IT-PX140射線管道爬行器及其實際應用

潘成剛齊淑棉盛 凌

（1.河北方圓工程檢測有限公司 滄州 062552）

（2.中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所 北京 100024）

（3.中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司石化設備廠 天津 300274）

IT-PX140射線管道爬行器及其實際應用

潘成剛1齊淑棉2盛 凌3

（1.河北方圓工程檢測有限公司 滄州 062552）

（2.中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所 北京 100024）

（3.中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司石化設備廠 天津 300274）

介紹了IT-PX140射線管道爬行器這種新型的管道爬行器檢測設備，它與目前國內常見的管道爬行器相比，可檢測的最小管徑為φ159mm，并增加了爬行器在管道內對曝光參數進行調節的功能，與使用X射線單機進行雙壁單影法透照相比，大幅提高了檢測效率和檢測質量安全的可靠性。在華北油田冀中管道工程上應用了該射線管道爬行器，檢測工藝參數得到了優化，底片質量得到提高，同時減少了噪音污染，實際應用效果較好。

長輸管道 中心透照 曝光參數

隨著石油天然氣長輸管道建設發展，管道爬行器射線檢測技術也得到了長足進度，尤其在大口徑長輸管道檢測工程已廣泛使用，這主要是利用X射線管道爬行器設備檢測效率高、單位成本低、中心周向透照成像質量好等原因，透照方式如圖1所示。但對于管徑φ159mm～φ219mm的長輸或集輸管道工程的焊口檢測，目前仍較多采用定向X射線探傷機進行雙壁單影透照方式進行檢測，透照方式如圖2所示。

圖1 環焊縫源在內中心周向透照

圖2 環焊縫源在外雙壁單影透照

某公司引進的IT-PX140型X射線管道爬行器則可以滿足φ159mm～φ219mm管道環焊縫源在內中心透照方式，提高檢測效率和底片質量。

下面介紹一下該管道爬行器和現場實際應用情況：

1 設備組成及技術參數

1.1 IT-PX140X射線管道爬行器組成

該設備主要由射線機、電池組、機械行走部分（內部安裝定位傳感器、邏輯控制器等）、磁定位指令源四部分組成，其組成見圖3。

圖3 IT-PX140型管道爬行器示意圖

1.2 IT-PX140BI管道爬行器主要技術參數

適用管道：φ159～φ219mm

環境溫度: -25℃～70℃

爬坡速度：12m/min

爬坡距離：≥4km

爬坡能力：＜ 25°

爬行器的轉彎半徑：6D

透照厚度：0～20mm

定位誤差：±3mm

管電流：3mA

曝光時間：0～300 秒連續可調（步長1s）

管電壓：80～160kV

焦點尺寸：1.5×1.5mm

電源:1組磷酸鐵鋰電池組48V/15Ah（供射線機使用），24V/10Ah電池組一組（供爬行器使用）

2 設備工作原理

IT-PX140型X射線管道爬行器是在管道內對焊縫進行周向檢測的一種專用儀器，其原理是通過接收管外磁定位掃描信號轉化成電信號，通過邏輯判斷，驅動各執行部件，使之前進、后退、定位、曝光等一系列動作，完成自動拍片的功能。

該設備與常規管道爬行器相比在以下方面進行了優化改進：

1）常規管道爬行器僅在管道入口處對管電壓和曝光時間進行一次設定，進入管道內則不能再進行調節，其控制器僅用于定位、前進、曝光、后退指令，常規管道爬行器控制器外形見圖4。而IT-PX140型管道爬行器通過對電路的重新設計，除具有原常規管道爬行控制器的功能外，還具備了可調節管內爬行器的管電壓和曝光時間功能，這樣對于變壁厚焊口的檢測則可減少常規爬行器需退出后再重新設定的步驟，從而減少了往復退出的等待時間，提高了工作效率，ITPX140型管道爬行器控制器外形見圖5。

圖4 常規管道爬行器控制器

圖5 IT-PX140型管道爬行器控制器

2）常規管道爬行器采用前進接觸定位，即在前進中若接到控制器信號后即停止前進，定位誤差在±5mm范圍內。而IT-PX140型管道爬行器采用后退確定接觸定位，即在前進中若接到控制信號后，會繼續前進，此時測量控制信號寬度，當控制信號消失時則停止后回退，然后找到控制信號中心位置。這種定位方法使定位更加準確，定位誤差在±3mm范圍內。

3 設備特點

1）工作效率高，一次成像。現場檢測僅需一人即可完成，節約人工成本。

2）在管道爬行器剛送入口或設備在管道內時，均可對管電壓和曝光時間進行調節。提高對變壁厚的管道焊口檢測功效明顯。

3）電池采用鋰電池，重量輕，攜帶方便，安全可靠。

4）無噪聲，可完成對管徑φ159mm～φ219mm的管道焊口檢測。

4 設備實際應用

4.1 射線檢測工藝卡及比對

2013年4月～2013年10月間，該設備在任丘西部油田原油流向調整工程（AB段）西柳2至同二站管道檢測工程，管道規格：φ159mm×5mm；雁63-95-80井區新增產能地面建設工程：管道規格：φ219×6mm等檢測工程中開展了現場實際應用。

