Page 42 - 无损检测2024年第十期

李绪丰，等：

大型石化装备无损检测技术应用进展

能较好地保障设备本质安全。因此，在我国石油化 1.3 设备本体结构制造与过程质量控制
工行业中，无损检测一直被视为质量控制中的核心 大型石油化工设备产品（如压力容器、电站锅炉
支撑技术手段。 等）基本上都是由大量的钢板、钢管等金属材料制
成，涉及原材料制备、锻件加工、钢板焊接、热处理
1 无损检测在石油化工设备中的应用
等一系列制造工艺过程，各个环节的工序、制造过
无损检测技术在石油化工设备全寿命周期中的 程的工艺和实施都与设备本体结构的质量有紧密关
作用如图1所示，可见，石油化工设备在设计、原材 联。通过磁粉检测、渗透检测、涡流检测、超声检测、
料、制造、焊接、服役、修理、检验等各个阶段皆离不 射线检测等技术，可以防止含缺陷的工件或制造质
开无损检测技术支撑。 量控制不合理的工序进入下一环节，避免设备整体
出现先天不足的情形；通过无损检测获取足够数据
的反馈，对进入实施阶段的设备本体结构焊接工艺
和锻造等过程进行更加科学地优化，避免同类的质
量问题反复出现，提高一次性施工成功率，降低制造
成本。因此，在当代大型石油化工设备生产制造过
程当中，无损检测是一种能够实现设备制造过程质
图 1 无损检测技术在石油化工设备全寿命周期中的作用 量控制的重要技术手段。
1.1 设备产品设计阶段的技术保障 1.4 设备在役状态监控和安全评估

近些年，随着炼油以及化工工艺流程的不断迭 大型石油化工设备（如压力容器）一般有明确
代升级，石油化工设备产品的复杂程度也不断提升。 的安全使用规范和设计使用年限 ，一般最长设计
[4]
设计单位在对大型石油化工设备 （如加氢反应器、 使用年限为20 a，而通过合理使用评价可以延长其，
热电联产-自备电站锅炉、超高压管式反应器等）进 使用年限。另外，压力管道和锅炉并无明确的设计
行结构设计时，通常都需要引入无损检测技术作为 使用寿命概念，也就意味着，使用单位在认为有必要
质量保障支撑。一般情况下，在对设备本体结构进 的前提下，设备在经过有效维修和合理使用评价后，
行设计之初便开始采纳无损检测技术人员的意见， 就可以具备继续投用的能力。而要实现这个目的，
充分考虑关键承压部位和重要焊缝结构实施无损检 实施有效的无损检测是必不可少的环节，对大型石
油化工设备的重要受压元件及其对接焊缝、接管角
测的可行性和缺陷检测灵敏度，进而为后续的制造、
焊缝进行定期检验检测以及安全评估，可获得设备
修理、检验、安全评估提供科学决策和产品验收的条
本体的结构健康安全状况。综上所述，无损检测在
件。因此，无损检测在石油化工设备产品设计阶段
大型石油化工设备在役运行过程中的重要作用主要
有着不可或缺的技术保障作用。
体现在以下几个方面：① 压力容器、压力管道等设
1.2 原材料、焊接、制造阶段缺陷的表征与评价
备的腐蚀、重要承载的焊缝部位的检测监测；② 设
在石油化工设备原材料以及焊接工艺研发阶
备维修过程中的质量检测，如定期检验过程中对设
段，建立能够用于缺陷表征及评价的对应无损检测
备主要受压元件焊缝部位实施的无损检测；③ 大型
方法十分重要。技术层面上，在原材料制备及焊接
石化装置中超设计使用年限设备的合理使用评价过
过程中，很难确保不产生缺陷，因此，采用先进的无
程中的检测。可见，无损检测技术应用于大型石化
损检测技术对石油化工设备原材料制备及焊接制造 设备使用全过程的各个阶段。
进行质量控制是非常重要的，以标准TSG 21—2016
2 大型石化无损检测新技术应用进展
《固定式压力容器安全技术监察规程》第1. 9条规定
为例，当新材料或者新工艺需要在大型石化压力容 石油化工设备参数多，工艺复杂，普遍处于高
器产品上进行推广应用时，缺陷的表征与评价是优 温、高压、深冷等恶劣工况下，易出现腐蚀减薄、材
化原材料制备与焊接制造工艺的重要手段，同时也 质劣化、环境开裂、机械损伤等一系列失效行为。因
是研究建立适用的无损检测方法和总结成熟的检测 此，国内对于大型石化装置中压力容器、电站锅炉、
工艺的前期基础工作 。 压力管道等设备的无损检测技术的要求非常严格，
[4]

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2024 年 第 46 卷 第 10 期
无损检测