羅云建 陳偉文

摘 要：隨著我國(guó)化工企業(yè)不斷發(fā)展，我國(guó)化工企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)強(qiáng)度有很大提高，化工企業(yè)內(nèi)壓力管道需要長(zhǎng)時(shí)間保持高壓狀態(tài)運(yùn)行，所以在使用一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)不同形式的破壞問(wèn)題，從而導(dǎo)致壓力管道無(wú)法正常運(yùn)行，如果不及時(shí)進(jìn)行維護(hù)管理，甚至?xí)饑?yán)重的安全事故。因此，本文將對(duì)化工壓力管道的破壞形式及無(wú)損檢測(cè)方面進(jìn)行深入地研究與分析，并提出一些合理的意見(jiàn)和措施，旨在進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)化工企業(yè)生產(chǎn)管理技術(shù)提高。

關(guān)鍵詞：化工生產(chǎn);化工壓力管道;破壞形式;無(wú)損檢測(cè);優(yōu)化策略

化工壓力管道在其運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)椴馁|(zhì)因素、工藝因素、安裝質(zhì)量因素以及使用情況等多項(xiàng)因素，會(huì)使其遭到一定程度破壞。根據(jù)我國(guó)化工企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，化工壓力管道的破壞形式主要有腐蝕性破壞、疲勞性破壞、沖刷磨損性破壞、脆性破壞以及蠕變性破壞五種形式，都會(huì)導(dǎo)致化工壓力管道無(wú)法正常運(yùn)行，所以必須采用科學(xué)的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)化工壓力管道的破壞情況進(jìn)行檢測(cè)，從而根據(jù)檢測(cè)信息制定相應(yīng)的維修管理策略，是保證化工壓力管道能夠正常運(yùn)行的重要方式。

1化工壓力管道主要破壞形式分析

1.1腐蝕性破壞形式

腐蝕性破壞形式是指化工壓力管道主體在具有腐蝕性的物質(zhì)作用下，導(dǎo)致其管道出現(xiàn)變薄或組織結(jié)構(gòu)改變、機(jī)械性能降低等現(xiàn)象，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致化工壓力管道承載能力不足，嚴(yán)重影響化工壓力管道使用安全性[1]?；毫艿栏g性破壞形式主要包括點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕以及磨損腐蝕等。首先，點(diǎn)腐蝕是由于化工壓力管道內(nèi)表面存在腐蝕程度較為強(qiáng)烈的腐蝕坑，主要出現(xiàn)在焊縫區(qū)域，同時(shí)具有一定的隱蔽性特征，可以采用超聲波檢測(cè)、射線檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。其次，縫隙腐蝕是因?yàn)樵诳p隙溶液的作用和滲透形成濃差電池而產(chǎn)生的腐蝕，主要發(fā)生在化工壓力管道焊縫的不連續(xù)處。晶間腐蝕主要發(fā)生在化工壓力管道的不銹鋼焊接區(qū)域，且具有較高的隱蔽性，不容易被察覺(jué)，需要采用滲透法或超聲波法對(duì)其金相進(jìn)行檢驗(yàn)才能夠識(shí)別。應(yīng)力腐蝕是化工壓力管道在拉應(yīng)力和腐蝕物質(zhì)共同作用下而形成的一種腐蝕類(lèi)型，主要發(fā)生在蒸汽管道、管道支路和氯化物含量較高的奧氏體不銹鋼焊縫區(qū)域，這種腐蝕類(lèi)型會(huì)帶有較強(qiáng)烈的點(diǎn)腐蝕現(xiàn)象，且腐蝕表現(xiàn)不夠明顯，需要采用科學(xué)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。磨損腐蝕是指腐蝕介質(zhì)與金屬管體表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的腐蝕加速現(xiàn)象，多出現(xiàn)在化工壓力管道的拐彎處、彎曲處，如果化工壓力管道的流體中固體顆粒較多，磨損腐蝕程度就會(huì)加劇。下圖為一種常見(jiàn)壓力管道腐蝕性破壞形式。

1.2疲勞性破壞形式

疲勞性破壞是指化工壓力管道在長(zhǎng)期使用過(guò)程中而產(chǎn)生的一種破壞形式，一般表現(xiàn)為化工壓力管道斷裂。因?yàn)榛毫艿赖钠谛云茐拇蠖喑霈F(xiàn)與局部應(yīng)力較大的部位中，首先開(kāi)展產(chǎn)生細(xì)微的裂紋，在裂紋達(dá)到一定長(zhǎng)度超過(guò)材料所能承受的閾值時(shí)就會(huì)發(fā)生這段，所以疲勞性變形沒(méi)有明顯的變形現(xiàn)象[2]

