材质、工艺、焊接和安装等环节，都可能会造成压力管道的管壁过薄、裂纹、腐蚀等，使压力管道无法达到安全生产的运行需求。所以，必须加强对压力管道缺陷原因和无损检测的分析探讨，使压力管道能够得到更好的质量保障。下面，文章就压力管道缺陷产生原因及无损检测展开论述。

关键词：压力管道;缺陷原因;无损检测

分类号：TU50

一、压力管道缺陷产生的原因

1.疲劳裂纹

疲劳裂纹主要是由于压力管道的结构材料承受交变反复荷载，尤其是局部高应变区内的峰值应力已经远远超过材料所能承受的强度，会在晶粒之间形成滑移和错位等影响，最终导致微裂纹的产生，并随着荷载的增加而逐渐扩大成疲劳裂纹。根据不同的形成原因，可以将疲劳裂纹分为常见的三种类型，第一种是由于交变工作荷载导致的疲劳裂纹，第二种是由于循环热应力导致的热疲劳裂纹，第三种是由于循环应力与腐蚀介质共同作用导致的腐蚀疲劳裂纹。比如，在长时间的高温运行条件下，蒸汽管座材料的抗疲劳能力就会受到老化影响而降低。在主蒸汽运行过程中，产生的振动传递也会使根部形成附加的交变应力。

2.应力腐蚀裂纹

应力腐蚀裂纹就是金属材料受到特定腐蚀介质的拉应力影响所形成的裂纹，以奥氏体不锈钢压力管道中含有的氯离子最为常见。

3.晶间腐蚀

晶间腐蚀主要是受到特定介质的腐蚀影响，使结构的连续性受到严重损伤，以不锈钢管道的焊缝表面较为常见，尤其是熔合线和热影响区，其中最大的影响因素就在于晶间贫铬。

4.局部腐蚀

局部腐蚀以点腐蚀为主，主要是某些腐蚀性溶液与金属材料形成接触，导致局部腐蚀在金属材料表面逐渐形成，再随着腐蚀的不断进展而形成不断加深的蚀孔。局部腐蚀中还常见磨损腐蚀，是指金属材料受到磨损和腐蚀的双重作用，会促进磨损和腐蚀的快速进展，导致金属材料的损伤速度和程度加剧。其他还包括氯腐蚀，主要是金属间隙受到氯成分的侵入，导致金属和氯产生的腐蚀反应。

二、无损检测技术在压力管道中的应用

1.漏磁检测

漏磁检测技术其工作原理是利用磁感线对被检测物进行检测。鉴于大部分压力管道材料是铁磁性材料，管壁薄，采用漏磁检测操作简便。若出现表面质量缺陷问题会在表面形成电磁场，利用电磁信号发生器产生信号再利用滤波技术，放大处理技術获得清楚的缺陷位置和严重程度。漏磁检测可直观发现被检测物体的性能和缺陷，操作简单、成本较低、检测效率高，在压力管道检测中应用最为常见。但技术只能对表面缺陷和性能进行检测，无法再进一步深入检查。

2.射线检测

射线检测的工作原理是被检测物体对不同波长的射线其吸收情况不同，利用这一特点进行检测，根据被检测物体不同部位的厚度、密度和成分等，在不同部位透入射线吸入差异较大。差异可在底片记录，对底片进行影像分析，判断被检测物体内部的缺陷大小、类型等。射线检测的应用优势是检测直观简单，但操作复杂，在检测作业时，还可能会对人体的身体健康产生伤害，因此，在应用该技术进行检测时，须采取相应的防范措施。

3.超声导波检测

超声检测的工作原理是利用超声波的性质和传播特点，在超声波在介质中传播时形成反射，利用该特点实现对压力管道进行质量检测，检测后利用回波进行缺陷具体位置和原因的分析。利用超声检测技术进行管道检测，可检测宽频带声波，利用超声波接收器在爆管前及时接收信号，再采取相应的防控措施。该技术的优势是操作方便，可实现对厚度大工件的监测，但对管道表面和近表面的缺陷难以检测，对检测人员的要求较高。

现阶段，在超声检测中最常用的导波检测利用的是单一模态的导波，该模态导波在管线传播时衰减小、覆盖面积大，与常规脉冲波相比，可利用中差法超声波逐点检测，导波检测可实现长距离监测，可及时发现焊接接头内部缺陷、检测出管道内和材料内、外表面的质量缺陷。该检测技术的优势是能够实现对管道内大面积腐蚀现象的高速检测。目前国外导波技术已得到了普遍流行，国内对导波检测的研究较晚，但发展比较速度，目前已通过多次仿真试验证明多模态导波技术的完善、导波检测设备的改进可提高该技术检测的效果。

4.电磁波检测

电磁波检测是无损检测中较新的一种检测方式，利用脉冲电压推动线圈产生磁场，在压力管道表面形成涡流，使被检测物体质点振动，利用信号接收器采集振动信号，并将这些信号转化为可辨识的特殊信号，采用分析计算的方式完成检测。电磁波检测技术的应用优势是在对质量较轻的渣表面检测时不需特殊处理，不需液体之间的耦合，可降低工作量，提高检测的效率。

5.远场涡流检测

涡流检测技术的工作原理是利用穿过式线圈探头进行涡流检测管材的通孔缺陷。在不同磁场强度条件下，铁磁性管材磁导率不同，对磁饱和装置进行设置，可在检测铁磁性材料时设置足够的磁场，可使导磁率与常数保持基本一致，可实现1～500 MHz范围内的铁磁性钢管的涡流检测。在涡流检测时，采用对比试样的方式对涡流仪的灵敏度进行调整，以确保验收的水平和检测结果准确。压力管道的生产环境和构造不同，会对检测信号产生一定干扰，处理好以上问题，可提高该检测技术在压力管道中的检测能力。

6.涂层厚度检测

压力管道的涂层厚度是极其重要的工艺参数，采用无损检测技术可检测管道表面的涂层厚度，在选择测量方式时，需考虑涂层的类型、基体材料、被检测工件的尺寸等。涂层厚度需符合规定要求，保证表面无任何明显的裂纹和脱粉等问题。此外，要求涂层颜色符合外观设计标准，保证轮廓清晰、平整。由于压力管道运行环境比较复杂，其材料应具有良好的防火、抗裂等性质，做好涂层厚度检测，及时发现性能存在缺陷的地方并加以改正。

三、结语

压力管道经过长期的高压运行后，会产生较多的缺陷问题，将会造成化工产业在经济和效率方面的损失，通过缺陷原因和无损检测技术的分析，能够有效促进压力管道缺陷问题的改善和防范，并加强无损检测技术的提高与发展，使化工产业的生产质量和效率得到更好的保障。

参考文献

[1]李侃. 压力管道检验中发现的缺陷原因分析及处理措施[J]. 化工管理，2020（04）：219.

[2]张伟军. 浅谈压力管道缺陷检验与风险评估[J]. 科技资讯，2012（10）：100.

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