長輸油氣管道對接焊縫射線檢測缺陷判析

郭長波 史海寧 吳恒威 崔亞強

摘要：本文著重論述了執行SY/T4109-2013《石油天然氣鋼質管道無損檢測》標準對長輸油氣管道對接焊縫進行射線檢測在底片評定方面的實際應用，介紹了作者長期從事長輸油氣管道焊縫射線檢測的一些實踐經驗和技術見解，通過實踐應用，文中針對長輸油氣管道對接焊縫常見缺陷的產生原因、多發部位、影像的判斷分析和評判的注意事項進行了詳細論述。

關鍵詞：標準；射線檢測；檢測技術；缺欠評定；應用

隨著近幾年工業的高速發展和能源需求的迅速增長，石油天然氣長輸管道的建設速度很快，并向著大口徑、大壁厚、高鋼級和高壓力方向發展，管線的焊接質量要求更加嚴格，同時也對長輸管道的無損檢測技術提出了更高的要求。石油天然氣長輸鋼制管道的運行環境和野外施工條件以及管壁較薄的特點決定了長輸管道的無損檢測與常用承壓設備存在不同之處。

油氣長輸管道射線檢測執行的SY/T4109-2013《石油天然氣鋼質管道無損檢測》標準在底片評定及驗收標準上與NB/T47013-2015標準存在較大的差別，現就長輸管道射線檢測的常見缺陷，簡單介紹缺陷的評定和影像分析。

1.氣孔的評定

氣孔是管道焊縫中最常見的缺陷。出現在焊縫的各個部位，層間和蓋面層較多。呈單個、鏈狀、密集氣孔出現，主要原因是焊條烘干不徹底或表面污物清理不凈，電弧長短、操作技巧和施焊現場風力的

?影響也很大，特別是采用半自動焊時，如焊接參數調節不好出現氣孔的幾率較大。

2.夾渣的評定

夾渣出現在焊縫的各個部位，在底片上有點狀和條狀，點狀夾渣的外形無規則，輪廓清晰，有棱角，黑度淡而均勻，主要是藥皮成渣后殘留在焊道和母材或焊道和焊道之間。條狀夾渣在底片上呈現出不規則的、兩端棱角、大多沿焊縫方向延伸的條狀的寬窄不一的黑色影像，影像的輪廓較清晰，黑度不均。主要原因是焊接電流過小，運條速度過快、清渣不凈致使熔渣或夾雜物來不及浮出形成的。

SY/T4109-2015標準中條渣的評定按缺欠的寬度、單個長度和總長度三個方面來評定：

（1）對單個條渣的寬度進行嚴格控制，寬度不得大于2mm，一旦超寬缺欠則直接評為IV級。

（2）對細長夾渣的單個長度適當放寬，II級單個夾渣最小可為10mm。

（3）對條渣總長的控制，規定在任何300mm焊縫長度中條渣的累計長度II級不得大于25mm。

應注意的是，對不足300mm的焊縫，評定時不進行比例折算。這主要是因為油氣管道的射線檢測與壓力容器不同，它的局部射線檢測是以焊口的百分數來抽檢的。

3.未焊透的評定

管道焊接一般采用單面焊雙面成形的下向焊工藝焊接，未焊透是管道檢測的常見缺陷，特別是因為管口變形或對口不當造成錯邊產生的未焊透更為常見。針對管道施工的實際情況，SY/T4109標準將未焊透分為根部未焊透和錯邊未焊透。根部未焊透是指在無錯邊的情況下，母材金屬之間沒有熔化，焊縫金屬沒有進入焊接接頭的根部造成的缺欠。錯邊未焊透是指由錯邊引起的焊縫根部單邊未焊透。錯邊未焊透一般不形成尖角，對焊縫質量的影響很小，標準中對此類缺陷的評定較為寬松。

根部未焊透多出現在焊縫的中心，底片上細直線或粗直線狀，有斷續和連續之分，常伴隨根部內凹、錯口影像出現。粗短狀未焊透一般出現在根焊斷弧接頭處，在出現未焊透的部位沒有溶合線影像。產生原因主要是焊接電流過小、運條速度過快或坡口角度過小、根部間隙過小、鈍邊尺寸過大。

錯邊未焊透多出現在焊縫根部鈍邊處，在底片上的主要特征是在焊根的一側出現直線性較強的黑線，以黑線為界焊縫兩側的黑度不均，錯口處只能看清一條不規則的根焊熔合線影像。主要由于兩接頭管徑不等（橢圓度）或壁厚不同時內坡口修磨不當引起的。