1.3沖刷磨損性破壞形式

沖刷磨損性破壞形式的產(chǎn)生機(jī)理較為簡(jiǎn)單，主要是化工壓力管道內(nèi)流體介質(zhì)長(zhǎng)期對(duì)內(nèi)部的沖刷作用，導(dǎo)致化工壓力管道內(nèi)部不斷變薄，當(dāng)管壁厚度變薄超過(guò)其能夠承受的范圍后，就會(huì)在沖刷部位形成沖刷磨損性破壞。沖刷磨損性破壞具有較為明顯的塑性變形現(xiàn)象，一般情況下斷口為撕裂狀態(tài)，整體平整性較差，會(huì)產(chǎn)生少量材料碎塊，檢測(cè)難度較低。

1.4脆性破壞形式

脆性破壞形式是指化工壓力管道在破裂前不會(huì)出現(xiàn)明顯的塑性變形現(xiàn)象，且在破裂時(shí)所承受的壓力低于化工壓力管道材質(zhì)能夠承受的壓力極限值，甚至部分情況下會(huì)低于化工壓力管道材質(zhì)的屈服極限值，其主要特征與脆性材料的破壞形式極為相似。圖2為壓力管道脆性斷裂。

1.5蠕變性破壞

蠕變性破壞發(fā)生主要是因?yàn)闇囟群拓?fù)荷作用，化工壓力管道隨著使用時(shí)間延長(zhǎng)就會(huì)出現(xiàn)蠕變性破壞。蠕變性破壞一般發(fā)生在高溫條件下，在拉應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，會(huì)出現(xiàn)明顯的塑性變形，變形量受到化工壓力管道材質(zhì)決定，但是化工壓力管道材質(zhì)的金相組織不會(huì)發(fā)生明顯變化。蠕變性破壞檢測(cè)較為簡(jiǎn)單，因?yàn)榫哂忻黠@的塑性變形現(xiàn)象。

2化工壓力管道破壞無(wú)損檢測(cè)方法分析

現(xiàn)階段，我國(guó)化工壓力管道無(wú)損檢測(cè)方法主要采用UT、RT、MT、ET、PT、TOFD、相控陣以及導(dǎo)波等多種不同檢測(cè)方法，檢測(cè)需要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定開(kāi)展。首先，對(duì)于化工壓力管道的表現(xiàn)缺陷，每一采用MT、ET、UT以及PT方法進(jìn)行檢測(cè)，能夠準(zhǔn)確識(shí)別出化工壓力管道的表面破壞問(wèn)題，其次，針對(duì)化工壓力管道的焊縫破壞，可以采用RT、MT以及PT檢測(cè)方法，RT檢測(cè)主要用于焊縫內(nèi)部檢測(cè)，MT和PT主要用于焊縫表面破壞檢測(cè)[3]。

TOFD超聲波衍射時(shí)差法，是一種依靠壓力管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)端點(diǎn)處得到顏色和能量進(jìn)行檢測(cè)方法，在化工壓力管道檢測(cè)中具有廣泛地應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確定位缺陷發(fā)生位置和缺陷程度。當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的為超聲相控陣技術(shù)，超聲相控陣是超聲探頭晶片的組合，通過(guò)發(fā)生超聲波波束對(duì)壓力管道內(nèi)部進(jìn)行掃描，根據(jù)得到的超聲波相控陣圖即可明確壓力管道的缺陷信息。導(dǎo)波檢測(cè)是化工壓力管道無(wú)損檢測(cè)中的一種新檢測(cè)技術(shù)，其技術(shù)原理為利用機(jī)械應(yīng)力沿著壓力管道結(jié)構(gòu)的傳播，根據(jù)對(duì)傳播過(guò)程的分析即可判斷缺陷情況，單一檢測(cè)位置可以超過(guò)數(shù)百米，綜合檢測(cè)效率較高。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，本文全面闡述多種化工壓力管道的破壞形式，并對(duì)其破壞特點(diǎn)和形成機(jī)理進(jìn)行分析，最后分析多種不同無(wú)損檢測(cè)方法，希望能夠?qū)ξ覈?guó)化工企業(yè)發(fā)展起到一定的借鑒和幫助作用，提高化工壓力管道運(yùn)行質(zhì)量，保證其能夠正常生產(chǎn)，是促進(jìn)我國(guó)化工企業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬金足， 崔建龍. 化工壓力管道的破壞形式及無(wú)損檢測(cè)探究[J]. 石化技術(shù)， 2020， 27（05）：169-172.

[2]袁浩. 石油化工用壓力管道的破壞形式及無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用[J]. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量， 2019，（009）：60-61.

[3]易清. 石油化工壓力管道的破壞形式和無(wú)損檢測(cè)[J]. 中國(guó)機(jī)械， 2019， 000（013）：83-84.