石油天然气对每个国家的经济运行都有着很大的推动作用,也是目前必不可少的原料之一,另一方面,由于石油天然气的运输会随时间的推移加大对不锈钢管道的腐蚀,导致安全隐患,因此,保证石油天然气的不锈钢管道系统安全可靠是至关重要的。而无损检测可以及时检测发现不锈钢管道运行情况及故障缺陷,因此,需根据不锈钢管道施工验收、无损检测的标准以及检测部位、可能缺陷等多方面因素选择适宜的无损检测方法。文章将对无损检测进行概述,然后深入分析各方法的优缺点,合理科学地选择无损检测方法,及时发现以消除安全隐患。

近些年油气不锈钢管道爆炸事件造成了非常深远的影响。2010728日,南京栖霞区万寿村丙烯不锈钢管道被施工人员挖断导致爆炸,事件导致22人死亡,120人住院治疗,直接损∞失达4784万元。20131122日,山东青岛输油不锈钢管道原油泄漏导致①爆炸,路面污染约1000平方米,海面过油面积约3000平方米,事故造成62人死亡,136人受伤,直接经济损失达7.5亿元。2020315日,尼日利亚拉各斯发生油气不锈钢管道爆炸事件,事故造☉成至少15人死亡,50多座建筑物被毁。对上述油气不锈钢管道爆炸事件进行分析可以发现,目前很多人的Ψ不锈钢管道安全防范意识较弱,很多地区的油气不锈钢管道与地下排水不锈钢管道的布局不合理;其次就是疏于不锈钢管道定期检查,而不锈钢管道使用时间较长,管壁经常年腐蚀较薄;最后就是事故发生后的应急处理不到位,未按规定施行科学合∩理的预防性措施减轻损失。

无损检测在近几年被更多的应用到不锈钢管道检测上来,通过新技术与科学的检测方法及时获取不锈钢管道的障碍与缺陷的真实情况,避免造成不必要的损失。在上述等众多严重的油气不锈钢管道爆炸事件后,有必要提高不锈钢管道的安全意识,结合实际①情况与检测方法的优缺点定期对油气不锈钢管道进行检测,为不锈钢管道安全乃至人民幸福保驾护航。

一、无损检测概述

无损检测是在试件的内部组织和使用性能不被破坏的情况下,利用物理化学手段和现代化的设备,对被检测件的结构性质以及缺陷状况进行了解分析的检测方法。在油气不锈钢管道的无损检测方法中☆主要应用到的有超声检测、射线检测、渗透检测、磁粉检测、声发射检测、涡流检测、漏磁检测等。

二、油气不锈钢管道无损检测各方法的优缺点

1.超声检测。超声检测是指通过频率大于20000赫兹的波u试件发生相互作用,使超声波产生能量损失,然后产↙生反射、散射以及透射波束,通过波束研究确定缺陷。超声检测更适用于检测金属油气不锈钢管道的内部或表面的缺陷。

1)优点。超声检测更适合面积型检测与厚度较大的试件检测,在厚度方向的定位很准确。此外,超声检测的灵敏度较高,并且检测成本较低,速度快,而检测仪器较小,更有利于现场检测。

2)缺点。超声检测不适合外形不规则、形状较为复杂的试件,对试件表面要求较高,一般需要耦合剂,而且因为没有直观的图像记录,定量定性精度不高。2.射线检测。射线检测是指利用X射线或者Y射线穿过被检测物,经过介质与射线间发生的相互作用,以胶片记录为器具射线信息,相互作用后胶片的感光程度不同,会使暗室处理过的底片呈现不同的黑度,利用〗黑度差分析辨别不锈钢管道缺陷。射线检测与超声检测类似,更适用于金属油气不锈钢管道的内部或表面的缺陷检测。

1)优点。因为射线检测以胶片作为检录器具,所以检测结果可以直接呈现在底片上,换句话说就是检测结果以肉眼可见的图像形式记录并可长期保存在胶片上,有利于观测者进行定性定量分析,提高分析的准确性。另一方面,射线检测的范围较广,较其他检测方法可以更好地检测出气孔和夹渣局部厚度差的缺陷。

2)缺点。射线具有很强的辐射性,会对人体造成不可逆转的伤害,即使是专业人员也会在很大程度上影响自身身体健康,并且射线检测的费用较高,检测速度较慢。其次,射线检测更适合试件厚度较薄的体积型缺陷,而检测面积型缺陷会受到很多因素的影响。最后,照相角度也会影响检测结果,可能出现漏检的问题,同时,有很多试件并不适合射线照相的方式。

3.渗透检测。渗卐透检测是指利用染色剂的渗透性以及毛细作用,等涂在试件表面的渗透剂渗入到缺陷处,然后通过显影剂保留住缺陷处的渗透液,显示出不锈钢管道缺陷。渗透检测更适合用于金属不锈钢管道表面的焊疤、裂纹以及气孔等缺陷。

1)优点。渗透检测可以更加直观地显示结果,有利于观察,且操作较为简单,受试件形状与外表影响较小,可以检测锻造、焊接以及轧制等方式可▼能出现的缺陷,相比较超声检测与射线检测成本较低。

