舟山市特种设备检测院 316021
摘要：石油化工介质输送期间压力管道能够发挥出极为重要的作用，由于介质自身具有一定的特殊性使压力管道在使用过程中，极有可能发生一些危险的状况。笔者在本文之中对于当前石油化工用压力管道之中常见的破坏形式予以分析，并且深入的探讨压力管道无损检测技术在压力管道之中的应用范围。
关键词：石油化工；压力管道；破坏形式；无损检测
1关于石油化工压力管道的破坏形式
1.1疲劳破坏
在众多的破坏形式之中，化工压力管道的疲劳破坏属于较为常见的类型，出现此种破坏形式的主要原因是由于管道长期处在静荷载的状态下。在这种破坏形式出现之后，并不会伴有较为显著的塑性变形特征，而是在反复荷载之后逐渐产生一种裂纹的形式。此种破坏形式在本质上主要是因为过多的对管道系统使用而产生了疲劳。疲劳断裂产生的原因主要包括以下几个方面。
（1）大型汽轮机和往复式空气压缩机等相关机械运转过程中，因为原本安装、构造以及损伤等各方面的不平衡性，造成操作开启和停止过程中机械传动变得不平衡，这种不平衡问题的出现又会使机械出现震动，并且使机械将振动向连接的配管系统进行传递，最终出现疲劳裂纹甚至断裂问题。
（2）管道系统中流速和压力的改变也会使管道发生振动，进而造成疲劳裂纹与断裂等问题的出现。一般情况下管道发生振动的最主要原因是涡流和压力脉动。
（3）在对长输管道敷设的过程中常常会经过较多地质不同的地段，并且各个不同地段之间在气候条件上也存有明显的差异，甚至在一些地区之中常常会发生极大的昼夜温差。这一情况的出现极有可能在管道之中出现热膨胀和冷收缩的问题，而这种热胀冷缩也会使管道出现震动问题，进而会使管路受到破坏或者发生疲劳。
（4）由于循环载荷的影响，一般承受交变循环载荷的管道，往往在不连续处及焊接缺陷处，容易造成一定的疲劳破坏。同时，这一节点往往也是管道疲劳破坏的裂点开始处。
1.2 腐蚀破坏
腐蚀破坏也是当前化工压力管道的最主要破坏形式之一，由于石油化工管道往往运输的都是一些化工类介质，会对管道造成一定的腐蚀，造成压力管道的腐蚀破坏。目前常见的腐蚀破坏形式主要包括以下几种：
（1）均匀腐蚀是管道内外表面由于均匀接触腐蚀性物质发生的腐蚀现象。通常表现为管道、弯头、三通及法兰等位置的壁厚均匀减薄情况。这种腐蚀情况识别一般较为容易，通常情况下，外表面腐蚀（见图1）用宏观检查可以解决，内表面腐蚀运用测厚检测就能发现问题。
图1 外表面腐蚀
（2）点腐蚀是在管道表面，部分范围较小，深度较大的一种腐蚀状况。这种点腐蚀是所有腐蚀中最具破坏性，也最具隐蔽性的一种腐蚀形式，往往发生在焊缝热影响区，针对这一腐蚀影响，测厚检测方法一般难以取得效果，需要使用射线或超声手段进行检测。
（3）缝隙腐蚀主要原因是因为缝隙位置溶液渗漏或者滞留而产生短路原电池，同时在缝内发生强烈的腐蚀的现象。这种腐蚀在大多数情况之下造成的影响都比较打，并且大都是在焊接的不连续位置或者缺陷位置发生。在未焊透或未熔合的位置或根部存有凹坑的位置便常会有缝隙腐蚀问题出现。
（4）晶间腐蚀问题的发生大都是在不锈钢管道的焊缝位置，一般情况下出现晶间腐蚀问题的位置仍然会维持原有的金属光泽，并且引发一些难以用肉眼进行分辨的腐蚀问题出现。另外，因为晶间腐蚀并不会使壁厚出现明显变薄的现象，因此如果用壁厚检测的方法便很难得到理想的检测效果。针对这种腐蚀问题便需要结合实际情况选择超声检测方法或者渗透检测方法，或者也可以通过抽样力学性能测试或者金相试验的方法来将其中存在的问题发现出来。
（5）应力腐蚀问题的发生主要是在拉应力和腐蚀介质的双重作用下使化工压力管道出现断裂和裂纹的问题，这种腐蚀问题主要是在一些蒸汽管线、旁路管线以及含氯化物奥氏体不锈钢管道的纵焊缝、环焊缝以及热影响区的位置。在这种腐蚀问题出现的情况下常常会伴有一些点性或者其他类型的腐蚀方式。应力腐蚀大多数情况下很难被直观的发现出来，然而其所具有的破坏力却比较大。基于这种情况就要求我们对该破坏问题给予足够的重视，并且通常需要应用射线、超声以及表面检测等手段来对这种腐蚀问题进行确定。
（6）氢腐蚀问题的出现主要是在一些高强度不锈钢和低合金钢之中。造成氢腐蚀问题的主要原因除了这些材料并不具备足够的抗氢腐蚀之外，还有可能因为高温高压的氢环境而出现。在对这种氢腐蚀破坏问题进行监测的过程中大都是应用超声或者表面检测等方法，并且通过对含碳量、金相进行分析以及进行抽样冲击试验也可以使检测的准确性与效果得到提高。
