压力管道缺陷产生原因及无损检测

申素鹏

（山西省工业设备安装集团有限公司，山西太原 030032）

作为工业界重要的运输设备，压力管道承担着运送高危液体的重要任务。在液体运送过程中，要尽可能确保压力管道的完好，以免液体泄漏造成环境污染和经济损失，因此对压力管道中的缺陷要引起充分的重视。压力管道形成缺陷的有多种可能性，相关工作人员要从材料选用、管道焊接架设、后期维护三个流程对压力管道进行无损检测，确保压力管道在特种作业环境下经久耐用。要确保安全生产的进行，就必须通过相应的无损检测方式对压力管道的缺陷产生方式进行分析。

1 常见压力管道缺陷

1.1 焊接产生的缺陷

由于压力管道大多数是金属，且管道整体长度较长，必须采用焊接的技术进行连接。由于在具体焊接的过程中，焊接人员的技术因素导致焊接质量不符合要求，存在隐性的裂缝或焊接壁过薄等情况，再加之高压管道中的介质拥有极大的压强，从而导致实际使用过程中介质产生泄漏[1]。

1.2 超过管道材料寿命极限产生的缺陷

由于管道的材料承本身寿命具有极限性，再加之作为特种运输设备长时间处于高温或高压等极限状况下，导致其管道寿命提前达到极限，从而引起缺陷的产生。因寿命极限产生的缺陷会导致管道产生裂纹，如果不及时检测，裂纹会随着压力的作用扩大，最终产生破损甚至孔洞出现。影响管道寿命使用极限的因素有多种，按类型可关注以下几类：①因随着生产需要的不同，对液体施加的压力不断交变，使液体压强反复变化对管道内壁产生冲击，从而导致裂缝出现[2]；②因高温液体本身的热力作用导致管道材料分子剧烈运动，加速管道老化。

1.3 因腐蚀产生的管道缺陷

某些传输的液体具有强腐蚀性，管道内部的抗腐蚀物质因流动摩擦等影响被消磨，从而导致了腐蚀的产生，导致管道内壁变薄造成的管道缺陷。因腐蚀产生的缺陷主要可以分为以下几种：①牵扯腐蚀，由于离子的应力作用对管道上的材料产生拉扯，经过长时间的流动拉扯从而腐蚀管壁，造成管道缺陷；②化学腐蚀，由于液体与管道内部的金属物质发生化学反应，从而产生的管道缺陷。管道的腐蚀通常是由一点逐步扩大到一定的范围，具体表现为厚薄不一，受压强作用容易产生破损。

2 压力管道无损检测

由于液体的高危性，定期对压力管道开展检测是确保工业活动正常进行的安全保障。要充分利用现有的检测技术实现无损检测，除非必要尽可能不对管道造成损坏，避免进一步扩大风险。在具体检测过程中，要合理设计检测方式，使用高精度的仪器，确保检测的准确性。针对不同材质、不同厚度的压力管道，要充分确保选用的检测技术合理，用高效经济的措施对其进行精确的检测，在检测过程中要严格按照技术标准实施检测。

2.1 磁粉检测技术

对于铁质管道，可以借助磁力效应用磁粉进行精确检测。磁粉检测主要是以磁粉作为缺陷检测仪器的成像介质，先把磁粉施加到管道上，然后利用缺陷处磁场不均的现象进行定位。磁粉检测的精确程度可以把控在微米以内，尤其是对于裂痕等有较为明显的检测效果。具体分为湿法和干法：湿法是将磁粉放入油、水等液体介质中，然后将形成的磁粉液涂抹在管道上，但是由于管道过长，一般不采用湿法检测。干法是直接将磁粉施加在管道上，并采用特殊的磁化程序形成磁痕、干法较湿法更为便捷，常用于焊接部位的缺陷检测。但要注意的是如果管道结构过于复杂，就不适用磁粉检测技术。另外对于不具有磁性的管道，也不应该使用磁粉检测[3]。

2.2 压力管道渗透检测技术

由于压力管道具有不吸收液体的特性，可以使用渗透检测进行缺陷检查。渗透检测一般要使用渗透剂、清洗剂和显像剂作为检测材料。对于检测材料要确保其浓度符合标准要求，对于不符合要求的检测材料应予以报废。若检测对象为镍基合金或奥氏体钢等材质的管道，必须要确定检测试剂中的元素比例，确保不会对管道造成损坏。在检测时，要确保检测现场有充分的空间，确保检测环境的干净。由于管道本身存在附着物，应在检测前使用清洗剂对管道进行清洗，以确保附着物不会对检测结果造成影响，然后再施加渗透剂进行渗透。待检测位置被渗透剂完全渗透以后，清洗掉多余的渗透剂，再进行干燥处理。最后施加显像剂，显像剂施加过程中应确保薄而均匀，不能反复施加。观察过程中，要尽可能仔细和全面，对于不明显的痕迹应使用放大镜等工具进行观察。当出现操作有不合规范的情况出现时，要再次进行渗透检测，确保准确性[4]。另外在检测过程中，要注意由于检测试剂为化学药品，对人体和环境可能产生毒害作用，要切实做好防护工作，尽可能保证检测过程安全有效。

