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摘要:现代化工行业已经进入到高度自动化的生产过程,大多数设备处于流程化作业、长周期运行的状态,有些甚至在高温、高压及易腐蚀的环境下运行,存在着易燃、易爆的危险性。因此,生产过程中重大设备的监测显得十分重要。现代社会对产品质量及安全的要求越来越高,无损检测技术对保障设备结构的安全服役、提高产品质量等具有重要的作用。基于此,本文就工业管道定期检验无损检测新技术进行分析。
关键词:工业管道;定期检验;无损检测新技术
工业管道广泛地应用于石油、化工、机械、冶金、轻工、航空航天等工业部门以及人民的日常生活。工业管道是具有爆炸及泄露危险的特种承压设备,承受高温、高压、低温、易燃易爆或有毒介质,一旦发生事故,就会给社会经济、生产和人民生命财产安全造成严重危害。
1 管道无损检测重要性及检测原则分析
1.1 工业管道无损检测重要性分析
工业管道的检验主要是工业管道运行安全的有利保障,同时由于其实际运行间较容易受外界因素影响发生意外事故,故此要能够通过检验手法实施安全检验。为避免由于在实际运行中发生不可测的损伤造成运行质量及安全得不到保障,就需要技术人员对工业管道实施检验,而无损检验是比较重要的一种检验方法。这一技术方法检验过程中,既能够达到检验的目的,同时也不会对检测物造成任何损害,故此这就需要加强对工业管道无损检测的重视度。
1.2 工业管道无损检测的原则分析
工业管道无损检测要能够对寿命评定以及质量评定得以满足。从寿命评定方面主要就是无损检测技术要能够在检测技术上推断被检测物的使用安全,还要能定期检测工艺运行下动态掌握其缺陷情况。在这一缺陷的展现下对下一阶段的使用安全性进行预测,是对其进行返修还是实施报废处理。再有就是质量评定,检测的主要目的就是对物体表面及缺陷实施检测,从而对物体质量加以评定,使其生产质量以及技术工艺等能够得到有效控制。
2 工业管道定期检验的方法
工业管道定期检验主要由检验人员实施,检验单位和检验人员在检验前应做好资料审查和制定检验方案等检验准备工作,主要考虑管道所属类别以及管道的主要失效模式等,制定针对性的检验方案,并根据方案进行相应的检验项目,最后根据工业管道定期检验规则的要求进行安全状况等级评定、出具检验报告等。主要的检验项目包括外部宏观检查、材质检验、壁厚测定、无损检测、理化检验、安全附件检验、耐压强度校验和应力分析、耐压试验和泄露性试验等。
3 工业管道定期检验存在的问题
传统无损检测技术在现场检验中存在缺点,如超声波测厚需要将管道防腐层打磨去除,而且逐点测量效率较低,基本上是进行局部抽查,无法对整条管道进行检测,不能对存在的缺陷进行精确的定性和定量分析,且检测结果无直接见证记录;射线检测需要逐点拍片,如管道内存在液体介质,则无法进行,检测时还需要周围环境和人员进行防护;磁粉检测只能检测磁性材料管道,而且只能发现表层或者近表层出现的裂口,检测深度小;渗透检测只能检测开口暴露于表面的缺陷。
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4 工业管道无损检测新技术
4.1 超声导波技术
导波属于超声波的一种,是能够在波导结构中传播的超声波。导波具有频散的特性,经过一次激发后的导波在不同的材料以及不同的几何形状中传播时其频率和群速度具有特定性的联系。如果在工作状态下出现某些缺陷时,其内部结构也会随之发生一定的变化,而此时接收到的导波回波也会产生相应的变化。此时就可以通过对缺陷波形的信号分析,继而对缺陷进行判断和定位。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流行并得到了进一步地商业化,例如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。
4.2 声发射检测技术
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。这种利用接收和分析材料的声发射信号能够可以对材料的性能进行评定或监测构件的破坏过程从而对设备的损伤处进行检查。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,对线性缺陷极其敏感,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。
4.3 磁记忆检测技术
磁记忆检测技术主要是以传统的磁粉检测技术为基础,继而发展起的一门针对铁磁性材料进行无损检测的方法,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。
5 工业管道在线检测中新型无损检测技术的应用现状
传统的无损检测技术主要是在出现问题后对缺陷部位进行检验,无法实现工业管道前期问题诊断和实时在线检测,这严重影响了工业管道检验的实效性。新型无损检测技术在企业工业管道,尤其是在大型的电力和石化行业中的应用,能够准确、及时的在早期检测出工业管道的缺陷部位,在不停机的情况下能够准确地找出需要监控的重点部位,及时发现问题。这几种新型无损检测技术也是独立应用的,在检测过程中,可以相互配合使用。当前磁记忆技术与声发射检测技术的结合是常采用的主要检测方式,通过磁记忆技术对应力集中的部位进行重点监控,然后利用声发射技术对重点活动缺陷不稳进行检测,或者是对埋在地下的管道进行检测,确定缺陷部位,根据技术的结合缩小工业管道在线检测的范围,提高缺陷检测的准确性,为工业管道的正常运行提供有力的支持。
结束语:
工业管道在线检测对企业的安全生产和人民生命财产安全保障都具有十分重要的意义。新型无损检测技术不仅能够提高工业管道在线检测的准确性,提高检测效率,而且还能够降低检测成本,是工业管道在线检测的重要技术。目前新型无损检测技术的应用仍然处在比较初级的阶段,需要进一步的加强研究,形成技术检测标准,及早实现商业化和市场化,为工业管道在线检测提供可靠有效的技术支持。
参考文献:
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[3]在用工业管道腐蚀的漏磁外检测技术研究[D]. 雒新宇.保定:河北大学,2014
论文作者:蒋涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/27
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