石油化工壓力管道的破壞和無損檢測初探

杜俊杰

（天津石化質量監(jiān)督站，天津 300271）

石油化工壓力管道的破壞和無損檢測初探

杜俊杰

（天津石化質量監(jiān)督站，天津 300271）

對壓力管道破壞形式進行了簡單的介紹，針對壓力管道無損檢測方式進行深入的研究分析，并提出了一些建議，希望對石油化工壓力管道破壞的檢測起到一定的參考和幫助，提高檢測準確性。

石油化工；壓力管道；破壞；無損檢測

石油化工壓力管道在使用過程中，經(jīng)常會受到工藝、環(huán)境以及材質等因素影響，導致管道出現(xiàn)疲勞、腐蝕、脆性等多種形式的破壞，進而使管道安全運行受到很大危害。本文針對石油化工壓力管道在使用過程中的不同破壞形式進行研究分析，探討無損檢測技術在石油化工壓力管道破壞中的應用效果。

1 壓力管道破壞形式

1.1 腐蝕破壞

受到腐蝕性介質影響，壓力管道壁會出現(xiàn)變薄現(xiàn)象，使其組織機構以及力學性能受到影響，最終降低管道的實際承載能力。腐蝕形式主要有以下幾個方面：①電化學腐蝕，主要集中在彎頭、法蘭等區(qū)域，會出現(xiàn)變薄現(xiàn)象；②點腐蝕，這種腐蝕破壞現(xiàn)象較為隱蔽，多見于焊縫等受熱影響區(qū)域；③縫隙腐蝕，受到縫隙溶液滲透以及阻礙等因素影響，使管道被腐蝕，更多的出現(xiàn)在焊接缺陷等部位；④晶間腐蝕，經(jīng)常出現(xiàn)在焊縫處，這種腐蝕不會使壁厚以及金屬色澤受到影響；⑤應力腐蝕，壓力管道受到拉應力以及腐蝕性介質等影響而導致出現(xiàn)破壞，這種腐蝕更多的出現(xiàn)在奧氏體不銹鋼焊縫以及熱影響區(qū)，有著一定的隱蔽性，但是實際的破壞力較大；⑥氫腐蝕，氫滲入到金屬中使金屬的性能發(fā)生改變，這種腐蝕更多出現(xiàn)在不銹鋼以及低合金鋼管中。

1.2 脆性破壞

脆性破壞出現(xiàn)在低應力狀態(tài)下，與低溫有著非常密切的聯(lián)系和影響，脆性破壞一般僅存在較小的塑性變形，而且這些變形都發(fā)生在瞬間，斷口會碎裂成碎片。通過對其研究分析發(fā)現(xiàn)，造成壓力管道脆性破壞最主要的因素是壓力管道材料缺乏足夠的韌性。因此，在進行石油化工壓力管道的設計和制造時，需要對化工壓力管道的低溫制造進行嚴格的控制，在實際的使用過程中嚴格的控制好材料性能。

1.3 疲勞破壞

疲勞破壞主要是指石油化工管道受到交變載荷作用，沒有經(jīng)過塑性變形而出現(xiàn)斷裂所造成的破壞形式。有著以下幾個方面的特點，第一，在疲勞破壞全過程，管壁的實際應力不會發(fā)生改變，管道截面一直處于彈性狀態(tài)，疲勞破壞對管道的變形影響不是十分明顯；第二，在裂紋產(chǎn)生處、斷裂處等區(qū)域，疲勞破壞表現(xiàn)的較為明顯；第三，疲勞破壞的紋路一般可以直接觀察出；第四，根據(jù)管道上的疲勞線，可以分析出疲勞裂紋源區(qū)。

1.4 蠕變破壞

壓力管道受到溫度以及載荷等因素影響而出現(xiàn)的破壞稱之為蠕變破壞，蠕變破壞有著以下幾個方面的特征。①蠕變破壞是受到高溫以及拉應力長期作用下產(chǎn)生的，有著明顯的塑性變形，對材料塑性變形的變形量有嚴重的影響；②在蠕變破壞過程中，會使材料金相組織發(fā)生一定的變化。在進行石油化工壓力管道的設計、制造以及使用時，一定要做好在蠕變破壞方面的預防和控制。