2.3 压力管道涡流检测技术

压力管道涡流检测是通过将管道外侧缠绕线圈，并利用电磁感应的方式来进行监测。一旦管道出现缺陷，线圈内部的涡电流会产生变化，通过对涡电流变化的程度来分析管道的缺陷严重程度。针对于不同的管道结构可以采用不同的线圈缠绕方式，如穿过式线圈、内插式线圈等。在检测过程中，一定要确定其信噪比符合要求，确定试样监测时的移动速度和具体检测对象的移动速度保持一致，以免出现误差。针对于合金类的管道，要分析是否需要磁饱和装置进行辅助，以提升检测的准确性。由于涡流检测的精确程度和检测效率高，被广泛应用于压力管道的检测领域。

2.4 压力管道超声波检测技术

超声波检测的原理是利用导波的方式对管道进行监测，一般适用于碳素钢或低合金钢压力管道。在具体检测过程中，要使用特定的仪器沿着管道的某一个方向发送导波，导波会在管道的表面进行传播，一旦遇到发生缺陷的部位，导波会产生对应的变化，从而监测出缺陷部位。由于导波有穿透性，适合对厚度大的压力管道进行检测，尤其是在应对较大缺陷的部位，有极其良好的作用。对于仪器的选用，要合理选择探头，确保探头的灵敏度和有效长度符合实际需要，不能盲目进行选择，导致精度下降。在对压力管道做检测时，一般控制在2m以内为最佳，分别用横扫排除横向的管道缺陷，再沿轴向进行扫描，排除纵向的管道缺陷。超声波检测的优点是检测方式简单，对人体和环境不会产生危害，是一种绿色环保的检测方式。

2.5 压力管道射线检测技术

射线检测技术主要针对管道的焊接部分进行检测，一般采用X射线或者γ射线进行穿透检测。在进行具体检测时，尽可能确保焊接头在焊接结束冷却24h后进行，通过射线检测在影片上的成像情况能准确看到裂缝等缺陷的存在位置，精确地对裂缝的大小进行测量[5]。然而如果针对特别厚的压力管道，会影响射线的穿透能力。另外射线穿透监测的要求多，步骤复杂，导致了该技术用于检测费用昂贵，且效率低下，一般仅适用于核心结构的检测。在具体的检测过程中，检测人员一定要做好相关的防护工作，尽可能避免射线对人体产生辐射。

3 压力管道缺陷无损检测的相关要求

3.1 定期检测

针对于压力管道的重要性，应定期对压力管道进行科学合理的检测。由于缺陷的产生是长期性的，相关企业或部门应制定充分的检测计划，定期对全部或部分管道进行检测，确保管道的完好性。对于检测出缺陷的管道，要综合分析缺陷的影响程度，采用对应的解决措施，尽可能降低潜在的事故风险。

3.2 科学合理

由于压力管道的检测技术具有多样性，在选择具体的检测技术时，要充分考虑到是否符合实际需要，如在检测普通的压力管道时采用射线检测，这不仅极大地影响了检测效率，也提高了检测成本。在进行相关检测的操作过程中，要严格按照检测标准对管道进行检测，若过程中出现误操作，应从新开展检测步骤，核验检测数据，确保不影响检测结果的准确性。对于出现缺陷的管道部位，要采用多次检测的方式，确保没有误检。对于采用化学试剂或射线的检测技术，要切实做好防护措施，防止污染和辐射对检测人员或环境产生破坏。

3.3 经济高效

对于压力管道的检测还要遵循经济高效的原则，由于压力管道一般铺设的长度长、范围广，在检测过程中必须考虑到经济和高效双重原则。经济原则是初检采用成本低的检测方式，如果有疑似缺陷的管道部位存在，再采用工艺流程复杂，精准度更高的检测方式。高效的原则是要确保检测过程中，尽可能无外界因素干扰检测进度，影响检测效果，确保检测的速度和效率。

4 结语

压力管道一旦产生缺陷，安全隐患就会随之而来，因此要切实做好压力管道的无损检测工作，确保液体运输的安全性和高效性。在检测过程中无损技术的使用，也是促进行业发展的有效措施，是科学技术进步的切实体现。随着科学技术的不断发展，无损检测技术也处于日新月异的状态，因此要充分学习无损检测技术，落实好无损检测工作，从技术和制度两个方面确保压力管道的安全性能，为企业和行业的安全发展做出贡献。