長輸壓力管道無損檢測技術(shù)應(yīng)用綜述.doc

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1、長輸壓力管道無損檢測技術(shù)應(yīng)用綜述摘要:由于“西氣東輸,南氣北下”的國家能源戰(zhàn)略部署,建立全國性聯(lián)通的長輸壓力管道網(wǎng)絡(luò)成為必然趨勢和客觀要求,無損檢測作為控制管道焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),大量無損檢測技術(shù)被應(yīng)用于國內(nèi)長輸管道建設(shè)中。本文重點介紹了長輸壓力管道中的常規(guī)無損檢測技術(shù),重點介紹了超聲波檢測和射線檢測的原理、特點及其發(fā)展趨勢,指出了無損檢測技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的必然趨勢。關(guān)鍵詞:長輸壓力管道;無損檢測;超聲波檢測;射線檢測—、前言壓力管道屬于特種設(shè)備,廣泛存在于各類工礦企業(yè)中,特別是石化及能源行業(yè),其運行的安全性直接關(guān)系到人民群眾的牛命財產(chǎn)安全和社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。壓

2、力管道具有運行壓力高,使用介質(zhì)多為有毒,可燃,或具有腐蝕性的特點,在使用過程中,容易出現(xiàn)裂紋、腐蝕坑等缺陷,從斷裂力學(xué)的角度,微小缺陷若不及吋發(fā)現(xiàn),擴(kuò)展后將直接導(dǎo)致管道不可逆的損壞,影響壓力管道的安全使用。因此,有必要提高壓力管道檢驗檢測時缺陷的發(fā)現(xiàn)率。隨著無損檢測技術(shù)的發(fā)展,越來越多的新型無損檢測技術(shù)應(yīng)用到壓力管道的檢驗檢測中,在一定程度上提高了壓力管道檢測安全的時效性和可靠性。另外,發(fā)達(dá)國家石油天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗表明,建立全國性聯(lián)通的長輸管道網(wǎng)絡(luò)是一個國家能源發(fā)展的必然趨勢和客觀要求,對推動經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著十分重要的意義。石油、天然氣采用管道傳輸被認(rèn)為是最

3、為安全經(jīng)濟(jì)的方法,截止到2011年底我國已經(jīng)建成石油、天然氣、成品油等長輸管道6萬余公里,這些長輸管道是我國能源運輸?shù)闹鲃用}。為落實“立足國內(nèi),利用海外;西氣東輸,北氣南下;就近供應(yīng)”的能源發(fā)展策略,國家正逐步加快長輸管網(wǎng)的建設(shè)速度,到2020年預(yù)計再新建管道10萬km,形成國內(nèi)管線、國外管線和海上管道互相聯(lián)通的大管網(wǎng)。無損檢測作為控制管道焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),現(xiàn)階段的技術(shù)已經(jīng)不能滿足發(fā)展的需要,發(fā)展和引進(jìn)新技術(shù)成為大勢所趨,從西氣東輸一線開始,大量新無損檢測技術(shù)被應(yīng)用于國內(nèi)長輸管道建設(shè)中。二、壓力管道中常用的無損檢測技術(shù)2.1無損檢測技術(shù)簡介無損檢測技術(shù)是

4、指在不損壞試件的前提下,借助先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備器材,以物理或化學(xué)方法為手段,對試件的內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu),性質(zhì),狀態(tài)進(jìn)行檢查和測試的方法。無損檢測技術(shù)能發(fā)現(xiàn)材料或工件內(nèi)部和表面所存在的缺欠,能測量工件的幾何特征和尺寸,能測定材料或工件的內(nèi)部組成、結(jié)構(gòu)、物理性能和狀態(tài)等。無損檢測在承壓設(shè)備上應(yīng)用時,主要有以下的四個特點:(1)無損檢測進(jìn)行的前提與最大的特點就是在不損傷材料工件和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢測,無損檢測在與破壞性檢測相結(jié)合的基礎(chǔ)上檢測,其優(yōu)越性是一般檢測而不可比擬的,但是無損檢測有它自身的局限性,那就是,無損檢測無法代替破壞性檢測,比如液化石油氣在接受無損檢測

5、意外,還要進(jìn)行爆破試驗以檢測它的破壞性。(2)在進(jìn)行無損檢測的同時,應(yīng)該止確的選擇無損檢測的時間,要根據(jù)無損檢測的目的,還有結(jié)合設(shè)備工況材質(zhì)和制造工藝的特點進(jìn)行,所以應(yīng)該正確的選擇無損檢測的實施時間很是關(guān)鍵。比如鍛件的超聲波探傷,這種檢測--般要安排在鍛造完成且其他鍛造細(xì)節(jié)之前進(jìn)行檢測。(3)進(jìn)行無損檢測的時候,選擇無損檢測的方法不能盲冃的選擇,應(yīng)該要選擇最適當(dāng)?shù)臒o損檢測的方法,不能張冠李戴,對于承壓設(shè)備進(jìn)行無損檢測,因為各種檢測的方法都具有其中的特點,并不是通用于所有的工件檢測和缺陷檢測,應(yīng)該要根據(jù)實際情況,選擇最合適的無損檢測的方法。比如,檢測鋼板的分

6、層缺陷就應(yīng)該要延展方向和板平行,這個檢測就不適合射線檢測,應(yīng)該要選擇超聲波檢測。目前,國內(nèi)壓力管道進(jìn)行的無損檢測方法主要有超聲波檢測以及射線檢測法,這兩種檢測方法主要是對管道的環(huán)焊縫進(jìn)行檢測。2.2超聲波檢測超聲波檢測的基本原理超聲波在不同的介質(zhì)中傳播時,將產(chǎn)生反射、折射、散射、繞射和衰減等現(xiàn)象,使我們由接收換能器上接收的超聲波信號的聲時、振幅、波形或頻率發(fā)生了相應(yīng)的變化,測定這些變化就可以判定材料的某些方面的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)造的情況達(dá)到測試的目的。其工作原理如圖2?1所示:可逆壓式壓電換能器通過瞬間電激發(fā)能產(chǎn)生機(jī)械振蕩并形成脈沖超聲波,該聲波在金屬中傳播

7、吋如果遇到缺陷就會產(chǎn)生反射并能返回到換能器處,由于壓電傳感器是可逆的,于是能把聲脈沖信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。測量出該信號的幅值及傳播時間就可評定工件中缺陷的嚴(yán)重程度。利用超聲波對材料中的宏觀缺陷進(jìn)行探測,依據(jù)的是超聲波在材料中傳播時的一些特性,如:超聲波在通過材料時能量會有損失,在遇到兩種介質(zhì)的分界面時,會發(fā)生反射等等,常用的頻率為0.5~25MHz。以脈沖反射技術(shù)為例,由聲源產(chǎn)生的脈沖波被引入被檢測的試件中后,若材料是均質(zhì)的,則聲波沿一定的方向,以恒定的速度向前傳播。隨著距離的增加,聲波的強(qiáng)度由于擴(kuò)散和材料內(nèi)部的散射和吸收而逐漸減少。當(dāng)遇到兩側(cè)聲阻抗有差異

8、的界面時,則部分聲能被反射。這種界面可能是材料中某種缺陷(不連續(xù))

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