2 壓力管道無損檢測

2.1 射線檢測

這種檢測方式是將射線穿過材料，根據(jù)射線衰減程度來對材料內部缺陷進行判斷，有射線照相法、X射線檢測法等方式。射線照相法是指射線透過材料照射在底部相片上，根據(jù)相片的感光度來對材料的缺陷大小、形狀等方面情況進行判斷；X射線檢測法是指當X射線穿過材料時，材料缺陷處對射線有一定的吸收能力，通過這種方式來判斷材料的缺陷。

2.2 超聲檢測

超聲檢測屬于一種無損檢測技術，在工業(yè)上有著非常廣泛的應用，有脈沖反射法、投射法、共陣法等方式。其中，共陣法主要是應用共振原理，向材料上輻射超聲波，將超聲波的頻率控制在材料厚度的2倍，再對聲波的頻率以及共振次數(shù)進行檢測，計算出材料厚度；投射法是在材料的兩邊分別放置發(fā)射探頭以及接收探頭，借助超聲波照射在材料表面觀察能量變化情況，如果不存在缺陷，那么接收的信號強度較強，如果存在缺陷，接收的信號強度會有一定的減弱，如果材料缺陷面積大于聲束面積，那么探頭將無法實現(xiàn)對信號的接收。

2.3 磁粉檢測

磁粉檢測主要是結合磁粉聚集情況對材料表面的缺陷進行判斷，缺陷的磁通密度與漏磁磁場強度呈正相關關系，從這方面可以判斷出磁粉分布和強度與缺陷位置有密切的聯(lián)系；缺陷漏磁磁場弱于其他區(qū)域漏磁場，可以從這方面因素出發(fā)對缺陷的位置、尺寸和性質進行判斷。在進行磁粉檢測時，首先要控制好材料表面粗糙度；其次要對交、直流電進行合理的選擇和使用；最后要需要通過軸向以及縱向磁化對其進行分析，避免檢測過程中出現(xiàn)遺漏現(xiàn)象。

2.4 滲透檢測

當材料表面存在開口缺陷時，可以選擇滲透檢測方法來進行，先使用含有熒光染料的滲透液，將其向開口缺陷中滲透，再借助吸附、顯像以及放大缺陷圖像的痕跡觀察缺陷部位的分布以及形貌。

3 結束語

石油化工壓力管在實際的使用過程中會出現(xiàn)腐蝕破壞、脆性破壞、疲勞破壞、蠕變破壞等破壞現(xiàn)象，在進行無損檢測時，可以結合實際情況選擇射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測，提高缺陷判斷的準確性，使得石油化工企業(yè)正常生產(chǎn)得到有效的保證，降低石油化工企業(yè)運營風險，提高石油化工企業(yè)經(jīng)濟效益。

[1] 張 毅 . 石 油 化 工 壓 力 管 道 的 破 壞 和 無 損 檢 測 [J].中 國 設 備 工 程，2017，（3）：77-78.

[2] 燕集中 .石油化工用壓力管道的破壞形式及無損檢測的應用 [J].石化技術，2017，（3）：2-3.

Study on Damage and Nondestructive Testing of Petrochemical Pressure Pipeline

Du Jun-jie

The failure mode of pressure pipe is brief l y introduced.In view of the non-destructive testing method of pressure pipe，the author has made some suggestions on this study，hoping to detect the damage of petrochemical pressure pipeline A certain reference and help to improve the detection accuracy.

petrochemical industry ；pressure pipeline ；damage ；nondestructive testing

TE65 ；TQ055.81

：B

：1003–6490（2017）07–0100–02

2017–05–22

杜俊杰（1965—），男，河北滄州人，高級工程師，主要從事工程質量監(jiān)督管理工作。