現(xiàn)代腐蝕領(lǐng)域的研究進(jìn)步使得我們能夠通過選擇適當(dāng)?shù)牟牧稀⒄{(diào)整操作參數(shù)、控制腐蝕發(fā)生的周圍環(huán)境以及采用正確的無損檢測(cè)技術(shù)等方法對(duì)腐蝕進(jìn)行有效的檢測(cè)及控制。

    
    管道上的突起物，如噴嘴區(qū)域，極易發(fā)生保溫層下腐蝕

    在石油化工領(lǐng)域內(nèi)，對(duì)于固定設(shè)備的損壞，人們能夠列出超過50種不同的可能損傷機(jī)理。但是，如果你仔細(xì)檢查設(shè)備的故障歷史，就會(huì)發(fā)現(xiàn)超過60%的工藝管道的失效都是由于三種腐蝕機(jī)理造成的：

    保溫層下腐蝕，Corrosion under insulation，CUI；

    支撐層下腐蝕，Corrosion under support，CUS；

    應(yīng)力腐蝕開裂，Stress corrosion cracking，SCC。

    現(xiàn)代無損檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)能夠在不需要去除保溫層的前提下對(duì)管道的保溫層下腐蝕進(jìn)行有效的檢測(cè)。此外，先進(jìn)的無損檢測(cè)技術(shù)還能夠與傳統(tǒng)技術(shù)結(jié)合使用，形成低成本的管道腐蝕綜合檢測(cè)技術(shù)。其中常用的幾類無損檢測(cè)技術(shù)包括紅外熱成像技術(shù)、超聲導(dǎo)波技術(shù)、脈沖渦流技術(shù)、射線照相技術(shù)以及計(jì)算機(jī)X射線照相技術(shù)。在這些方法中，射線照相技術(shù)和超聲導(dǎo)波技術(shù)被API 581標(biāo)準(zhǔn)列為傳統(tǒng)方法（去除保溫層進(jìn)行檢測(cè)）的可替代選擇。

    
    利用紅外成像技術(shù)檢測(cè)出潮濕的保溫層

    紅外熱成像技術(shù)

    紅外熱成像技術(shù)能夠有效檢測(cè)出管道線路中潮濕的保溫層，相比于傳統(tǒng)的濕度測(cè)試儀器，紅外熱成像儀檢測(cè)更加靈敏、檢測(cè)速度更快。此外，利用紅外熱成像技術(shù)能夠在管道遠(yuǎn)處進(jìn)行掃描檢測(cè)，這樣極大地避免了搭建腳手架工程所耗費(fèi)的時(shí)間。

    紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)一般用于傳統(tǒng)方法難以檢測(cè)到的保溫管道；通常情況下，潮濕的保溫層相比于干燥的保溫層維持熱量的時(shí)間更久，因此，在日落后的兩到三小時(shí)內(nèi)，潮濕的保溫層區(qū)域?qū)⒈雀稍锏谋貙訁^(qū)域更加的“熱”，這也即是紅外熱成像技術(shù)的基本原理。當(dāng)利用這種技術(shù)檢測(cè)潮濕的保溫層時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到以下幾個(gè)方面：

    利用這種技術(shù)鑒別潮濕保溫層的最適宜時(shí)間為日落后的兩小時(shí)；尤其是晴天的傍晚，被視為最佳的檢測(cè)時(shí)間。

    潮濕保溫層以及干燥保溫層之間的溫度差異并不十分明顯，因此最好使用較小的溫度跨度以提高檢測(cè)靈敏度。

    遠(yuǎn)距離超聲檢測(cè)技術(shù)（LRUT）

    對(duì)于一些較難檢測(cè)的管道，遠(yuǎn)距離超聲檢測(cè)技術(shù)利用導(dǎo)波對(duì)管道進(jìn)行掃描能夠輕松的進(jìn)行檢測(cè)。超聲波在管道內(nèi)遇到不連續(xù)處，例如環(huán)形焊縫、管路分支以及管道壁厚減少區(qū)域（意味著可能發(fā)生了腐蝕現(xiàn)象）等會(huì)被反射回來；這些反射波能夠利用計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備檢測(cè)出來并進(jìn)行分析。

