无损检测技术在石油化工建设工程的应用.pdf

Intelligent Building and Construction Machinery智能建筑与工程机械2024年 2月Feb.2024第6卷 第2期Vol.6 No.20 引言石油化工建设工程包括管道设计、规划和建设等诸多工作。管道作为油气资源输送的载体和通道，其安全性和稳定性直接决定工程整体建设质量和后续工作成效。管道内部或外部存在问题可能会影响输送效率、输送质量，甚至导致在未来使用阶段的安全问题。因此，压力管道、容器等设备的质量检测至关重要。无损技术不破坏设备的整体结构，应用于管道质量检测工作，能够帮助工作人员及时发现、精准定位、全面预测设备故障、安全隐患等，提高工程建设阶段和设备使用阶段的安全性和稳定性。1 无损检测技术概述无损检测技术是在不损坏被检测对象内外部结构和性能的条件下，借助检测设备和现代检测技术，检测设备外部、内部，探测、确定、分析、明确设备存在的缺陷等问题，精确到缺陷大小、形状、程度、位置、数量等信息1。无损检测技术的原理是根据缺陷与正常情况所产生的声音、电波、光热现象的差异，借助现代设备分析参数差异，定位缺陷位置、明确缺陷实际情况。以声波无损检测技术为例，雷达等声波被发射到设备表面，如设备表面光滑、不存在缺陷，则回声频率相同；如设备表面存在缺陷凹凸不平，则回声波频率不同。检测人员可以根据回声频率明确设备表面是否存在缺陷（这也适用于设备内部检测）。无损检测技术具有无损、全面、完整的检测特点，收稿日期：2023-11-01作者简介：田忠良（1981），男，河北衡水人，本科，工程师，研究方向：焊接技术。无损检测技术在石油化工建设工程的应用田忠良（山东省正大建设监理有限公司，山东 济南 250002）摘 要：在石油化工建设工程中，对工程建筑全过程和特种设备进行无损检测，不仅能帮助工作人员及时发现工程存在的安全隐患，还可以帮助检测人员以最快的速度探测、定位、评定工程缺陷，保障石油化工建设工程顺利、安全、高效进行。基于此，探讨无损检测技术，分析无损检测技术在石油化工建设工程的优势，研究无损检测技术在石油化工建设工程中的应用措施。关键词：无损检测技术；石油化工；建设工程；应用研究中图分类号：TE65文献标识码：A文章编号：2096-6903(2024)02-0094-03不仅可以检测破坏性检测技术能够检测的设备，还能检测破坏性检测技术不能检测的设备。在使用期间的设备也可以进行全面检测。无损检测技术的适用范围包括设备表面缺陷、状态、内腔、装配和过量检测。2 无损检测技术在石油化工建设工程的优势分析无损检测技术具有无损性、互容性、严格性、动态性和检验结果的分歧性等功能优势。将该技术应用于石油化工建设工程中，能凸显其优势，在保证工程建设的安全、顺利施工和稳定运行方面具有重要意义。它能辅助工作人员及时发现、全面掌握工程建设环节存在的安全隐患、故障点，评估设备质量和使用寿命。2.1 检测全面化、安全性，可靠性高工作人员使用相关仪器设备，向检测对象发射射线、超声波、红外线、电磁，根据回收的射线、超声波、电磁等，检测对象是否存在缺陷2。无损检测技术不需要工作人员拆解设备，射线、声波等可以对设备进行全面覆盖，通过简单的技术手段、实现对石油化工设备和工程的全面检测覆盖。检测具有全面性和安全性的优势，与人工检测技术相比，无损检测技术更加准确、可靠。该检测技术的应用可以确保设备性能良好，并降低设备运行和工程建设的安全隐患。以基于 X 射线为原理的无损检测技术在石油化工管道焊接中的应用为例，X 射线能穿透金属材料，根据不同材料对射线的吸收与散射能力，获得不同的感光胶片，并在底片上形成黑度不同的影像，使人们清晰地看到石油压力管道内部存在的缺陷。如果金属管道内腔表面光滑平稳，检验所得的底片影像黑度相同；如果管道内腔凹凸不平，存在多余物或凹陷，底片影像深度不同。