石油化工装置无损检测方法新进展研究

刘增 王金瑞

【摘  要】随着社会的进步及市场经济的发展，石油、天然气等能源型资源在人们生产、生活过程中的重要性与必要性日益突出，这样的背景下，石油化工行业取得了巨大的进步，并得到了更加广阔的发展前景，无损检测技术为确保石油化工装置的长期稳定运转、促进石油化工企业经济效益的提高做出了重要贡献。

【关键词】石油化工装置;无损检测方法;新进展

1石油化工装置无损检测分析

在石油化工装置的建设过程中，无损检测作为一个关键工序，其能够确保该石油化工设备的焊接质量以及运行稳定性。而借助于无损检测，其能够对一些肉眼看不到的情况进行有效检测，并可以对该石油化工装置所存在的超标缺陷进行有效的处理，从而达到进一步提升工程建设质量的效果。在无损检测工作中，其所需要关注的重点有压力管道、锅炉与各种压力容器，并占据了所有检测量的八成左右，也是石油化工装置在运行过程中最容易出现问题的地方。因此为了取得一个良好的无损检测效果，也就需要对上述的重点内容进行精心策划，并且对其检测的内容以及施工管理流程进行严格的控制。此外石油化工装置无损检测工作还存在着工作量大以及作业面广等难点，并且存在有检测时间有限以及监测点不够集中等各种问题。此外在检测过程中所使用的探伤射线也会给人体造成较大的损害。因此在进行无损检测时多选用晚上来进行，来避免影响到该石油化工企业的日常生产。但是在晚上进行无损检测时检测难度会得到进一步的提升，检测进度也会受到很大的影响。

2石油化工装置无损检测方法

2.1超声检测

由于超声比可听声音频率高，它便有一些可利用的特点以供人们研究其规律。超声的第一个特点就是不在人耳的听力范围内，人耳听不到超声的声音。超声的第二个特点是波长小。超声波的第三个特点是可以与其他物质在特定的条件下可相互反应，例如“弛豫效应”，就只会产生在高频率的范围。超声会在液体中会产生大量小气泡，这些气泡处于非稳定状态，在声压达到某个阈值时会发生崩溃，现象气泡在快速崩溃的瞬间会产生局部的高温高压，即产生数百个大气压的高压激波。高温和高压的条件下则可以使气泡内因放点而产生发光现象。超声波的振动频率特别高，但传播速度是一致的，因此超声波的波长会有特别的小。于是对于超声波就有两个特别高的要求。一是对声源的尺寸要求很低，就可以产生指向性较窄且长的声波。例如手电筒发射的光窄且长，光线集中不易发散;而电灯泡所发射的光则宽且发散。在实际工程应用中，很多需要使用较为集中的声波。如要要生产声波，振动源的尺寸通常要比声波长几倍，而1MHz的声波在水中的波长大概为1.4mm，这时就体现出波长短的好处了。超声波长小的第二点重要后果是，当声波在传播中遇到障碍物时，声波将不再按原方向进行传播，而是有一部分声波向障碍物的四周散播开来。随着障碍物的线度与声波波长的比值变大，声波散射后的分布也会随着变化。例如根据散射规律使用超声波制作的一种声呐系统，甚至可以描绘出被探测物的形状。固体中的超声散射则被广泛应用与无损检测中来，金属构件的表面缺陷例如裂纹、缺损等都成为固体中的散射体。