    
    用于深埋涂層管道和保溫管道檢測(cè)的遠(yuǎn)距離超聲檢測(cè)裝置

    遠(yuǎn)距離超聲檢測(cè)技術(shù)一般情況下（管道是直的）能夠掃描60-120米的長(zhǎng)度；如果管道線路屬于保溫管道，可檢測(cè)的長(zhǎng)度會(huì)有所減小，這主要是因?yàn)槌暡ū槐貙游崭用黠@；支撐位置、連接處以及彎曲管道則會(huì)進(jìn)一步降低可檢測(cè)的長(zhǎng)度。但即使如此，遠(yuǎn)距離超聲檢測(cè)技術(shù)仍然被認(rèn)為是檢測(cè)工藝管道內(nèi)保溫層下腐蝕最有效的方法之一，尤其是在難以去除保溫層的情況下，該方法越發(fā)顯得高效。

    導(dǎo)波的傳播速率與傳播介質(zhì)的厚度和導(dǎo)波的頻率有關(guān)，而保溫層下腐蝕現(xiàn)象則會(huì)導(dǎo)致傳播介質(zhì)（管道壁）厚度發(fā)生改變；除了散射和反射現(xiàn)象，管壁厚度的變化還會(huì)導(dǎo)致入射波的模式發(fā)生轉(zhuǎn)換，因此，反射波不僅包含了原始入射波模式，還包含了模式發(fā)生轉(zhuǎn)換后的入射波模式；通過在反射信號(hào)中對(duì)這些模式發(fā)生轉(zhuǎn)換的聲波進(jìn)行檢測(cè)能夠有效的判斷出保溫管道內(nèi)的不連續(xù)處，例如發(fā)生了保溫層下腐蝕現(xiàn)象的區(qū)域。

    與紅外熱成像技術(shù)相比，對(duì)于遠(yuǎn)距離超聲檢測(cè)結(jié)果的理解更加困難，有時(shí)甚至需要相關(guān)專家進(jìn)行解讀。但是，對(duì)于一些利用    其他檢測(cè)技術(shù)難以檢測(cè)的區(qū)域，這種方法是十分有效且檢測(cè)結(jié)果是十分可靠的，例如保溫管道中穿過涵洞的部分以及位于公路交叉口的地下管道等。

    射線照相技術(shù)

    射線照相技術(shù)已經(jīng)被證明能夠有效檢測(cè)出小口徑管道內(nèi)部的壁厚變薄情況。假如輻射源到膠片的距離（source-to-film distance，SFD）足夠大，能夠覆蓋整個(gè)管道直徑，該方法還可以用于檢測(cè)管道設(shè)備的保溫層下腐蝕現(xiàn)象。但是，當(dāng)管道直徑超過8英尺并且管道之間的間隙較小時(shí)，利用該方法檢測(cè)可能會(huì)有些困難。射線照相法的裝置示意圖如下圖所示。

射線照相法裝置示意圖

    對(duì)于大口徑管道，可以通過每次只對(duì)部分管道進(jìn)行檢測(cè)，相應(yīng)的，為了覆蓋整個(gè)大口徑管道，通常需要多次輻射檢測(cè)；這樣一來將會(huì)耗費(fèi)更多的時(shí)間。因此說，該檢測(cè)技術(shù)更加適用于對(duì)小直徑管道進(jìn)行檢測(cè)。

    
    對(duì)保溫管道進(jìn)行全直徑掃描的射線圖像

    從上圖可以發(fā)現(xiàn)，材料的腐蝕現(xiàn)象能夠很清晰地被檢測(cè)出來；根據(jù)檢測(cè)結(jié)果將相應(yīng)的保溫層去除掉，觀察到了保溫層下腐蝕現(xiàn)象，證明了該檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性。

