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[摘 要]压力管道多用于石油化工企业，具有一定的危险性，因此对压力管道进行定期检验十分必要，常规的无损检测方法很难做到在线监测以及寿命评估。特别是在不停机的情况下利用磁记忆检测技术进行在线检测的早期诊断，从而找出应力集中部位作为重点监控点，同时也可以配合声发射技术查找活动性缺陷，进一步地寻找泄漏点。从理论上来说，能够对架空管线进行长达几百米的检测，这大大缩小了检验范围，提高了缺陷的检出率。本文对无损检测技术在压力管道检测中的应用进行了分析探讨。
[关键词]压力管道；无损检测；检测技术；应用探讨
中图分类号：TE227 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）34-0233-01
引言
压力管道在运行中的安全性直接关乎到人民群众的生命财产安全以及社会的经济发展。由于压力管道在运行过程中容易产生很高的压力，而且使用介质也多为有毒、可燃，亦或是腐蚀性极高的特点，故而在使用过程中极易出现裂纹、腐蚀坑等问题缺陷。从断裂力学的角度来说，若不及时发现这些微小缺陷，一旦缺陷扩展后就会直接导致管道无法挽回的损坏，继而影响压力管道的安全使用。因此，提高压力管道检验检测时缺陷的发现率成为当下最为关注的问题。
1.常用压力管道无损检测技术分析
1.1 超声导波技术
目前最常使用的导波检测主要是利用单一的L（0，2）模态的导波，这一模态导波在管线中传播时，具有衰减小、覆盖范围广的特点，与常规的脉冲相比，利用中差法超声波逐点检测的方法，其导波检测能够实现长距离检测，不仅可以检测发现焊接接头的内部缺陷，还能检测出管内表面以及材料内部及外表面的缺陷。它的最大特点就是能对管内大面积腐蚀现象进行高速化的检测，及时发现其中的问题。国外的导波技术现在已经得到普遍流行并得到了进一步地商业化，象英国的很多公司现在已有成熟设备在进行出售。相比之下，国内导波检测技术研究的起步较晚，但是发展也较为迅速，现在已经有多家研究机构开始进行实验室仿真试验，研究的重点主要在于多模态导波的激励与接收，以及导波检测设备的成型和缺陷波形的分析处理，现已初具成效。
1.2 声发射
声发射是指固体材料或构件在受到外力因素的过程中而发生了一定的塑性变形继而产生断裂现象，此时储存的应变能断就会持续地释放并发射出瞬态弹性波的现象。这种被检管道工具中存在活动性的缺陷，在外加应力的作用下能够从缺陷处释放出的弹性波，当其被置于工件表面的传感器接收后会进行相应的放大处理，此时就可以通过波形分析来确定缺陷的性质。声发射检测往往属于动力学检验范畴，对线性缺陷及其敏感，它能够获取缺陷的连续信息从而实现管线的实时监测，具有极高的时效性。
1.3 磁记忆检测
磁记忆检测技术主要是以传统的磁粉检测技术上为基础，继而发展起的一门针对铁磁性材料进行无损检测方法，也被称为漏磁检测技术，它是在20世纪90年代由俄罗斯科学家提出。其工作原理主要为，在地磁场中的铁磁性材料的磁性能在应力集中区和形状突变区能够产生永久性变化，具有一定的磁记忆性，这会导致金属构件的表面磁导率远远低于其他区域，从而形成漏磁场，而通过对漏磁场的检测，就可以确定被检设备的应力集中区和形状突变区。与传统的磁粉检测技术相比，金属磁记忆检测免去了外加磁场的步骤，设备便携性强，能够对缺陷和应力集中区进行快速的筛查。
2.压力管道无损检测技术的应用探讨
2.1 射线探伤