根據檢測委托編制了射線檢測工藝卡，見表1、表2：射線檢測工藝卡

從表1可以看出，IT-PX140型管道爬行器與X射線定向探傷機XXG2505相比發現：

1）管電壓從170kV調整到了110kV，降低了60 kV。

2）曝光時間從1.2min縮短到0.3min，曝光時間縮短75%。

3）每道焊口管道爬行器只需透照1次，而定向X射線探傷機一道口需透照4次。圖6和圖7分別為雙壁單影法和中心透照法所使用的膠片長度照片比對。

4）像質指數從14#增加到15#，底片成像質量高。圖8和圖9分別為雙壁單影法和中心透照法的底片影像比對。

5）采用定向X射線探傷機檢測1道口需2人曝光時間4.8min，而采用該爬行器僅需1個人曝光時間0.3min。

從表2可以看出，IT-PX140型管道爬行器與X射線定向探傷機XXG2505相比發現：

1）管電壓從180kV調整到了120kV，降低了60 kV。

2）曝光時間從1.8min縮短到0.3min，曝光時間縮短83%。

表1 射線檢測工藝卡

表2 射線檢測工藝卡

圖6 雙壁單影法透照法使用膠片長度

圖7 中心透照法使用膠片長度比對

圖8 φ159mm×5mm雙壁單影法透照法底片圖

圖9 φ159mm×5mm中心透照法底片圖

圖10 φ219mm×6mm雙壁單影法透照法底片圖

圖11 φ219mm×6mm中心透照法底片圖

3）每道焊口管道爬行器只需透照1次，而定向X射線探傷機一道口需透照4次。

4）像質指數從13#增加到14#，底片成像質量高。圖10和圖11分別為雙壁單影法和中心透照法的底片影像比對。

5）采用定向X射線探傷機檢測1道口需2人曝光時間8min，采用該爬行器則僅需1個人曝光時間0.3min。

通過四個多月的現場實際應用，總計檢測5200道焊口。解決了φ159～φ219mm管線環焊縫采用定向X射線探傷機檢測效率低的現狀，改善了現場檢測人員勞動強度，檢測效率很高，環境輻射污染低，應用效果很好。

4.2 實際應用主要問題及處理

在初期應用該設備檢測過程中，有時會由于定位偏差導致設備輻射場偏離，出現所謂的“黑白片”情況。其主要是由于初期設備橡膠輪質量較差、設備停車定位程序缺陷、管內清潔不足等因素導致。

為了減少上述問題發生，筆者采取了以下改進措施：

1）更換了摩擦阻力大的橡膠輪，提高橡膠輪供貨質量，定期檢查磨損情況，及時更換。

2）改進停車定位程序。即采取將磁定位接收器前移，使其在接收到控制器定位信號后先逐漸減速到停止，然后延時停車回退定位，避免受設備爬行速度影響導致測定控制信號寬度不準的情況。

3）焊接作業前檢查清管質量。

通過實施上述措施，提高了設備定位精度，減少了底片不合格數量的發生。

5 結束語

綜上所述，通過在任丘西部油田原油流向調整工程、雁63-95-80井區新增產能地面建設工程等檢測中應用該設備證明：采用中心透照法檢測φ159～φ219mm管線環焊縫，檢測效率成倍提高，勞動強度大幅降低，底片成像質量好，輻射強度降低，檢測成本下降。

［1］ SY/T4109-2005 石油天然氣鋼質管道無損檢測.

［2］ 強天鵬.《射線檢測》第2版［M］.北京：中國勞動社會保障出版社，2007.

［3］ IT-PX140 射線檢測設備操作說明書.

IT-PX140 X-ray Pipeline Crawler Detection Technology and Practical Application

Pan Chenggang1Qi Shumian2Sheng Ling3
（1.Hebei Fangyuan Engineering Test Co Ltd Cangzhou 062552）
（2. Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute AVIC Beijing 100024）
（3. CNPC Bohai Equipment Manufacturing Co.， Ltd. Petrochemical Equipment Factory Tianjin 300274）

This paper introduces a IT-PX140 X-ray pipeline crawler detection technology. The device is a new type of pipeline crawler detection equipment， it is Compared with domestic common pipeline crawler，the minimum detectable diameter is φ159mm， and exposure parameter is adjusted in the pipe. It can greatly improve the detection effi ciency and the detection quality and safety. The device was applied in Huabei oilfi eld Jizhong pipeline project， detection process parameter is optimized， the film quality is improved， and have achieved good results.

Pipeline Center transillumination Exposure parameters

X924.2

B

1673-257X（2015）04-53-05

10.3969/j.issn.1673-257X.2015.04.013

潘成剛（1976～），男，本科，副經理，工程師，從事工程質量檢測工作。

2014-12-09）