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金屬設備裂紋與腐蝕的三大技術趨勢

    在石油天然氣勘探生產、石化、煉油、發電廠（煤電、核電、新能源）、制藥等工業設備密集的行業里，腐蝕、老化和裂紋簡直是金屬設備的噩夢。即使最微小的裂縫和隱蔽性極強的腐蝕，也會加速設備的老化與折舊，同時會對人員及環境帶來無法想像的災難。這些退化將直接影響設備的服務能力以及服務生命周期。更為嚴峻的是，腐蝕、裂紋和老化常常發生在我們每日會接觸到的設備上：電梯、高鐵、軌道交通等，為人身安全和社會環境帶來巨大隱患，導致高昂的經濟后果。

   如果你是負責工廠設備管理的專業人士，想要贏得和裂紋與腐蝕的戰爭，德國萊茵TüV集團材料測試及無損檢測全球業務經理Dr. Buque建議大家密切關注先進無損檢驗、持久性監督與診斷、失效分析與預測性失效分析相關的最新研究與方法，以便及時發現金屬設備上的裂紋、老化與腐蝕所在，提前計劃并優化檢驗與維護策略。

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無線技術、大數據的發展

怎樣改變傳統的無損檢驗（NDT）？

    焊接點是將鋼結構永久連接在一起形成整體結構的唯一辦法，然而焊接容易形成結構異常，通常稱為“焊接缺陷”，任何焊接都會產生焊接缺陷。基于這個現狀，國際法規與標準制定了相應的要求，明確規范了某個焊接是否能被接受。然而一旦某個鋼結構開始正式投入運行，即使之前被定義為可接受的焊接缺陷還是會不斷惡化從而削弱整個鋼結構。有些焊接異常如果沒有被傳統無損檢驗發現的話，將會導致更多的危險。適當的檢驗計劃并采用先進專業的NDT是確定設備完整性的唯一可靠辦法。

   傳統的NDT曾主導著工業領域的檢驗，這是典型的人力密集型的工作，并且非常依賴于執行檢驗的工程師或技術人員個人的行業經驗與技術水平。為了安全、人員、環境保護以及經濟效益，采用更先進、更專業的NDT方法是大勢所趨，為此你需要對材料極其特性有深度理解、并能提供廣泛技術解決方案的供應商。

    隨著計算機技術與智能電子技術的發展，先進NDT設備具有卓越的能力，配備有自動/半自動的數字感應器，以檢測范圍廣、檢測結果準確以及快速、高效和非破壞性為特色。

    得益于傳感器以及無線通訊技術的發展，無損診斷（持續狀態監控）是目前NDT發展的主流，該技術可以實現遠程狀態監控、設備資產管理、預測潛在失效。通過無損診斷，你可以永久保留所有資產完整性的相關信息，從而大幅提升資產管理的有效性，更重要的是，新技術的運用讓檢驗成本不增反降。

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設備在海底、處于高溫

或被保溫層覆蓋，有辦法檢驗嗎？

     各種管道、容器、柱管、換熱器外殼、儲罐等保溫包覆設備的常見問題是保溫層下的腐蝕。如果不及時發現，將會釀成大禍，導致嚴重損害甚至死亡事故。如何在不破壞保溫層的情況下就能檢測到腐蝕？TüV萊茵于2015年收購了殼牌公司的脈沖渦流（Pulse Eddy-Current，簡稱：PEC）技術，有別于超聲波檢測，PEC無需與被檢測物有任何接觸。采用PEC技術，可以及早探測到那些難以接觸的區域，例如表層套管、近海油井導管以及高溫環境。測量可以在任何不帶電的材料上進行，包括涂覆層、保溫層、耐候包裝，甚至是銹蝕品。由于這個技術可以不干擾正常生產作業，并精準定位需要替換的部位，所以整改行為可以精確聚焦在這些區域，從而大幅降低整體維護成本。

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設備失效后，為什么要做失效分析？

     一個螺栓斷了，馬上換個新的就行？很遺憾，這是工廠普遍的操作模式。一旦發現一處失效，首先想到的是立即替換這個失效的零件，接著再次投入運行。然而，那些成熟的工廠運營管理者會將資產完整性管理作為最重要的一部分，那些真正在乎員工生命和環境的工廠，他們的負責人通常會打破砂鍋問到底，為什么會斷，是因為螺栓本身的質量問題，還是因為整體結構的設計導致了螺栓發生斷裂？為防止類似事件再次發生該做哪些改變？

    這就是“失效分析”，找到真正的問題根源，徹底消除再次失效的隱患。

     失效分析是如何進行的？打個比方，失效分析的專家就像福爾摩斯，一旦接受客戶委托后：

1.首先，進行縝密的現場調查，包括與一線操作人員的交流，了解失效前后有無特殊的操作或者設備異常。同時進行材料、制造工藝、熱處理工藝等資料的搜集。可以想象，失效分析專家就像帶著放大鏡的偵探，不放過任何線索；

2.其次，將收集到的材料帶回實驗室進行全方位測試，常用的測試方法包括NDT、斷口分析、金相分析、力學性能測試、化學成分分析等；

3.隨后，對測試結果、現場搜集的情況進行比對、研究、分析、推測，這是最燒腦的一個環節，也是即將解開真相之謎的關鍵步驟

4.最后，真相大白，發現失效的原因，得出結論，并給予企業改善建議。

現在越來越多的企業采用更前沿的運營模式，即讓失效分析專家更早地參與進來。在失效發生前，通過定期檢驗，預測可能失效的環節和區域，及時采取改進措施。“預測性失效分析”可降低或防止失效的產生或即使發生失效，也可將后果減到最低。

結語:中國經濟在過去的30多年間取得了舉世矚目的成就，然而伴隨著經濟的高速發展，安全生產事故卻時有耳聞。Dr. Buque強烈呼吁，讓具備資質與能力、享有國際公信力的獨立第三方參與到工廠安全檢驗與評估中，以確保工業資產完整性、同時滿足政府的安全規范。第三方檢驗機構不會有任何保留，而是會將其在全球項目中所積累的最佳實踐經驗和流程傳授給企業，以改善他們的效益和安全性，確保在工廠持續運營中以更少的成本達到最佳的資產完整性和安全性。TüV萊茵的檢測、檢驗、認證和咨詢有豐富的經驗，在工業設備檢驗領域獨領風騷140多年，可以幫助企業有效管理設備資產，降低維修成本，延長設備的使用生命周期，并最大化降低事故風險。