射线探伤是利用射线能穿透物质并在物质中发生能量衰减的特性来检验物质内部缺陷的一种检测方法。射线探伤的方法有射线照相法、荧光屏观察法和工业x射线电视法等类型，但工程设计中最常用的是射线照相法。它的工作原理是：当射线透过材料内部的缺陷时，由于缺陷（如气孔、裂纹、非金属夹杂等）处吸收射线的能力较差，故投射到材料底部照相底片上相应部位的感光度较大，根据底片上的不同感光度可以鉴别出缺陷的存在与否及缺陷的外型和大小。JB4730标准为一综合性的无损检测标准，其中的第二篇为射线探伤标准。标准中它将对接焊缝的缺陷共分成了基本缺陷（包括裂纹、未熔合、未焊透）、圆形缺陷、条状夹渣等四类，并针对这些缺陷给出了I级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级共四个质量评定等级，每级都规定了详细的缺陷允许尺寸和数量。射线检测主要是检測与射线束同方向上的缺陷情况，如裂纹，当其与射线同方向时，则在底片上容易显现。但同样一种缺陷，当其与射线成垂直情况时则难以发现，所以某一部件是否可以采用射线检验，1）要分析缺陷产生的情况是否有利于射线透照，2）要看射线的透照能力，如x射线机的kV值，3）看有无透照的环境或空间。一般情况下在电站所用压力容器中，如无支撑架之类的结构件，其纵环焊缝均可采用RT检验方法进行检验。射线能够对人体产生生物效应，所以正常情况下，在进行RT检验时检验人员应进行必要的防护，在进行检验的周围区域进行警示。
2.2 超声检测焊接缝
超声检测具备着诸多优点，比如能够检出平面线形缺陷如裂纹等，并且成本较低、操纵灵活，但是超声检测无法像射线检测那样提供直观缺陷记录，同时缺陷种类需要具备熟练技术的操作人员判断。GB50235与HG20225标准规定，若将射线检测采用超声检测取代，则应当经过建设单位的批准，其检验数量必须等同于射线检验。SH3501标准指出，如果设计规定必須应用射线检测，那么就根据具体规定需要加以执行，而如果应用超声波检验有规定时，也必须严格的按照规定执行。但是需要用超声检测取代，因为受到条件的束缚时，应当取得设计单位的批准。
2.3 磁粉探伤
它是在磁场中利用铁磁性材料被磁化后，在表面或近表面的缺陷处产生漏磁的现象进行探伤的。当铁磁性材料置于磁铁的N、S极之间时，便有磁力线通过。对于均匀一致的材料，磁力线是平行均匀分布的，如果材料表面或近表面有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，由于这些缺陷本身是非磁性的，其磁阻很大，磁力线不易穿过它而是绕过它，从而在缺陷处产生弯曲而将缺陷显示出来，根据这样的显示特征可以判断缺陷是否存在。磁粉探伤时被检测件表面有一定的粗糙度要求，一般不低于Ra12.5μm。被检件磁化时可以用交流电，也可以用直流电，前者由于电流的集肤效应，而表现为检测表面缺陷时灵敏度较高，后者则由于磁化场较均匀而能发现浅表面下较深的缺陷。另外，磁化被检件时既要进行周向磁化，又要进行纵向磁化，以免不同方向的缺陷被漏检，检测过程中还应注意由于材料晶粒大小和组织不均匀等带来的假缺陷现象。
2.4 涡流检测
采取穿过式线圈探头进行涡流检测管材的通孔缺陷，此外，在不同磁场强度的情况下，铁磁性管材的磁导率也不同，所以，应当对磁饱和装置加以设置，在检测铁磁性管材时，同时于检测线圈的检测区域施加足够的磁场，使其导磁率大致与常数一致。一般介于1MHZ至500MHZ之间铁磁性钢管涡流检测频率。涡流检测进行的过程当中，应当采用对比试样进行调节涡流仪的检测灵敏度，确保验收水平和检测结果的准确性。对比试样应当和被检对象有相近或相同的表面状态、电磁性能、牌号和规格、热处理状态，大部分标准规定刻槽和通孔是对比试样中的人工缺陷。
3.结语
综上所述，无损检测技术的应用，不仅能够提高了压力管道检验的效率，减少成本，同时也成为了在役管线在线诊断和寿命评估的重要手段。要将这些检测技术在压力管道中进行广泛应用还需要展开重点研究，如健全缺陷信号数据库，提高无损检测技术信号处理能力，保证检测的有效性和及时性，同时也需要完善相关规定，进一步推广无损检测技术在压力管线中的运用。
参考文献
[1] 李成岩.油田高温高压注汽管线施工及质量控制措施[J].化工管理，2016，12：65+67.
[2] 李华钊，张天聪.给排水压力管道射线无损检测质量管理研究[J].建材与装饰，2016，17：78-79.
