最全压力管道用无损检测技术介绍，射线探伤如何被替代最合理!

2022-01-14

今天来讲一讲应力管道高级技术交流群的一个问题，同时也是长期困扰大家的一个问题。压力管道施工的过程中，总有一些焊缝，因为设备、人员、施工组织等因素制约，无法按原设计要求进行对接焊口内部射线无损检测或者看起来采用更为更高效率的无损检测方法才能更快满足进度需要。那么，该怎么看待此事？

射线检测（RT）技术主要是利用检测射线的穿透性，检验管道表面、内部质量是否符合相关标准。常用的射线检测技术可分分为三种：第一种是射线照相检测法，常用于管道安装、在用压力管道的焊缝检测；第二种是观察检测法；第三种是电视检测法，常用于管道元件的制造无损检测。压力管道现场焊接施工后，常采用第一种方案作为压力管道焊缝内部无损检测的首选，特点是底片容易保存，结果可追溯，缺点是工作效率低。

超声波检测（UT）技术主要利用超声波遇到分界面将会发生折射以及反射现象，同时通过仪器设备信号接收器将反射的信号加以放大并接收，对接收到的信号加以分析，从而查找出管道内部存在缺陷的信息。常用于压力管道的焊缝内部缺陷检测。从技术操作性上来看，超声波检测技术的操作难度要远远大于射线检测技术，复杂性较强，且无底片可被保存。

磁粉检测（MT）技术是通过将铁磁性管道设备进行磁化，从而在管道表面、近表面不连续处产生漏磁场，吸附施加在管道表面的磁粉，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度等。判断出管道设备是否存在缺陷。常用于压力管道的焊缝表面、近表面缺陷检测。在利用磁粉探伤技术进行检测时，需要将检测管道同时加以纵向磁化以及横向磁化，才能有效保障全方位的探检测。压力管道工程中，常把磁粉探伤作为铁磁性压力管道焊缝表面、角焊缝无损检测的手段，但不适用于镍基合金及不锈钢等无磁性材料。

渗透检测(PT)技术是通过在压力管道被检表面施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后，在毛细管作用下，经过一定时间，渗透液渗入到表面开口缺陷中，清除的多余的渗透液后，再施涂显象剂将渗入的渗透液吸出到被检表面，形成缺陷显示，从而检测出管道设备表面开口缺陷。压力管道的渗透检测不需要大型的设备，一般可不用水、电。检测灵敏度比磁粉检测技术低，但是与射线检测或超声波检测相比，渗透检测技术的灵敏度还是很高的，至少要高一个数量级。压力管道工程中，常把渗透探伤作为压力管道焊缝表面、角焊缝无损检测的手段。

涡流检测（ET）技术是通过让压力管道中产生涡电流，然后对涡电流具体变化情况进行检测，从而得到压力管道内部缺陷情况。涡流检测技术常用来检测压力管道的管材、棒材、管道内壁的腐蚀程度等以及对压力管道近表面及表面缺陷的精确检测中，其优点是检测自动化程度高、检测速度快、成本低，便于操作。一般不用于现场焊缝的无损检测，常用于钢管等制造过程检测。

衍射时差法（TFOD）超声检测技术是利用管道设备中缺陷端点衍射波信号进行检测和测定缺陷尺寸的一种超声波检测方法，其结构通常采用双探头一发一收。近年来由于其较高的缺陷检出率和检测精度，在国内较多的应用于现场检测工作，包括压力管道的安装制造检测和在用压力管道的检测工作。2015 年颁布的标准NB/T47013.10-2015《承压设备无损检测》新增了此检测方法的有关内容，为TOFD检测工作提供了标准依据。但明确指出，TFOD多适用于碳钢和低合金钢的焊缝内部无损检测，对缺陷定性比较困难，对图像判读需要丰富经验。

超声相控阵检测技术是根据设定的延迟法则激发相控阵探头各个独立阵元，合成声束，再按一定的接收法则采集超声信号并以图像的方式显示压力管道内部状态的超声检测技术。与传统超声波检测相比，可实现高速、全方位和多角度检测。目前，已逐步应用在石油天然气管道环焊缝的检测（如：小径管对接接头，换热管管帽焊缝等）、管形焊缝检测和管材检测等。特点是对压力管道面积和体积型缺陷检出率高。检测速度快，使用灵活，检测结果可靠。目前刚在业内投入使用，实际效果尚待观察。据悉，NB/T47013.15-2021已经发布，对该种类型的无损检测技术要求做了规定。但GB/T20801.5-6.3.2.3对此用于压力管道工程上时相关要求未作规定。

根据压力管道人高级技术交流群各位专家的讨论内容及笔者的见解，对本文最初提出的问题总结如下：

（1）对于相控阵超声无损检测技术，新的无损检测规范出版发行与管道规范修订存在时间差。而且即使是时间允许，也有管道规范评估后认可的问题。因为各方的立场是不同的。故GB/T20801.5-2020暂未提及。

（2）对于新颖的超声波探伤方法，检验方强调其灵敏度，经济性和直观，可保存方面的改进，但作为需方，使用方恐怕更要考虑可保存，可重复再现，防漏检，减少人为因素的因素。因此管道规范中，总是把射线探伤RT放在超声探伤UT的优先位置。

（3）一种新的方法尽管在理论，研发中有许多优点，但必须经实际工程的较长时间的实践后，才能肯定其现场适用性及其价值所在。对于此类新技术，由于对此信息不对称，作为业主，设计方以及管道规范编制方来讲，必须有一个长期实践反馈后，才能评价其价值所在。B31.3中对API5L 百分之百UT加二端RT，但焊接质量系数取0.95就是最好的例证。而且，UT的人为因素，直观性，再现性，定位准确率，虽然不断改进，但仍然是绕不开的痛点。就象目前医院里还总是以影象底片，而不是超声报告作为更为重要的判断依据。

（4）据天辰工程等公司的同志反馈，几年前在国外的项目中做过RT和相控阵的比较，当时是因为工期来不及现场建议相控阵代替一部分RT,就拿一些焊口两个方法做了对比。结果发现有的缺陷RT能检测出，但是相控阵没有检测出。

（5）据昆仑工程等公司的同志反馈，目前采取的处理方式也是一事一议，严格控制替代的范围，合理评估使用工况和管道参数，对于特定问题组织讨论和评估是必要的。

（6）据中石化石油工程设计的同志反馈，这两年在长输管道高强钢的焊接接头上其都在用相控阵，因为经过对比发展它能更大程度的检测出未熔合，不过多是采用加做的方式，而不是替代的方式。