湛江中海石油检测工程有限公司 524057
摘要：当前，社会经济和科技高速发展，促使冶金、石油等工业事业不断拓展，逐渐涉及燃气、供电等民用行业，而压力管道具有输送液体和气体等物质的作用，在物质运输过程中极易发生爆炸、火灾等严重事故，从而对国家建设和人民生命安全构成极大威胁，由此可知，压力管道应用的安全性是至关重要的。这篇文章重点讨论和分析了石油化工用压力管道的破坏形式及无损检测的应用。
关键词：石油化工；压力管道；破坏形式；无损检测；应用
随着压力管道在各领域的广泛应用，其破坏问题和防范策略研究问题日益突出，尤其是石油化工压力管道应用中，其中一个重要工序就是无损检测，可用于保证焊接效果和检测焊接质量以及解决多种缺陷问题，为石油化工设备安全运行以及质量提供关键的保障，这就说明了无损检测在石油化工压力管道中占据着十分重要位置，以下主要对石油化工用压力管道的破坏形式以及无损检测进行深入分析。
一、浅析石油化工压力管道破坏形式
由于压力管道应用环境较多变复杂，比如低温高温、高压低压等，且承载和运输的物质较独特，其中包括石油、毒气和天然气等，同时管道的设置安装等均具有一定的复杂性，所以促使其破坏形式也是多样化，主要有以下几种。
（一）腐蚀形式
现阶段，石油化工压力管道最明显的一种破坏形式就是腐蚀，因为化工物质在运输过程中，极易对管道形成不同程度的腐蚀破坏，腐蚀类型如下：均匀腐蚀指的是管道内外均得到相同腐蚀情况，一般发生在法兰、管道弯头等部位，呈现出管壁变薄，其外表面腐蚀可直接检查，如下图1所示，内表面通过厚度检测；晶间腐蚀通常发生在不锈钢管道焊接部位，具体如下图2所示，该腐蚀类型并不存在明显外表特征，检测主要可采用金相试验、超声检测等方法；另外，还包括缝隙腐蚀、磨损腐蚀、氢腐蚀、应力腐蚀和点性腐蚀，这些类型造成的腐蚀程度不尽相同，采用的检测方式也不同，实际应用过程中需根据腐蚀类型选用合适的检测方法[1]。
图1 均匀腐蚀外表面 图2 晶间腐蚀
（二）疲劳形式
石油化工压力管道破坏形式中最多见的一种就是疲劳，主要是因长时间承载负荷作用形成的，破坏初期未出现明显外形特征，经过不断承载后会逐步表现出裂纹现象，主要类型如下：首先，在机械运行时管道存在不平衡性，通过打开和关闭等操作后，这种特征会产生机械振动且不断传递，引发断裂和裂纹情况；其次，由于管道压力和运输速度的变化造成振动情况，比如多涡流等，所以形成断裂或裂纹情况；再次，管道焊接缺陷和不连续处极易受到循环载荷的作用，形成裂点；最后，管道极易受到昼夜温差和环境气候等影响，出现热胀冷缩情况，形成振动而发生疲劳破坏[2]。
（三）冲刷磨损减薄形式
该形式会对压力管道构成塑性破坏，导致管道断口出现撕裂形状，极少产生碎块，或者不产生碎块，为了防止这种破坏的形成，则需要尽早对压力管道开展壁厚检测，通过这种方式尽早发现管道壁厚的建波，排除压力管道超载运行情况的发生。
（四）脆性形式
若管道处于低应力环境下且出现破坏，则该破坏形式即脆性破坏，由此可知，该破坏的形成与低温有关，且破坏断裂的速度较快，通常表现出碎片形状，不会与塑性破坏同时出现，从本质上来说，脆性形式的发生主要是由于管道韧性较差，所以在管道制作时，需严格按照高标准进行制作，并且需要对管道反复进行低温检测，保证管道的实用性和韧性。
（五）蠕变形式
由于受到温度和承载条件的影响，压力管道经常会发生变形和伸长等情况，这就是所谓的蠕变破坏，该形式主要发生在塑性变形和显著的组织变化中，同时，该破坏形式和管道所用的材料也存在直接关系，所以在管道设计制作过程中，选用的材料应具备较高的抗蠕变性，并且需重视冷加工和焊接对材料蠕变的影响，避免出现超高温情况。
二、石油化工压力管道无损检测的应用分析
（一）无损检测方法
1、超声检测（UT）
