天然氣管道陡坡地段無損檢測技術(shù)

董海洋　大慶油田天然氣公司

天然氣管道陡坡地段無損檢測技術(shù)

董海洋
大慶油田天然氣公司

目前國內(nèi)無損檢測技術(shù)發(fā)展迅猛，原來的射線檢測技術(shù)在運(yùn)用中暴露出許多問題，特別是管道在陡坡地段的檢測難度非常大，需要進(jìn)一步總結(jié)現(xiàn)場檢測經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)用中心透照法對天然氣管道陡坡地段進(jìn)行檢測，可極大地提高檢測工作效率，提高檢測質(zhì)量。對于坡度小于23°的地段，采用華日HR—2C型爬行器進(jìn)行檢測；對于坡度大于23°的地段，采用爬行器進(jìn)行檢測時(shí)，在爬行器后拴?3 mm鋼絲繩拖著爬行器，使爬行器自坡上向下方向進(jìn)入管內(nèi)。對于不能使用中心透照法的彎頭連接、死口連接等部位的焊口使用雙壁單影透照法，采用細(xì)顆粒膠片可提高底片的對比度、清晰度，進(jìn)而提高底片質(zhì)量，使底片的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

天然氣管道；陡坡；無損檢測；中心透照法；雙壁單影透照法

隨著大口徑天然氣輸氣管道項(xiàng)目的建設(shè)，射線檢測成為天然氣管道重要的無損檢測方法之一。目前國內(nèi)無損檢測技術(shù)發(fā)展迅猛，原來的射線檢測技術(shù)在運(yùn)用中暴露出許多問題，特別是管道在陡坡地段的檢測難度非常大，需進(jìn)一步總結(jié)現(xiàn)場檢測經(jīng)驗(yàn)。

1　檢測原理

1.1中心透照法

應(yīng)用射線中心透照法可使射線底片質(zhì)量有所保證。使用X射線爬行器用周向射線機(jī)在天然氣管道內(nèi)部中心曝光，整體焊縫的透照厚度均一，透照焦距相同。射線膠片在管道外表面沿管道環(huán)焊縫緊密貼嚴(yán)，因此膠片各處的曝光量均勻。通過合理提高管電壓來提高底片黑度。采用中心透照法也保證了底片的靈敏度。由于是周向曝光，射線束與受檢焊縫垂直，這樣就避免了橫向裂紋的漏檢。用中心透照法檢測不必考慮有效透照長度，而且不論是整個(gè)環(huán)焊縫檢測還是局部環(huán)焊縫透照或是復(fù)檢，只需要一次性曝光即可，加快了現(xiàn)場檢測速度，提高了工作效率。

1.2雙壁單影透照法

射線源至被檢焊縫表面的距離L1應(yīng)滿足下式要求：，其中d為射線源焦點(diǎn)尺寸（mm），L2為工件表面至膠片的距離（mm）。

管道焊縫采用雙壁單影透照法時(shí)應(yīng)滿足透照厚度比K≤1.1的要求，透照次數(shù)必須滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

根據(jù)《承壓設(shè)備無損檢測（JB/T4730—2005）》標(biāo)準(zhǔn)中4.1.1條和4.1.3條及表3、附錄D中圖D.4的規(guī)定［1］，確定雙壁單影透照法分段透照的次數(shù)。根據(jù)《承壓設(shè)備無損檢測（JB/T4730—2005）》標(biāo)準(zhǔn)中3.2.2條和附錄A中的規(guī)定選用T3類膠片。

2　現(xiàn)場檢測前準(zhǔn)備

2.1焊縫表面質(zhì)量檢測

檢查焊縫表面及兩側(cè)各50 mm范圍內(nèi)的熱影響區(qū)表面質(zhì)量有無掩蓋內(nèi)部缺陷或造成缺陷混淆的情況，如果表面質(zhì)量不合格則通知監(jiān)理，由監(jiān)理安排施工單位修整焊縫表面及熱影響區(qū)，在表面質(zhì)量檢查合格后，方可進(jìn)行X射線拍片操作。

2.2底片標(biāo)識及位置

在射線底片上必須有以下標(biāo)識：管線標(biāo)段代號、管道樁號、焊縫編號、焊接機(jī)組號、管線規(guī)格、檢測日期等。

檢測出不合格焊口需要返修時(shí)，在射線底片上必須有返修部位標(biāo)識，用R表示返修，R1表示第一次返修，R2表示第二次返修。如果超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的返修次數(shù)，則應(yīng)割除此不合格焊口，重新焊接，應(yīng)使用G標(biāo)記表示割口后的X射線檢測。

所有定位標(biāo)記和識別標(biāo)記均應(yīng)在底片上合理排列，并不得與焊縫重合，距離焊縫至少5mm以上。可用記號筆在管道焊縫旁明確標(biāo)注定位標(biāo)記的零點(diǎn)位置及走向，以作為對每張底片重新定位的依據(jù)。在檢測結(jié)束后，應(yīng)繪制無損檢測竣工圖，將被檢測焊縫在管道上的位置明確標(biāo)注出來以便于復(fù)查，底片的具體編號方式如圖1所示。