[3] 黄宏彪，黄辉.基于风险评估及无损检测技术在成套设备检验中的方法[J].石油和化工设备，2016，07：59-64.
[4] 张华，杨海霞，唐怀清，林海春，何仁洋.工业管道定期检验无损检测新技术[J].管道技术与设备，2016，04：18-20+26.
[关键词]压力管道；无损检测；检测技术；应用探讨
中图分类号：TE227 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）34-0233-01
引言
压力管道在运行中的安全性直接关乎到人民群众的生命财产安全以及社会的经济发展。由于压力管道在运行过程中容易产生很高的压力，而且使用介质也多为有毒、可燃，亦或是腐蚀性极高的特点，故而在使用过程中极易出现裂纹、腐蚀坑等问题缺陷。从断裂力学的角度来说，若不及时发现这些微小缺陷，一旦缺陷扩展后就会直接导致管道无法挽回的损坏，继而影响压力管道的安全使用。因此，提高压力管道检验检测时缺陷的发现率成为当下最为关注的问题。
1.常用压力管道无损检测技术分析
1.1 超声导波技术
目前最常使用的导波检测主要是利用单一的L（0，2）模态的导波，这一模态导波在管线中传播时，具有衰减小、覆盖范围广的特点，与常规的脉冲相比，利用中差法超声波逐点检测的方法，其导波检测能够实现长距离检测，不仅可以检测发现焊接接头的内部缺陷，还能检测出管内表面以及材料内部及外表面的缺陷。它的最大特点就是能对管内大面积腐蚀现象进行高速化的检测，及时发现其中的问题。国外的导波技术现在已经得到普遍流行并得到了进一步地商业化，象英国的很多公司现在已有成熟设备在进行出售。相比之下，国内导波检测技术研究的起步较晚，但是发展也较为迅速，现在已经有多家研究机构开始进行实验室仿真试验，研究的重点主要在于多模态导波的激励与接收，以及导波检测设备的成型和缺陷波形的分析处理，现已初具成效。
1.2 声发射
声发射是指固体材料或构件在受到外力因素的过程中而发生了一定的塑性变形继而产生断裂现象，此时储存的应变能断就会持续地释放并发射出瞬态弹性波的现象。这种被检管道工具中存在活动性的缺陷，在外加应力的作用下能够从缺陷处释放出的弹性波，当其被置于工件表面的传感器接收后会进行相应的放大处理，此时就可以通过波形分析来确定缺陷的性质。声发射检测往往属于动力学检验范畴，对线性缺陷及其敏感，它能够获取缺陷的连续信息从而实现管线的实时监测，具有极高的时效性。
1.3 磁记忆检测
磁记忆检测技术主要是以传统的磁粉检测技术上为基础，继而发展起的一门针对铁磁性材料进行无损检测方法，也被称为漏磁检测技术，它是在20世纪90年代由俄罗斯科学家提出。其工作原理主要为，在地磁场中的铁磁性材料的磁性能在应力集中区和形状突变区能够产生永久性变化，具有一定的磁记忆性，这会导致金属构件的表面磁导率远远低于其他区域，从而形成漏磁场，而通过对漏磁场的检测，就可以确定被检设备的应力集中区和形状突变区。与传统的磁粉检测技术相比，金属磁记忆检测免去了外加磁场的步骤，设备便携性强，能够对缺陷和应力集中区进行快速的筛查。
2.压力管道无损检测技术的应用探讨
2.1 射线探伤
射线探伤是利用射线能穿透物质并在物质中发生能量衰减的特性来检验物质内部缺陷的一种检测方法。射线探伤的方法有射线照相法、荧光屏观察法和工业x射线电视法等类型，但工程设计中最常用的是射线照相法。它的工作原理是：当射线透过材料内部的缺陷时，由于缺陷（如气孔、裂纹、非金属夹杂等）处吸收射线的能力较差，故投射到材料底部照相底片上相应部位的感光度较大，根据底片上的不同感光度可以鉴别出缺陷的存在与否及缺陷的外型和大小。JB4730标准为一综合性的无损检测标准，其中的第二篇为射线探伤标准。标准中它将对接焊缝的缺陷共分成了基本缺陷（包括裂纹、未熔合、未焊透）、圆形缺陷、条状夹渣等四类，并针对这些缺陷给出了I级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级共四个质量评定等级，每级都规定了详细的缺陷允许尺寸和数量。