（7）磨损腐蚀问题发生后大都会对管道表面金属氧化层造成磨损，并在对腐蚀介质进行运输期间也常会和金属表面发生相对运动，而这又会造成管道之中加速腐蚀问题的发生。在弯头和三道等流体方向的突变位置极有可能发生磨损腐蚀的问题。另外，各个离心机械、喷嘴、阀门以及泵等可能会使介质发生高速流动管道段的前后位置也即有可能有磨损腐蚀的问题出现。在对磨损腐蚀问题进行检测的过程中常常会应用测厚检测的方法。
1.3 蠕变破坏
在一些特殊的温度条件之下压力管道在管道荷载的作用之下极有可能出现一定的伸长或者便变形，这种破坏现象也就是我们经常提及的蠕变破坏形式。在蠕变破坏发生的情况下常常会出现明显的组织变化和塑性变形问题。因为造成蠕变破坏问题的突出性因素在于管道材料，由此便需要我们在对管道进行设计、制造以及后期使用过程中选择一些具有较强抗蠕变性的材料，并且在进行制造的过程中需要尽可能的避免焊接或者冷加工等操作影响到材料的抗蠕变性能。
1.4 脆性破坏
脆性破坏的本质属于一种低应力情况之下造成的管道破坏现象，造成脆性破坏问题出现的主要原因是低温。脆性破坏的管道常常伴有极快的破碎断裂现象，脆性破坏发生的情况下大都不会有塑性形变出现，即使有变形问题的话，所发生的变形相对也比较小，而且脆性破坏期间会有碎片或者裂的状况呈现出来。一般情况下发生脆性破坏的管道大都是因为自身存有缺陷或者韧性不足等问题。如果钢处在低温环境之下的话便会造成断裂韧性下降的问题。基于这种情况就会使缺口位置的敏感性出现明显的增加，并且如果管道之中有一些应力集中的话便会造成裂纹出现。由此我们在对管道进行制作的过程中必须依照着较高的标准，并且还需要对所使用材料的性能予以彻底的检测。
2压力管道无损检测与相关问题
2.1常见压力管道无损检测技术
无损检测是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。常见的压力管道无损检测技术主要包括RT（射线检测）、UT（超声波检测）、MT（磁粉检测）、PT（渗透检测）、ET（涡流检测）五种，针对不同情况，往往需要采用的检测技术方法也不尽相同，同时要依据NB/T47013《承压设备无损检测》的相关规定进行。
（1）管材的检测方面，通常运用MT、PT、ET等三种方法来检测管道表面缺陷，同时也可采用UT来检测管道的内部缺陷。
（2）在管道焊缝方面，通常运用的MT、PT、RT和UT等四种检测方法，其中，MT、PT则多于管道焊缝表面缺陷的检测，而RT和UT多用于管道焊缝内部的缺陷检测。此外，对于化工压力管线而言，厚度检测是一种十分重要的检测方法，由于其比较简单，且能具备初步的检测效果，因此也被广泛使用。
2.2 压力管道无损检测技术中的具体应用范围分析
（1）表面无损检测技术应用
表面检测的部位一般为对接焊缝、角焊缝、工卡具拆除处的焊迹表面等。铁磁性材料对接焊缝的表面一般采用磁粉检测方法，管道的外部一般采用湿式黑磁粉检测，无法采用磁粉检测时可用渗透检测。另外不锈钢制压力管道价格较昂贵，介质特殊，壁厚一般较薄，焊缝表面检测时选用的渗透检测剂应对管道本体无损害。
（2）焊接埋藏缺陷无损检测的应用
超声检测法既可以用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹，还可以用于压力管道锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。就物理性能而言，可以检测厚度、材料硬度、淬硬层深度、晶粒度、液位和流量、残余应力和胶接强度等。
射线检测技术一般适用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、夹渣、密集气孔、未焊透及未熔合等缺陷；该方法能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定量分析，射线底片可长期保存，对体积型缺陷比较灵敏。
3 结语
由于压力管道在制造、安装及其使用中的复杂性，其容易造成的损伤破坏形式也更加的复杂。因此需要综合分析压力管道的材质、运输及盛装介质、管道的工艺条件，以及管道的安装质量等问题，唯有如此才能更好的对管道的损伤进行正确的诊断，并结合相应的无损检测技术对具体的损伤位置及损伤情况进行精准确定。此外，还应加强无损检测技术的研究，从而使其达到更好的检测效果，避免出现检测不准确情况。
参考文献
[1] 李建强.浅析石油化工压力管道射线无损检测质量控制 [J].清洗世界，2018，34（12）：20~21.
论文作者:陆伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/8/26
标签：管道论文; 压力论文; 发生论文; 是在论文; 表面论文; 缺陷论文; 形式论文; 《建筑学研究前沿》2019年11期论文;