射线源、射线胶片、增感屏、线型像质计是采用 X智能测绘与检测2024年 第2期 95 射线对石油管道进行无损检测所需要的主要设备3。传统的破坏性检测技术受到人为因素的影响较大，容易出现检测结果不准确、不全面的问题。而无损检测技术借助现代技术与设备，能很好地解决这一问题，辅助工作人员获得准确的检测结果。在检测介质的帮助下，工作人员在不影响石油管道功能、性能和整体结构的情况下，可对石油管道进行全面、安全检测，并获得更为准确的检测结果。这有助于工作人员改进工程方案，预测未来使用情况，并制定方案，时刻为运行过程中解决问题做好准备工作。2.2 检测高效且经济性好借助快速传播的检测介质和现代技术为核心的检测设备，工作人员可以加快完成对石油设备、建设工程的质量和缺陷检测任务，具有高效率优势。与传统破坏性检测技术相比，无损检测技术的应用能保证设备功能和结构的完整性，不影响设备的正常运行，不仅能节约人工成本，还不中断工作，降低成本并保证业务持续稳定运行，增加石油化工企业的经济效益。例如，超声波检测技术的应用，仅需工作人员使用声波发射和回收设备，向石油管道、容载设备发射超声波即可。与传统的设备拆解检测方法相比，不仅节约了大量的时间，提高检测效率，还能节省人力资源，大大节约了时间和人工成本。3 无损检测技术在石油化工建设工程中的应用在现代技术快速发展和广泛应用的背景下，用于石油化工建设工程质量检测和故障识别的无损检测技术水平逐渐提高，工作人员可使用相关设备和检测介质，实现对设备和工程全覆盖式、全过程化的质量检测。3.1 石油化工工程中最常用的无损检测技术磁粉检测、射线检测、超声波检测和渗透检测是最主要的无损检测技术，在石油化工领域得到广泛应用。3.1.1 磁粉检测技术磁粉检测技术以磁粉作为主要检测材料，检测对象为金属铁，应用于铁质金属设备的检测。基于磁粉聚集的原理，检测人员检测和判断金属材料表面、近表面存在的缺陷，明确缺陷位置、大小、程度以及被磁化情况4。工作人员对检测的石油化工设备进行磁化处理，使其形成漏磁场，将磁粉作为材料和传感器，根据磁粉形成的不连续磁痕，清晰呈现检测对象表面和近表面缺陷的具体位置、尺寸、形状、程度。磁粉与漏磁场相互作用形成磁痕，这就是该技术的工作原理。3.1.2 射线检测技术以 X 射线或 射线为检测介质的检测技术统称为射线检测技术。该技术采用向石油化工设备发射射线，根据材料对射线的吸收和损耗程度判断设备是否存在缺陷。射线具有穿透性的特点，能穿透各类材料表面，对其内部进行深度探索。在石油化工设备内腔检测中应用该技术，可以通过射线在正常和缺陷部位形成影像，明确展示内部缺陷的位置、大小和形状。3.1.3 超声检测技术超声脉冲反射法根据声阻抗介质相差引起的反射的原理，将探头当作接收设备、发射设备，使用探伤仪，在荧光屏上将反射的信号显现出来。然后，工作人员根据基轴上的位置，依据声波定位缺陷位置和情况。透射法是超声检测技术的一种主要方法，要求人员在石油化工设备中将发射探头和接收探头放置相应位置，根据接收探头获取的声波信号，判断设备内部是否存在缺陷以及缺陷程度。如果设备中存在小缺陷，声波在传播的过程中会被缺陷阻挡，接收探头获得的信号微弱；如果设备存在较大缺陷，声波被缺陷部位完全阻挡，接收探头无法获得声波信号；如果设备内部不存在缺陷，接收探头获得的声波信号较强。工作人员根据接收探头获得的声波信号的强弱，来判断设备质量和缺陷程度。超声共振检测技术以共振法为原理，超声波在石油化工设备检测中的传播，频率调整和波长发生变化，工作人员根据监测的共振次数、频率和相关参数，可计算设备的实际厚度，并了解设备厚度不均匀的问题。3.1.4 渗透检测技术设备和装置的质量均会随着使用时间的增加而降低，导致出现各类质量问题。其中表面裂缝或缺陷是质量问题的主要类别。无损检测技术中的渗透检测方法针对这一情况量身定制，工作人员可将渗透液从设备表面存在的缺陷位置渗入设备表面，在渗透液的作用下，检测表面裂纹和气孔缺陷。该技术适用于检测各种材料的固定设备。