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压力管道无损检测技术及应用

 
来源:声学与电子工程 栏目:期刊导读 时间:2021-07-30
 

压力管道的工作环境较为恶劣,管道内部长期处于高温、高压状态,传输的物质多为易燃、易爆、有毒、腐蚀性物质。导致压力管道一旦发生安全事故,就会造成较严重的后果。无损检测能够发现压力管道的冶金缺陷、焊接缺陷、金属组织损伤等潜在安全隐患,为压力管道缺陷的评级提供依据,以便于验收人员对压力管道的安全情况与使用寿命进行判断。

1 射线检测新技术

1.1 CR 检测技术

20世纪70年代,出现了数字成像技术逐渐应用于实践,在射线检测技术中出现了一种以电子元件代替胶片的方法,也称为间接数字成像检测,即CR检测技术。这种检测技术的曝光时间缩短一倍以上,还具有更高的宽容度,能够直接生成数字的图片,省略了暗室处理照片的环节,图片也更容易长期保存,也为将来发展管道检测自动评价技术提供了可能,由于CR检测技术中的IP板可以进行小量的弯曲,这项技术能够应用于弯曲管道的检测。图1为CR检测技术所生成的图片 。

CR检测技术与胶片法一脉相承,是胶片法的改进与升级,具有更高的检测效率、更低的劳动强度,对环境的适应能力更好,检测灵敏度得到了大幅提升。并且CR检测技术还能通过对比响应特性与射线能量等参数之间的关系间接得出管道的壁厚。

1.2 DR 检测技术

20世纪90年代末,出现了一种以射线数字检测器阵列作为成像元件的检测技术,该技术利用计算机直接成像,具有更高的成像效率与清晰度,简称DR技术,在世界范围内得到了广泛的应用,技术标准也较为完善,主要有IOS -2:2013、NB/T .11—2015两种,采用DR检测技术检测压力管道时,成像清晰度较高,可以不拆卸压力管道外层的防腐或保温材料,在压力管道壁厚测量与焊接接头质量检测中具有广泛的应用。

图1 CR射线检测结果

图2 DR检测在管道壁厚测量中的应用

DR检测技术具有成像清晰、分辨率高、图片细节丰富等优点。并且DR检测技术中所采用的感光元件更加敏感,只需要较小的曝光量即可得到清晰的图像,宽容度比CR成像有了进一步提升,用户可以对得到的图片进行多种处理,方便用户进行各种分析,比如,DR检测可以利用图像的几何对比与灰度对比确定管道焊缝的余高,也为图像的远程分析提供了便利条件。第二检测技术不仅适用于金属管道,也适用于非金属管道的检测,对燃气输送中常用的聚乙烯管道的焊接缺陷材料缺陷具有很高的检测精度。

2 声学检测新技术

超声波检测技术是利用超声波的穿透性对材料内部结构进行检测的一项技术,超声波穿透材料后受到材料内部组织的影响,会发生相应的改变,检测返回超声波信号能够获取被检测对象的相关信息,如缺陷、裂纹、损伤、几何形状、力学性能等。在无损探伤行业中具有很多的应用。

2.1 超声相控阵检测技术

超声相控阵检测技术是一种利用计算机控制的以晶片作为检测元件的技术,探头中的多晶片能够通过激励发出超声波,这样产生的超声波可以方便地调整各项参数,以便于通过镜面反射检测管道的不同缺陷。

图3 管道焊接接头相控阵检测效果

2.2 全聚焦相控阵检测技术

全聚焦相控阵检测技术也是利用超声相控阵探头发射和采集超声信号,但是,在数据采集过程中,会对对信号逐个进行聚焦计算和平均处理,得到质量更高的图像。图4右侧为全聚焦相控阵检测技术所得到的焊缝图像,左侧为普通相控阵检测技术所得到的焊缝图像,从两张图像的对比看出,全聚焦相控阵检测技术具有更高的检测精度,能够一次形成全焊缝图像,获得的图像畸变更小,对焊缝缺陷的显示更加精确,能够清晰地看到缺陷所在位置与形状大小,因此,在工业领域中获得了更多的应用。

图4 常规相控阵检测与全聚焦相控阵检测效果对比图

2.3 超声导波检测

超声导波检测是利用低频导波的传播特性进行管道防腐层检测的一项技术,采用低频导波能一次覆盖较长距离内的管道,检测仪接收反射回来的低频导波后对其进行分析,就能得出管道防腐层腐蚀情况。

图5为超声导波检测的现场应用,低频导波在长距离传播时的衰减较小,是一种优秀的探测信号源,检测设备简单,不需要过多的辅助材料,只需将管道防腐层剥离很小的区域放置探头即可。

图5 超声导波现场检测照片

超声导波检测主要应用于压力管道的检测,能够减少挖掘面积,降低人力物力的消耗,非常适合在复杂铺设环境下使用,同时,还能对管道工程的建设提供帮助,在城市管道智能化与管道管理中发挥着不可替代的作用。

3 结语

为了提高压力管道的运行效率,保障压力管道的运行安全,降低管道检测的成本,无损检测得到了广泛的应用,随着技术与工艺的更新,无损检测技术也在不断提高,检测精度更高,适用范围更广,检测设备的适用性更好,为了适应不同材料与不同工况的要求,无损检测技术发展出了多个分支,形成了完善的技术体系,因此,无损检测技术的应用,要根据现场状况、被检测物的形状与材料、缺陷的部位与形式等因素选择合适的检测方法,与此同时,无损检测与破坏性检测配合使用,才能满足实际需要,全方位地为压力管道安全运行服务。

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文章来源:声学与电子工程 网址: http://sxydzgc.400nongye.com/lunwen/itemid-62267.shtml


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