土壤養(yǎng)分測定采用國際農(nóng)化服務(wù)中心推薦的土壤養(yǎng)分綜合系統(tǒng)評價(jià)法(ASI法)，ASI聯(lián)合浸提液[NaHCO3(0.25摩爾/升)-EDTA(0.01摩爾/升)-NH4F(0.01摩爾/升)],測定有效成分P、K、Cu、Fe、Mn、Zn含量，用磷酸鈣溶液(0.8摩爾/升)浸提，測定B、S含量。用氯化鉀溶液(1摩爾/升)浸提，測定有效鈣、鎂以及銨態(tài)氮含量[4]

圖1中A為工程代號；B為標(biāo)段代號；C為樁號；D為介質(zhì)流動方向；E為焊口編號；F為焊工號；G為焊接方式代號；H為焊口類型代號；I為管道規(guī)格；J為檢測日期；K為特殊標(biāo)記。

圖1　編號方式

對于特殊部位的焊道應(yīng)在焊口編號后面附加特殊標(biāo)記，如連頭焊口為L；穿越焊口為C；跨越為K；彎頭口為W；割口焊口為G；返修口為R。

2.3像質(zhì)計(jì)擺放

中心透照時(shí)應(yīng)至少每隔90°放置1個(gè)像質(zhì)計(jì)。像質(zhì)計(jì)放在膠片側(cè)時(shí)，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定［2］的方法進(jìn)行對比試驗(yàn)。中心透照時(shí)象質(zhì)計(jì)分別放置在0°、90°、180°、270°位置。采用雙壁單影透照法時(shí)，像質(zhì)計(jì)的中心鋼絲（即第4根）應(yīng)放置于有效區(qū)段的1/4位置。鋼絲橫跨且垂直于焊縫，粗絲朝向中心標(biāo)記，細(xì)絲朝向搭接標(biāo)記。

2.4布片

（3）按規(guī)定布置完象質(zhì)計(jì)、標(biāo)記帶后，自定位零點(diǎn)環(huán)繞布置暗袋，兩端搭接長度大于30mm，然后布置鉛質(zhì)防護(hù)帶，端部用磁性壓片器壓牢。

3　現(xiàn)場檢測

3.1選用中心透照法

對于坡度小于23°的地段，采用華日HR—2C型爬行器進(jìn)行檢測，其驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用前后雙電機(jī)驅(qū)動，以保證爬行器檢測的定位精度。

對于坡度大于23°的地段，采用爬行器進(jìn)行檢測時(shí)，在爬行器后拴?3 mm鋼絲繩拖著爬行器，使爬行器自坡上向下方向進(jìn)入管內(nèi)。拴鋼絲繩的目的是使爬行器在下行過程中行走速度均勻，保證爬行器定位準(zhǔn)確，同時(shí)防止爬行器行走失控。在回退過程中用鋼絲繩的回拖力輔助爬行器返回坡上，防止爬行器因電機(jī)動力不夠難以回到坡頂。這里一定要注意的是不能使用棕繩，棕繩具有相當(dāng)大的伸縮彈性，在距離稍遠(yuǎn)的情況下，由于棕繩伸縮長度不能控制，可能出現(xiàn)爬行器定位不準(zhǔn)確的情況，導(dǎo)致有效照射場偏移，影響膠片曝光。

3.2選用雙壁單影透照法

在彎頭連接、死口連接部位，由于現(xiàn)場條件限制，坡度較大，無法進(jìn)行中心透照法檢測。因此在透照方法的選擇上可選用雙壁單影透照法，見圖2。圖2中L0為X射線機(jī)的平移距離（mm）；L1為X射線機(jī)至工件表面距離（mm）；L2為工件表面至底片距離（mm）；T為管道單壁厚度（mm）；D0為管道外徑（mm）；F為透照焦距（mm）；g為焊縫寬度（mm）；底片布置圖中A、B、C、D、E為分段透照標(biāo)記點(diǎn)。采用細(xì)顆粒膠片可使底片的對比度、清晰度得到保證。現(xiàn)場實(shí)際檢測時(shí)宜采用車用捆綁器固定射線機(jī)，這樣可使射線機(jī)在任何位置都可以固定在管道上，甚至垂直于地面的管道都可以使用。鉛字帶使用磁扣吸附，暗袋則用長形磁夾固定到被檢焊縫部位，從而達(dá)到檢測目的。

圖2　管道焊口采用雙壁單影透照法

4　結(jié)語

應(yīng)用中心透照法對天然氣管道陡坡地段進(jìn)行檢測，可極大地提高檢測工作效率，降低勞動強(qiáng)度，提高檢測質(zhì)量，保證射線底片質(zhì)量，是首選檢測方法。對于不能使用中心透照法的彎頭連接、死口連接等部位的焊口使用雙壁單影透照法，通過提高管電壓來增加底片黑度，采用細(xì)顆粒膠片可提高底片的對比度、清晰度，進(jìn)而提高底片質(zhì)量，使底片的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

天然氣管道陡坡地段采用何種檢測方法要根據(jù)現(xiàn)場具體情況，靈活選用相應(yīng)的透照方法，這樣才能做到省時(shí)省力，提高工作效率。

［1］國家發(fā)展和改革委員會.承壓設(shè)備無損檢測：JB/T4730—2005［S］，北京：新華出版社，2005.

［2］上海材料所，浙江省縉云像質(zhì)計(jì)廠.無損檢測射線照相檢測用線型像質(zhì)計(jì)：JB/7902—2006［S］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

（0459）5291945、simondhy@petrochina.com.cn

（欄目主持樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.7.035

董海洋：工程師，2013年畢業(yè)于吉林大學(xué)高分子化學(xué)與物理工程專業(yè)。

2015-05-05