工业压力管道损伤检测技术作为一个新型发展的研究领域.PDFVIP

中国工业检验检测网 工业压力管道检验方法研究 摘 要：工业压力管道损伤检测技术作为一个新型发展的研究领域，但其发 展时间短，目前许多应用技术还不太成熟，许多检测方法都存在着不同程度的局 限性，有很多问题有待解决。但是，压力管道的无损检测是维护管道安全运行的 重要手段，文章对压力管道的损伤及其常用的检测方法进行了叙述，并对其优缺 点进行了分析。 关键词：工业压力管道，检验方法，无损检测 一、压力管道的定义 压力管道——指符合原劳动部 1996 年 4 月颁布的《压力管道安全管理与监 察规定》限定的各种管道。包括最高工作压力大于等于 0.1MPa(表压)，输送介 质为气(汽)体、液化气体、可燃易爆有毒有腐蚀性或最高工作温度高于等于标准 沸点的液体的管道;输送介质最高工作压力虽低于0.1MPa(表压)，但符合《职业 性接触毒物危害程度分级》中规定的毒性程度为极度危害介质和GB50160《石油 化工企业设计防火规范》以及 GBJ160《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险 性为甲、乙类介质的管道。 二、压力管道的破坏形式 通常，压力管道破坏形式可分为：韧性破坏、脆性破坏、腐蚀破坏、疲劳破 坏、蠕变破坏，以及其他破坏形式。 (一)韧性破坏 韧性破坏是管道在压力的作用下管壁上产生的应力达到材料的强度极限，因 而发生断裂的一种破坏形式。发生韧性破坏的管道，其材料本身韧性一般非常好 的，而破坏往往是由于超压引起的。表现在管道上则是直径增大(或局部鼓胀) 和管壁的减薄，周长伸长率可达10%~20%，所以具有明显的形状改变是韧性破坏 的主要特征。 (二)脆性破坏 脆性破坏往往在一瞬间发生，并以极快的速度扩展，这种破坏现象和脆性材 料的破坏很相似，故称为脆性破坏。又因为它是在较低的应力状态下发生的，故 又叫作低应力破坏。脆性破坏的基本原因是材料的脆性和严重缺陷。前者可由焊 接和热处理工艺不当而引起，后者包括安装时焊缝中遗留的缺陷和使用中产生的 缺陷。此外，加载的速度、残余应力、结构的应力集中等都会加速脆断破坏的发 生。 (三)腐蚀破坏 中国工业检验检测网 腐蚀破坏是由于受到内部输送物料及外部环境介质的化学或电化学作用(也 包括机械等因素的共同作用)而发生的破坏。腐蚀破坏形态除全面腐蚀外，尚有 局部腐蚀(点蚀、缝隙腐蚀、焊接接头腐蚀、磨损腐蚀、冷凝液腐蚀以及涂层破 损处的局部大气腐蚀)、应力腐蚀破裂(碱脆、不锈钢氯离子应力腐蚀、不锈钢连 多硫酸应力腐蚀破裂、硫化物腐蚀等)、腐蚀疲劳及氢损伤(氢鼓泡及氢诱发阶梯 裂纹、氢脆、脱碳、氢腐蚀)。其中危害最大的当属应力腐蚀破裂，往往在没有 先兆的情况下突然发生，造成预测不到的破坏。遭受腐蚀的管道，壁厚逐渐减薄， 最后破坏。 (四)疲劳破坏 金属在承受大小和方向都随时间发生周期性变化的交变载荷作用时，尽管应 力所产生的载荷并不大，而且往往低于材料的屈服极限，但如果长期受到这种载 荷的作用，也会发生断裂。疲劳破坏最易在两处发生：一是结构的几何的不连续 处，即管道的应力集中部位;二是存在裂纹类原始缺陷的焊缝部位。如果两种情 况同时存在于一处，极易产生疲劳破坏。疲劳破坏仍为脆性性态的破坏，断口上 有明显的裂纹产生区、扩区和最终断裂区。 (五)蠕变破坏 在高温环境下，只要温度达到一定的程度，钢材即使受到的拉应力低于该温 度下的屈服极限温度，也会随时间的的延长而发生缓慢持续的伸长，这就是钢材 的蠕变现象。由于金属蠕变产生的破坏，成为蠕变破坏。一般认为材料的使用温 度不高于它的熔化温度的25%~35%，则可不考虑蠕变影响。材料发生蠕变破坏时 具有明显的塑性变形，变形量的大小视材料的塑性而定。蠕变破坏的宏观断口呈 粗糙的颗粒状，无金属光泽，管道在直径方向上有明显的变形，并伴有许多沿径 向方向的小蠕变裂纹。 三、常用的损伤检测方法 常用的压力管道损伤的检测方法主要有：漏磁检测法、涡流检测法、电流检 测法、射线检测法以及超声检测法等。 (一)漏磁检测法 漏磁检测是一种多功能的无损检测技术，它有很高的检测速度。对于金属材 料，它不仅能提供金属材料表面缺陷