但其仅可检测设备表面缺陷，且需要在设备表面存在缺陷切口的情况下采用，具有检测范围的局限性。3.2 无损检测技术在石油化工建设中的应用石油化工行业各项工作安全、有序、平稳开展，需要高质量的设备保障。在石油化工建设工程中，工作人员要重点关注设备、装置和工程质量，以便及时发现和解决存在的问题，提高工程建设水平，为后续工作的开展创造良好的设备条件。无损检测技术在石油化工建设工程中的应用，广泛应用于设备材料、设备施工及使用、特种设备等领域，可以帮助工作人员通过技术手段定位缺陷点和判断缺陷点大小。田忠良：无损检测技术在石油化工建设工程的应用智能建筑与工程机械 96 第6卷3.2.1 对设备材料的无损检测工作人员需要明确建设工程的检测重点，制定检测工作方案，并明确其在工程建设各环节的检测责任。石油运输管道作为石油化工工程的重要材料，是工程的检测重点，工作人员应依据标准，对压力设计为 10 MPa 的管道构件进行表面积检测，并对输送危害介质的管道进行无损检测，明确运输管道存在的缺陷或问题。石油化工企业拥有存储罐等大型设备，工作人员可使用磁粉检测技术检测存储罐表面是否存在裂缝等缺陷，运用射线或超声技术检测罐内壁是否存在缺陷或厚薄不均的问题。例如，使用超声技术检测锻件、高强度螺栓等可能存在的裂纹缺陷。3.2.2 对设备施工和运行状况的无损检测无损检测技术能实现对设备的全面、全过程检测，能对处于运行状态的设备进行高效检测，辅助设备管理人员动态监测、及时了解设备使用、老化情况。石油存储罐或运输管道可能因为焊接不当出现漏油的问题，这不仅存在较大的安全隐患问题，还直接导致油气能源的浪费。随着石油化工企业生产经营活动的发展，油罐、油管易受到腐蚀和摩擦，容易产生缺陷问题，随着使用时间的增加，缺陷问题日益严重。对处于使用状态的设备和装置进行动态检测，是石油化工企业预防问题、确保工作有序开展的重要举措。设备管理人员可根据以往工作经验和生产运行工作原理、特点等基本信息，明确设备检测的关键部位，容易磨损的部位，对其进行检测。在管道的连接和焊接部位，工作人员使用焊接技术将分离的管道连接在一起，但管道本身存在裂缝，这是管道在后续使用环节的薄弱环节，极容易发生故障部位，导致油气泄漏，对土壤环境带来严重危害。因此，在设备使用期间，管理人员应定期对关键部位进行无损检测，对焊接部位的表面和内部结构，选择相应检测技术，及时发现设备缺陷。3.2.3 对特种设备的无损检测石油化工工程的特种设备主要包括承压类和机电类两大类，如锅炉、压力容器、起重机械等，其均被列为石油化工企业的特种设备。特种设备的质量和运行水平直接影响企业的整体运行情况，无损检测技术也在特种设备检测中得到全面推广。以最常用的激光全息检测技术为例，该技术对特种设备施以相同的外界作用力，让其发生形变；对已经形变的设备进行全息检测，记录不同形变情况，对比二者存在的关系和参数，进行分析和研究，判断设备内部是否存在缺陷。4 结束语石油化工行业在我国产业结构中占据主导地位，与生产和日常生活密切相关。设备装置是石油化工工业有序发展的重要载体，设备质量直接影响其效益获取能力。因此，石油化工企业要积极采用现代设备和技术，对设备和材料进行全面、动态检测，及时发现设备缺陷故障，并及时处理。石油化工从业人员要积极运用无损检测技术，在明确各种无损检测技术工作原理、检测对象和范围的基础上，根据实际检测需求，采用相应的技术对设备缺陷进行全面、全过程、无损检测。参考文献1 崔鸿,王博怀.无损检测技术在石油化工建设工程的应用J.设备管理与维修,2022(14):151-153.2 孙宏伟.石油化工特种设备检验中无损检验技术的应用J.化工管理,2020(9):159-160.3 李敬文,刘辉,侯嫚丹.石油化工特种设备检验中无损检验技术的应用J.科学技术创新,2018(24):173-174.4 王斌,罗迎娣.无损检测在石油化工工程质量监督中的应用J.河南化工,2017,34(8):48-49.