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    工业管道无损检测的意义与常用方法
    发布日期:2019-12-30

    一、管道无损检测的意义
      目前,在石油、化工、冶金、能源和环保等工业中铁磁性管道的应用已经越来越广泛。我国铺设的输油和输气管道累计长度已达30*105km,位居世界第六,而且正在以1000~2000km/a。的速度铺设新的管线,随着陕京二线、忠武线、中俄油气管道、西气东输等管道工程的建成,我国管道运输业进入了快速发展的阶段。这些管线多数始建于60、70年代,随着管道服役期的不断增长,不锈钢管件管道在运行过程中不断受到来自内、外环境的联合影响,如管道内介质、积液以及管道内应力、施工质量、疲劳失效等,容易发生管道腐蚀、变形、开裂甚至泄漏等事故。由于工业管道担负着高温、高压、易燃、易爆和有毒介质的传输任务,一旦泄露或者爆炸,将导致灾难性的事故,从而严重影响工厂的生产进度和人民的生活环境,为此我国每年用于运输管道维护的费用高达数亿元,并且随着在役管道服役期的不断增长而逐年增加,如果对管道检测和维护的技术不够科学,将造成巨大的人力、物力浪费,因此管道无损检测技术的就显得尤为重要。
      二、常用的管道无损检测方法
      近几年针对管道缺陷的无损检测方法了迅猛的发展,其中管道内检测技术主要有超声检测、漏磁检测、涡流检测、激光法和射线法等。这些检测方法的优点与不足之处如下。
      (1)超声检测
      超声检测法是将高频声波射入被测管道内,若管道内部存在缺陷,则超声波到缺陷处被反射回来,从而利用传感器接收到的超声波反射信号检测出缺陷的位置和大小。一般利用超声波的脉冲反射原理来测量管壁的减薄状况。超声检测的优点主要包括对管道材料的敏感性低,不受管道材料杂质的影响,且检测数据简单准确,检测成本低。但应用超声检测需要耦合剂不易实现无接触测量,对不锈钢弯头管道表面要求高,不适合在输气管线和含蜡高的油管进行检测具有局限性。
      (2)涡流检测
      涡流检测的原理是把带交流电的线圈接近管壁,线圈产生的交变磁场与管道发生电磁感应的作用,在管壁内形成涡流。由于管壁中的涡流也会产生磁场,改变了原磁场的强度,从而改变了线圈中电压和阻抗的变化。若管壁内存在表面或近表面缺陷时,涡流磁场的强度和分布发生变化,并引起了检测线圈电压和阻抗的变化,由此可知缺陷的存在。涡流检测具有无需耦合介质和磁铁,设备重量轻,操作简单,能够穿过涂层检测,可以检测不锈钢和铝等非铁磁性材料,采用双频技术可以测得上下表面缺陷等优点。其不足之处主要有:只适用于检测导体材料,在趋肤效应的影响下,其探伤有限,不能对缺陷进行准确的定量分析。
      (3)漏磁检测
      漏磁检测是用于探测铁磁性材料内部缺陷的一种可靠的手段。检测时先将被测管道磁化,在被测管道内部产生磁场,若管壁内有缺陷,由于缺陷处的磁阻远大于铁磁材料的磁阻,所以在缺陷处磁力线发生弯曲现象,由此可以判定缺陷的存在。漏磁检测方法的主要优点为:不需耦合,检测灵敏度高,可靠性强,可对缺陷进行量化分析,且检测速度快,易于实现自动化。其缺点是:只适用于铁磁性材料,不能检测非金属管道,难以判断缺陷在管壁的内表面还是外表面。
      (4)激光法
      激光法是利用激光原理开发出来的腐蚀检测技术。激光射向管道后,会返回到一个光敏传感器上,传感器可以显示出管道内的腐蚀坑和其它表面缺陷,然后利用分析算法得出被测管道的初始表面值,再计算出缺陷的。激光法检测属于非接触式检测,与接触式检测技术相比具有限制少、效率高、不损伤被测工件表面和不易受被测工件表面状态影响等优点,此外激光法扫描速度快,可以将所有的检测数据编成目录索引便于进行进一步的风险评估。但激光法需要其它检测方法的配合才能得出的数据,这一缺点大大限制了激光检测法的发展。
      (5)射线法
      射线法检测技术是利用成像物体的变动图像迅速改变的电子学成像方法。利用射线检测管道可以测量管壁的腐蚀,通过照片上的尺寸计量扩大为实际缺陷尺寸。因为利用射线检测法只能检测管道截面部位的厚度,不能检测截面以外的平面部位的厚度,且射线在管道内壁容易发生散射,不易控制。
      由于漏磁检测对管材表面状态要求不高,易于实现工业管道检测的自动化,所以近年来漏磁检测方法以逐渐成为不锈钢三通管道检测中比较成熟的检测技术。利用各种管道爬行器携带漏磁检测装置在管道内部穿行,受管内介质和环境影响较小,大大提高了检测效率,并从总体上检测管道内外表面状态和缺陷的分布情况。