4.未熔合的評定

未熔合分為坡口未熔合、層間未熔合和根部未熔合。坡口未熔合一般出現在焊縫內外邊緣之間，在底片上多呈現為黑色條云狀，靠母材側呈直線狀，靠焊縫中心側多為曲線狀，有黑度過渡，有時伴有夾渣。層間未熔合，在底片上多呈現為黑色的塊狀影像，一般影像的兩側較平直，有一定的長度。根部未熔合，在底片焊縫根部焊趾線上出現的直線狀的黑色細線，黑度較大，細而均勻，輪廓清晰，仔細觀察靠母材側可見鈍邊加工痕跡，靠焊縫中心側為曲線狀。

未熔合產生的原因主要是坡口不凈、運條速度過快、焊接電流過小火運條不當。未熔合缺陷，如果返修，一般都要磨透，返修后易產生裂紋，特別是低合金高強鋼管材返修后產生裂紋的可能性更大。實踐證明，管道檢測中出現的裂紋大多數是在返修之后出現的，在油氣長輸管道的運行使用中并未因為此類缺陷的存在而出現質量問題和事故，因此SY/T410-20059標準中對未熔合的評定做了適當放寬，允許存在一定量的未熔合缺陷。大大減少了焊縫返修，提高了工程進度，降低了成本。

5.內凹的評定

內凹一般是根焊時，熔池在冷卻過程中鋼水下塌形成焊縫邊緣熔合良好，但焊縫內表面中部比壁厚稍低的凹陷，多出現在仰焊位置，是管道手工焊的常見缺欠。內凹一般沒有棱角、不擴展，與根部未焊透比較，對焊縫質量的影響很小。因此SY/T4109標準對內凹的評定較JB/T4730標準寬松，并且內凹影像的黑度小于或等于相鄰較薄側母材黑度時不計長度，可評為I級。

6.燒穿的評定

燒穿是指部分根焊道被熔穿，熔池鋼水未及時補充，形成的不規則的黑洞。有的鋼水部分補充，但仍有痕跡，這兩種影像均為燒穿。燒穿對焊縫質量影響較大，易引起泄漏。一般焊接中較少見，但下向焊工藝焊速較快，易出現此類缺欠。

7.裂紋的評定

管道焊接裂紋主要是冷裂紋，一般沿焊縫縱向開裂，多出現在焊縫根部，在底片上的影響為略彎曲的直線狀，邊界清晰，邊界無彌散現象，有時為一組分散的裂紋。

裂紋主要是應力集中造成的，多出現在焊口的底部，在彎頭與直管、彎頭與彎頭、返修焊口和固定焊口中容易出現，焊口底部的焊接難度較大，且下向焊由上向下施焊，焊口底部的拘束度較大，當焊根存在線狀缺陷或應力集中時，易引起底部開裂。彎頭的焊接組對有一定的難度，如強行組對，必然產生較大的拘束應力產生應力集中引起開裂。固定口焊接接頭兩側的管線是不可移動的，造成焊接時有較大的拘束應力，而且對口間隙、坡口質量較難控制，焊接有一定的難度，這些都是造成開裂的原因。返修口的補焊也是裂紋的多發點，尤其是二次返修、彎頭口和固定口的返修更容易出現，返修補焊是焊縫局部的二次焊接，焊縫及相鄰母材二次受熱，焊縫和熱影響區的組織發生變化，出現淬硬，另外局部焊接的冷卻速度較快，這都是產生裂紋的原因。彎頭口和固定口在返修時甚至在打開焊縫的瞬間金產生開裂。

參考文獻：

[1] SY/T-4109-2005 《石油天然氣鋼質管道無損檢測》

[2] JB/T4730-2005 《承壓設備無損檢測》

[3] 中國特種設備檢驗協會編寫 主編：強天棚 《射線檢測》 中國勞動社會保障出版社 2007年

作者簡介：

郭長波，男，出生于1966年3月，本科，河北華建檢測試驗有限責任公司，長期從事長輸管道及儲罐無損檢測工作，高級工程師，無損檢測高級人員（RT、UT、MT、PT、ET）。

史海寧，男，出生于1990年12月，本科，中石化管道儲運有限公司項目管理中心，長期從事長輸管道質量管理工作

吳恒威，男，出生于1991年02月，碩士，中石化管道儲運有限公司項目管理中心，長期從事長輸管道質量管理工作

崔亞強，男，出生于1971年05月，本科，中石化管道儲運有限公司質量監督站，長期從事長輸管道質量管理工作