2)缺点。因为主要原理就是利用染色剂的渗透效果,染色剂无法进入物体无法利用渗透检测,而深度较大的试件缺陷无法检测出来,只能检测表面缺陷。另一方面,染色剂〖大多有毒,会影响操作者的身体健康,而且鉴于结果需要←肉眼观察,对操作者的专业水平具有较高要求。

4.磁粉检测。磁粉检测是指试件缺陷会使其表面的磁场线因畸变产生漏磁场,形成可直接肉眼观测的磁痕,观察分析缺陷特征。磁粉检测更适合检测铁磁材料表面】的缺陷。

1)优点。磁粉检测更适合铁磁材料试件检测,非铁磁材料无法根据№磁场变化观测。此外,磁粉检测可以发现间隙窄、尺寸小的缺陷,且灵敏度高,检测速度快。

2)缺点。磁粉检测无法用于检测非铁磁材料存有的缺陷,个别试件的形状会影响检测结果,且对于较深的破洞或较浅的划痕的检测难度︾较高。

5.声发射检测。声发射检测是指利用接受到的试件因塑性〗变化、塑性相变以及裂痕扩张等引发应变能迅速释放而形成的应力波,即声发射,进行分析。声发射检测更适合用于判断正在使用状态的设备缺陷趋势及性能发展。

1)优点。声发射检测可以检测尺寸较小的缺陷的发◤展趋势。

2)缺点。声发射检测并非检测已有缺陷的形状以及位置,而是检测分析试件的缺陷发展情况、趋势,可以说是对缺陷未来状态的预测。

6.涡流检测。涡流检测是指利用道题在交变磁场中会产生电流即涡流的电磁感应原理,试件的形状、大小及电磁场都会影响涡流的强弱以及大小分布,以此辨别试件的缺陷。涡流检测适合于金属不锈钢管道以及其他可产生涡流或导电的材料。

1)优点。涡流检测不需要与试件进行直接接触就可以检测表面的缺陷,且精度较高,自动化程度较高,数据的处理储存都较为方便。

2)缺点。涡流检测只适用于可以产№生涡流的材料,并且只适合表面缺陷的检测,无法检测较深的缺陷,对于△形状较为复杂的试件无法精准检测。

7.漏磁检测。漏磁检测是指在被磁化的条件下,试件有缺陷时会使磁感应线发生改变,形成←漏磁场,但表面完好的试件的磁感应线是完全闭合的,可通过检测漏磁场辨别缺陷。漏磁检测更适用于检测金属表面及内部的缺陷。

1)优点。漏磁检测对试件的表面要⊙求较低,且可靠性较高,能够检测试件的表面以及内部缺陷,实现量化及自动化。

2)缺点。漏磁检测只适¤用于能够产生磁场的试件,虽然对表面要求较低,但形状太复杂的试件仍不适用漏磁检测,而且只能检测离表面非常近的缺陷。

三、油气不锈钢管道无损检测方法选择

在选择无损检测方法时,除了考虑各检测方法的适用范围、优々缺点以及成本外,还应结合不锈钢管道施工验收、无损检测的标准、检测部位以及可能存在的缺陷等因素综合考虑。

1.不锈钢管道施工验收。对于质量验收规范中已经◥做出明确规定的,应按照规定检测方法进行无损检测。在《石油天然气站内工艺不锈钢管道工程施工验收规范》中对工程质量要求以及部分特殊位置及材质的不锈钢管道试件检测做出了明确规定,应优先遵循规定进行无损检测。

2.无损检测的标准。以无损检测标准为依据,同时结合试件的真实情况合理选择检测方法。例如,射线检测更适用于检测壁厚2~50mm的低碳钢与低合金钢材质,而不适合检测制管焊缝、承插角焊缝等;超声波检测更适合壁厚5~50mm的低碳钢和低合金钢材料,而不适合检测带颈法兰与直管、弯头与直管、壁厚小于5mm、管径小于57mm的管对接接头。

3.检测部位。根据无损检测方法的不同及其特点就可知不同方法适合不同的检测部位和焊缝▃形式,为准确测量不锈钢管道缺陷,需要根据工程操作特点以及不锈钢管道部位情况进行合理选择。例如,对接焊缝的缺陷检测更适合选择射线检测和磁粉检测,而T型焊接接头和角焊缝更适合用磁粉检测和渗透检测进行观察判别。

4.可能存在的缺陷。有针对性的进行检测会提高检测的精度以及效率,依据试件的材料以及焊接操作预测可能存在的缺陷,根据可能的缺陷选择相对应的无损检测方法。例如,超声检测更适合用于检测面积型缺陷,而射线检测更适合体积缺陷的检测,渗透检测则用于⌒ 开口型检测。

四、结束语

油气不锈钢管道安全意识应是全民提高『的,一旦油气不锈钢管道发生泄露或爆炸,后果都是沉重的。无损检测方法可以更加可靠地检测不锈钢管道缺陷,但目前我国的无损检测技术仍待完善,还需要从意识以及日常检测维护、应急备案等方面加以调整,确保油气不锈钢管道的安全。