2.2磁粉检测

磁粉探伤方法仅限于應用在铁磁性物质（即铁、钴、镍和它们的合金材料）的表面或者近表面探伤（奥氏体不锈钢除外），能发现据表面深为几毫米的裂纹、折迭、夹层、夹渣等缺陷。在磁粉检测中，磁场的获得一般有两种方法，即：电流直接通过工件产生的磁场作为工件的充磁磁场。磁粉法主要步骤是，磁化样品，在样品上喷洒某些含铁化合物的磁粉。根据对粉末集中的区域来检测缺陷。目前各类型的磁粉探测技术根据一下机电来进行分类：（1）磁化电流的大小。（2）磁化电流的类型，即说明所用电流是直流、脉动电流还是交变电流等。（3）磁粉的类型，即磁粉的颜色、形状和尺寸，可以用明亮的染料或荧光原料把磁粉染色。磁粉也可以有各种大小的尺寸，最大直径不能超过60-40，这主要是由磁化仪器把磁粉吸附在缺陷上的能力所决定。此外，磁粉可以是圆形的也可以是细长的，但圆形磁粉比细长磁粉流动性好。而细长磁粉则比圆形磁粉更强的吸附在缺陷上。因此，实际中常常把它们混合起来使用达到既能吸附磁粉又使磁粉流动性好的作用。（4）磁粉应用的方法，即说明磁粉在应用时是干燥的还是把它悬浮在液体里（常叫做“干粉法”和“湿粉法”）。（5）磁粉的实际应用步骤，即磁粉喷到工件上是在通过磁化电流时还是在磁化电流已经停止后（长叫做“连续”法和“剩余”法）。（6）相对于样品的磁化方向，即说明磁化方向是“纵向的”、还是“周向”或“旋转”的磁化。（7）灵敏度，即定义一个最小可探测到的缺陷，但这最小缺陷可以通过调节上面所说参数中的任何一个或全部来完成。

2.3射线检测

射线检测为常用五大常规无损检测方法之一，它可以检查金属或者非金属。X射线与 射线是射线检测常用的两种射线，它们都是易于穿透物体的射线，当使用强度均匀的射线穿透物体时，如果物体出现裂纹、气孔等缺陷损伤，损伤位置会改变物体对射线的衰减程度，使得有无损伤位置的穿透射线强度不同，由此可以判断有无缺陷。使用穿透后的射线在胶片上感光成像，就可以得到与内部损伤相应的图象。甚至可以判断损伤的位置、大小与损伤程度。这种将透过物体的射线直接在胶片上感光的方法也叫直接照相法。此外还有透视法和间接照相法。要识别微小的缺陷，用直接照相法效果最为理想。

3石油化工装置中射线检测技术的新发展

3.1数字射线照相技术时代

3.1.1数字射线照相技术的优点

20世纪80年代出现了数字射线照相技术，之后根据工业需求积极改进，主要优点为其一有利于存档图像数据;其二方便记录报告结果;其三可以对信息实现共享;其四容易实现自动化检测;其五可以自动识别缺陷;其六加强处理数字;其七不需要消耗品以及化学药品;其八曝光时间短暂。

3.1.2数字射线照相技术成像系统及工作原理

第一，底片扫描法。底片扫描法就是高分辨率扫描射线照相底片，把射线照相底片上的影像转变为数字图像。数字化底片影像之后扫面至计算机，不但可以保留底片高分辨率的优势，还能够利用数字加强处理方式令射线照相底片信息量有效增加。可以改变这一扫描的像素芯距，拥有良好的空间线性。第二，CR成像系统。这一系统并不是将传统医用或者工业射线胶片对信息进行记录与显示，而是应用可记录，并且通过激光读取射线影像信息的荧光成像板作为载体，通过射线曝光以及CR扫描器激光扫描读取信息，和影像处理软件配套通过计算机完成处理图像，进一步产生数字式二维平面图像。

3.2今后重点应用的技术

21世纪初期，下述无损检测技术将会得到积极应用与深入研究：首先是数字X射线实时检测系统在在役检验与过程控制、制造等领域中的应用;其次是射线检测系统，其是一种有效利用NDI工作站、具有交换数据以及计算机化的无损检测方法;再次是小型、低成本的CT系统;然后是放大微焦点成像的X射线成像检验系统;最后是X射线摄像机，其是一种高灵敏度、小型的无损检测技术。

4结束语

总之，对于石油化工企业来说，确保石油化工装置的长期、安全、稳定运行，是收获最佳经济效益的重要前提与基础，无损检测技术为确保石油化工装置的长期稳定运转做出了重要贡献，因此，必须加强对石油化工装置无损检测方法的研究与重视。

参考文献：

[1]张毅.石油化工压力管道的破坏和无损检测[J].中国设备工程，2017，03：77-78.

[2]李敬文，刘辉，侯嫚丹.石油化工特种设备检验中无损检验技术的应用[J].科学技术创新，2018，24：173-174.

（作者单位：河北华建检测试验有限责任公司）