在石油化工压力管道中应用最多的一种方法即超声检测，这也是无损检测行业研究量最大的一种技术，该技术中使用最多的方法就是投射法、共阵法和脉冲反射法，投射法：主要是将接收探头和发射探头放置于检测件的两侧，根据超声波对其进行能量穿透，从而检测物件内部情况；共阵法：主要是在共振原理基础上，通过超神波辐射频率和波长进行检测；脉冲反射法：该方法是当前应用范围最广的检测技术之一，主要是通过超声脉冲在检测件内部的传播进行反射检测，在实际检测过程中，需根据设计需求合理挑选超声检测方法，比如在哈萨克斯坦玛依纳水电站压力管道安装工作中就应用了超声波探伤技术，采用该技术对压力管道的焊接、安装环缝等部位进行检测[3]。
2、射线检测（RT）
该检测技术主要是借助各种类型的射线对材料投射投射性能、射线衰减程度和不同材料吸收，促使底片感光呈现不同黑度的图像，也是一种必不可少且可能性高的内部缺陷检测方法，其中采用较多的一种方法就是X射线检测，可结合检测件对射线的吸收能力得出检测结果，检测原理如下图3所示。
图3 X射线检测原理图
3、渗透检测（PT）、磁粉检测（MT）和涡流检测（ET）
渗透检测主要应用在金属材料的表面缺陷检测中，是探伤检测技术之一，探伤检测过程中多采用黄绿色或红色的渗透液，通过毛细和润湿功能的作用渗透到材料表面缺陷中，吸附后呈现出图像，将图像放大后可直接借助眼部观察到检测件表面的缺陷；磁粉检测指的是借助磁粉的聚集现象反映出试件表面缺陷以及铁磁材料的一种方法，材料在检测过程中需要磁化，通过磁化反应获取缺陷漏磁场性能，促使试件内部的磁力线与缺陷表面保持正交关系；涡流检测主要借助线圈探头对管道通孔缺陷进行穿过式的检测，在检测时需注意以下几点：线圈磁场、磁导率应与常规标准相符合；铁磁管道的磁导率和磁场强度存在直接关系，需设计磁饱和装备；检测频率需根据涡流仪检测灵敏度合理调整等。
（二）无损检测具体应用范围
在石油化工压力管道中，主要包括以上五种无损检测技术，根据不同的检测情况，需挑选不同的无损检测技术，且严格按照检测标准和规定进行，比如NB/T47013-2015《压力容器无损检测》，从管道焊接角度来说，通常采用磁粉检测、渗透检测、射线检测和超声检测，前两种检测管道焊接表面缺陷，后两种检测管道焊接内部缺陷；对管道材料而言，通常应用渗透检测、磁粉检测和涡流检测，主要用于检测管道表现缺陷，同时也能应用超声检测其内部缺陷；另外，壁厚检测是一种操作较为简便的方法，起到初步检测的作用，所以被广泛应用在无损检测中。
在焊接缺陷应用中，主要用于检测试件是否存在裂纹、气孔与杂质等问题；焊接裂纹是否气孔和夹渣等情况；焊接接头是否错边、是否存在气孔夹渣等问题；泵和压缩机焊接位置是否存在裂纹等情况；在表面缺陷应用中，管道焊接修磨位置是否存在裂纹和气孔等；焊接修补位置是否存在气孔和裂纹等情况。
结束语：
在石油化工中，压力管道主要发挥着运输化工材料、天然气等物质的作用，其设计制作和破坏形式具有较高的复杂性和多样性，所以需要针对不同的破坏形式，采用相对应的无损检测技术，确定管道破坏情况，显示最佳的检测效果，保证压力管道的质量和受用寿命，促进石油化工行业健康可持续发展。
参考文献
[1]郭天昱. 压力管道无损检测技术的发展现状及应用[J]. 工程技术：引文版，2016（11）：00234-00234.
[2]康文捷. 压力容器和压力管道中无损检测技术的应用[J]. 工程技术：全文版，2016（11）：00275-00275.
[3]辛明亮，张术宽，杨波，等. 无损检测技术在塑料制压力管道检验中的应用[J]. 广州化工，2015（13）：11-13.
论文作者:成辽
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/4
标签：管道论文; 压力论文; 形式论文; 缺陷论文; 石油化工论文; 情况论文; 裂纹论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;