压力管道检验检测技术的发展现状

压力管道检验检测技术的发展现状
文摘：压力管道是一种特殊设备，主要用于储存化学液体并使其循环。

因此，化工企业普遍采用压力管道。

但在使用过程中，可能会因管道泄漏、老化、爆炸
等事故造成巨大损失。

因此，应对压力管道进行检查和测试，随着检查和测试技
术的发展，可以有效地消除管道在运行过程中出现问题所造成的安全隐患和其他
缺陷，为以后的整改提供可靠的依据。

关键词：压力管道；检测技术
引言
采用切实可行的检测技术和先进的管道检测技术，可以帮助企业准确检测管道，掌握管道的实际运行状态，及时整改和修复管道中存在的问题，有效避免事
故的发生。

此外，还可以保证管道的使用寿命，甚至延长管道的使用寿命，为企
业带来可观的经济效益。

它可以减少输送介质造成的损失、管道停运造成的损失，以及管道可能发生泄漏事故造成的环境污染和人身安全。

1.LNG接收站压力管道检验检测方式
1.1 停机检验
LNG 接收站的压力容器及压力管道后停车期间可按照特种设备安全技术规范（TSG）文件规定进行检验。

具体验方法和要求应按照 TSG 21—2016《固定式压
力容器安全技术监察规程》和 TSG D7005—2018《压力管道定期检验规则——工
业管道》标准要求。

容器检验必检项目一般包括宏观检验、测厚及表面无损检
测；管道必检项目一般包括宏观检验、测厚，首次检验时则需进行埋藏缺陷检测。

1.2 非停机检验
按照 TSG 21—2016 及 TSG D7005—2018 规范，压力管道的定期检验一般为停车检验。

在线检验需采用基于风险的检验（RBI）。

接收站一般都是城市的主要用气来源，如果停产将对城市的正常生产、生活造成较大影响。

LNG 接收站的装置大部分为深冷设备，如果为了达到检验条件大面积拆除保冷层，在不停机状态下，设备内介质吸热气化，导致压力升高，将会产生较大安全隐患；而且即使拆除保冷层，因为设备外壁温度极低，很快就会被冰层覆盖，常规的磁粉（MT）、渗透（PT）、超声波（UT）、射线（RT）检测方法也基本无法实施。

因此，需要对 LNG 接收站压力管道基于风险检验技术进行研究讨论，并对LNG 接收站压力管道不停机检验所需要的主要检验检测技术的适用性进行分析。

2.压力管道检验检测技术现状
2.1 目视检测
目视检测一般应进行结构检查、外观检查（尤其是保温 / 冷层检查）、尺寸检查，从而确认管道是否符合安全运行的要求。

检测内容一般包含：（1）检查设备本体、对接焊缝和接管角焊缝等部位（必要时借助放大镜），是否存在裂纹、变形或其他缺陷；（2）检查管道表面的腐蚀和机械损伤情况；（3）检查排放装置的设置和使用情况；（4）检查安全联锁装置等。

2.2 红外热成像检测
采用红外热成像仪扫描压力管道，重点扫查焊缝、接管、阀门、法兰等易泄漏部位，找出温差异常部位。

如果存在温差异常，则需判断温差异常的位置和范围，并结合热红外成像图对温差形成的原因进行分析。

红外热成像检测目前尚未有相应的国家标准，但其测试结果可作为目视检测的重要补充。

红外热成像技术可定性分析设备的保温性能和介质的泄漏情况。

2.3 真空度测量
该方法主要针对夹套式低温压力容器备。

若在低温压力容器夹层上安装真空测试装置，可对其进行真空度检测，并按照 TSG 21—2016 第 8.5.13 条进行绝热性能评定。

2.4 脉冲涡流检测
脉冲涡流检测仪能检测带有保温 / 冷层或防腐层的钢质管道或钢板的腐蚀
进行情况，该方法适用于大面积腐蚀检测，对单个小腐蚀进行检测则较为困难[6]，也可用于接收站 LNG 压力管道不拆保冷层时的在线测厚。

2.5 电磁超声测厚
电磁超声测厚原理是利用电磁耦合方法激励和接收超声波，从而确定设备的
壁厚。

相比常规测厚技术，电磁超声测厚技术的最大优势是不需要耦合，且可以
实现非接触测量，不需要去除被测物体表面的油漆层，不需要对表面进行打磨处理，检测效率和精度都较高。