射线检测主要是检測与射线束同方向上的缺陷情况，如裂纹，当其与射线同方向时，则在底片上容易显现。但同样一种缺陷，当其与射线成垂直情况时则难以发现，所以某一部件是否可以采用射线检验，1）要分析缺陷产生的情况是否有利于射线透照，2）要看射线的透照能力，如x射线机的kV值，3）看有无透照的环境或空间。一般情况下在电站所用压力容器中，如无支撑架之类的结构件，其纵环焊缝均可采用RT检验方法进行检验。射线能够对人体产生生物效应，所以正常情况下，在进行RT检验时检验人员应进行必要的防护，在进行检验的周围区域进行警示。
2.2 超声检测焊接缝
超声检测具备着诸多优点，比如能够检出平面线形缺陷如裂纹等，并且成本较低、操纵灵活，但是超声检测无法像射线检测那样提供直观缺陷记录，同时缺陷种类需要具备熟练技术的操作人员判断。GB50235与HG20225标准规定，若将射线检测采用超声检测取代，则应当经过建设单位的批准，其检验数量必须等同于射线检验。SH3501标准指出，如果设计规定必須应用射线检测，那么就根据具体规定需要加以执行，而如果应用超声波检验有规定时，也必须严格的按照规定执行。但是需要用超声检测取代，因为受到条件的束缚时，应当取得设计单位的批准。
2.3 磁粉探伤
它是在磁场中利用铁磁性材料被磁化后，在表面或近表面的缺陷处产生漏磁的现象进行探伤的。当铁磁性材料置于磁铁的N、S极之间时，便有磁力线通过。对于均匀一致的材料，磁力线是平行均匀分布的，如果材料表面或近表面有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，由于这些缺陷本身是非磁性的，其磁阻很大，磁力线不易穿过它而是绕过它，从而在缺陷处产生弯曲而将缺陷显示出来，根据这样的显示特征可以判断缺陷是否存在。磁粉探伤时被检测件表面有一定的粗糙度要求，一般不低于Ra12.5μm。被检件磁化时可以用交流电，也可以用直流电，前者由于电流的集肤效应，而表现为检测表面缺陷时灵敏度较高，后者则由于磁化场较均匀而能发现浅表面下较深的缺陷。另外，磁化被检件时既要进行周向磁化，又要进行纵向磁化，以免不同方向的缺陷被漏检，检测过程中还应注意由于材料晶粒大小和组织不均匀等带来的假缺陷现象。
2.4 涡流检测
采取穿过式线圈探头进行涡流检测管材的通孔缺陷，此外，在不同磁场强度的情况下，铁磁性管材的磁导率也不同，所以，应当对磁饱和装置加以设置，在检测铁磁性管材时，同时于检测线圈的检测区域施加足够的磁场，使其导磁率大致与常数一致。一般介于1MHZ至500MHZ之间铁磁性钢管涡流检测频率。涡流检测进行的过程当中，应当采用对比试样进行调节涡流仪的检测灵敏度，确保验收水平和检测结果的准确性。对比试样应当和被检对象有相近或相同的表面状态、电磁性能、牌号和规格、热处理状态，大部分标准规定刻槽和通孔是对比试样中的人工缺陷。
3.结语
综上所述，无损检测技术的应用，不仅能够提高了压力管道检验的效率，减少成本，同时也成为了在役管线在线诊断和寿命评估的重要手段。要将这些检测技术在压力管道中进行广泛应用还需要展开重点研究，如健全缺陷信号数据库，提高无损检测技术信号处理能力，保证检测的有效性和及时性，同时也需要完善相关规定，进一步推广无损检测技术在压力管线中的运用。
参考文献
[1] 李成岩.油田高温高压注汽管线施工及质量控制措施[J].化工管理，2016，12：65+67.
[2] 李华钊，张天聪.给排水压力管道射线无损检测质量管理研究[J].建材与装饰，2016，17：78-79.
[3] 黄宏彪，黄辉.基于风险评估及无损检测技术在成套设备检验中的方法[J].石油和化工设备，2016，07：59-64.
[4] 张华，杨海霞，唐怀清，林海春，何仁洋.工业管道定期检验无损检测新技术[J].管道技术与设备，2016，04：18-20+26.