    計(jì)算機(jī)X射線照相技術(shù)

    計(jì)算機(jī)X射線照相技術(shù)（CR）與常規(guī)射線照相技術(shù)所使用的設(shè)備裝置類似，除了采用成像板代替膠片以形成檢測(cè)圖像。CR技術(shù)與上述提及的射線照相技術(shù)由于具有射線輻射，都存在一些固有的安全隱患問題，但是有文件記錄這種方法在一些石化煉油廠里取得了成功的應(yīng)用，尤其是在印度等國(guó)家。

    利用CR技術(shù)獲得的圖像可以輕松的存儲(chǔ)與分享，此外，該方法由于能夠快速的識(shí)別管道中的不連續(xù)處（如缺陷等），從而極大的提升了檢測(cè)效率。下圖為利用CR技術(shù)檢測(cè)腐蝕現(xiàn)象的案例。

    
    計(jì)算機(jī)X射線照相技術(shù)得到的圖像中清晰顯示出腐蝕位置

    上圖清晰顯示出該保溫管道的腐蝕位置位于該管道的彎頭處；利用相關(guān)軟件能夠計(jì)算出管道壁厚減薄率。在進(jìn)行測(cè)量之前，該軟件應(yīng)參照標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行校正，例如參照已知尺寸的鋼珠或管道等。

    對(duì)于保溫管道中的保溫層下腐蝕，CR技術(shù)是一種有效的檢測(cè)手段，除了不需要?jiǎng)兂貙舆@一優(yōu)點(diǎn)外，該方法的另一優(yōu)勢(shì)在于檢測(cè)數(shù)據(jù)易于儲(chǔ)存以及分享，有利于未來進(jìn)行比較或者審核。

    脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)

    脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)（PEC）屬于電磁檢測(cè)范圍，具有無接觸式檢測(cè)和表面無需清理等優(yōu)點(diǎn)；相對(duì)超聲和紅外熱成像技術(shù)，脈沖渦流檢測(cè)不需要任何耦合介質(zhì)；與射線檢測(cè)技術(shù)相比，該方法不需要放射源，不會(huì)造成環(huán)境污染以及帶來安全隱患。

    脈沖渦流檢測(cè)裝置中的檢測(cè)探針上包含一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器；發(fā)射器本質(zhì)上就是一個(gè)線圈，主要用來在導(dǎo)體中產(chǎn)生渦流（在我們研究的領(lǐng)域中，導(dǎo)體就是指金屬管道）。探針被置于保溫層上，通過在發(fā)射器線圈內(nèi)通入電流來創(chuàng)建一個(gè)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)會(huì)將保溫管道進(jìn)行磁化并在管道內(nèi)形成循環(huán)渦流。當(dāng)管道內(nèi)存在異常現(xiàn)象時(shí)，脈沖被切斷，渦流的強(qiáng)度發(fā)生降低并導(dǎo)致磁場(chǎng)強(qiáng)度下降；渦流強(qiáng)度下降的速率能夠由PEC接收器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并用于進(jìn)行計(jì)算管道壁厚。渦流的衰變與管道壁厚成正比例關(guān)系，腐蝕情況則是根據(jù)壁厚減少百分比計(jì)算得出。

    與射線照相檢測(cè)技術(shù)相比，脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)靈敏度相對(duì)較低；利用該方法能夠檢測(cè)出的最小缺陷直徑為保溫層厚度的50%左右，即30-120mm。換句話說，該方法比較適合用于檢測(cè)一般管道的管壁減薄現(xiàn)象，卻不適宜檢測(cè)孤立的點(diǎn)蝕缺陷。因此，脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)更加適合對(duì)碳鋼保溫管道進(jìn)行檢測(cè)，因?yàn)檫@種工藝管道的腐蝕面積一般都較大。

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責(zé)任編輯：王元

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