对于深冷低温设备，由于拆除保冷材料后其外壁会很快结霜或结冰，常规探
头与被测材料之间无法有效耦合，无法进行壁厚测量。

但采用电磁超声测厚技术
测厚时，就不需要耦合，即使设备外壁结霜，简单擦拭外壁后即可进行测量。

2.6 瞬变电磁测厚（TEM）
瞬变电磁测厚原理是使用不接地或接地线源向地面发送预脉冲磁场，并使用
线圈或接地电极观察二次涡流磁场或电场。

二次涡流场激励接收线圈中测得的电
动势即瞬态响应。

金属管体和防腐层以及周围环境的电磁特性明显不同，并且在
归一化脉冲瞬态响应曲线上存在明显的时间可分性。

在限定的瞬态响应范围内，
通过反演模拟确定瞬态时间常数，获得待测管段的壁厚。

采用瞬变电磁法，能实
现带保温 / 冷层压力管道的壁厚检测。

但瞬变电磁法测定的壁厚值是一定范围内的平均壁厚，不能判断壁厚的减薄
区域位于内壁还是外壁，也很难分辨面积较小的腐蚀。

2.7 数字射线（DR）检测
数字射线系统的工作原理是将射线检测单元排列成阵列，即线阵探测器（LDA），LDA 成像系统直接与图像采集卡组合，将获取的模拟图像发送到捕获
卡进行 A/D 转换，然后发送到计算机进行图像后处理。

DR 检测的优点为：（1）
获取质量信息的周期短；（2）成本低；（3）缺陷检出率高；（4）测试结果
可以无线传输，存储成本小，可对带保温 / 冷层不停机状态下的管道进行检测。

研究表明，与射线照相胶片检查相比，X 射线数字成像用于检测带有保温 / 冷
层管道的缺陷时，具有较强的穿透能力和更高的检测效率。

采用 DR 检测对
LNG 接收站低温管道实施不停机的在线检验，可以隔着绝热层很好地反应管道内
外部腐蚀信息，能够有效地解决 LNG 接收站低温管道不能停机检验的难题。

对
于站内气态管道，DR 检测可以有效地检测出圆形、条形、未熔合、未焊透缺陷，较为有效地检测出咬边缺陷，但对裂纹类缺陷不敏感。

对于站内低温液态管道，DR 可以有效地检测出未焊透缺陷，DN200 mm 以下规格管道中的圆形缺陷、条形
缺陷均和未熔合缺陷；对裂纹、错边及咬边类缺陷的检测有效性较差，检测时
需要其他技术手段辅助。

3.基于风险的检验
3.1 风险源辨识
LNG 接收站中的主要介质为 LNG，其中主要成分是甲烷。

LNG 温度为 -163 ℃左右，在其降温液化时已有效去除了各种杂质及水分，无明显的腐蚀性。

3.2 损伤机理分析
在大气环境中，压力管道可能存在大气腐蚀减薄情况（有 / 无隔热层）。

当管道出现如下情况时要特别注意：（1）工作温度较低，产生湿气；（2）防腐
层质量较差；（3）保温 / 冷层损坏；（4）长期停用或闲置，但没有进行合
理封存。

300 系列不锈钢设备的损伤则需要考虑氯化物的影响。

当隔热层破损后，海水或海风中的氯离子在保冷层下积聚，容易诱发设备产生氯化物应力腐蚀开裂。

管道的弯头、三通等部位易被介质冲刷；换热器的换热管束、进出料接管、防
冲板等也容易被介质冲刷。

与压缩机或泵相连的管道容易发生振动疲劳。

装置开
停车期间温差较大，容易引发热冲击。

3.3 检验策略制定
实施检验检测可以预测管道的损伤机理和损伤速率，降低压力管道失效发生
的可能性，对已存在的缺陷进行消除或采取控制措施，降低压力管道失效的概率
和风险水平。

对带隔热层的压力管道实施在线检验，建议首选不拆保温的脉冲涡流测厚、TEM、DR 等技术，其次选择拆除少量保冷层的电磁超声等检测技术，尽量不采用
需要拆除大面积保冷材料的检测技术。

结语
本文对压力管道检验检测现状进行了综述，针对压力管道常规检验和RBI 在
线检验的检测技术进行了分析，进行在线检验时，可以采用目视检测、瞬变电磁、脉冲涡流、电磁超声、红外热成像检测、数字射线检测、真空度检测等检测手段。

参考文献
[1] 杨莉娜, 韩景宽, 王念榕, 等. 中国LNG接收站的发展形势[J].油气储运, 2016, 35(11): 1148-1153.
[2] 国家质量监督检验检疫总局. 固定式压力容器安全技术监察规程: TSG 21—2016 [S]. 北京: 新华出版社, 2016．。