石油管道無損檢測技術的發展研究

劉鋒

摘要：在石油作業和輸送的過程中，石油管道是一種重要的運輸工具，但是管道質量較為復雜，在實施運用的過程中也存在著很大的質量安全問題，如果對其中存在的問題不能及時解決，就會造成各種危險，所以只有運用良好有效的檢測技術，并且通過無損檢測技術的使用，才能更好的確保石油管道質量。造成石油管道皮損的原因是多種多樣的，在實際工作中應該堅持一定的原則，可以根據具體情況，選擇運用直管段管道對接環焊縫、熱煨彎頭與直管段對接環焊縫、冷彎管段對接環焊縫、穿越及死口段對接環焊縫無損檢測技術，都可以獲得很好的檢測效果。

關鍵詞：石油管道；易損形式；無損檢測技術

隨著社會經濟的不斷進步，石油已經越發的成為我國的重要生產生活資源，小到百姓的日常生活，大到企業的生產乃至國防建設，都離不開石油及天然氣這些重要資源的供給。在國際標準中，通常都是運用鋼質管道來輸送石油天然氣，這樣一來，如何保證鋼質輸送管道安全有效的運行，已經成為石油天然氣管道無損檢測的一個重要課題。近年來，新聞媒體曝光了多起由于石油管道爆裂而引發的泄漏及爆炸安全事故，只有不斷提高石油管道無損檢測技術，才能有效防范類似風險，確保管道能夠安全運行，實現能源的高質量運輸。

1壓力管道的易損形式

1.1韌性破損

韌性破損指的是管道受到一定壓力作用，在管道壁上形成應力效果，管道材質已經達到最大強度，引發管道斷裂。通常來說，應用管道制作的材料韌性都較好，導致斷裂問題的原因主要是超壓所致。這種管道損壞的特點主要體現在管道直徑增加，或者局部管道出現鼓脹現象，也可能是管道發生管壁減。這類管道形狀發生改變的特點，基本上都是管道韌性損壞的表現。

1.2脆性破損

管道脆性損壞通常發生的都比較突然，并且擴展具有瞬時性，原因主要是管道的應力不足。而導致管道應力不足的原因多種多樣，包括管道用材自身的脆性、自身原本的缺陷、管道安裝過程中存在的缺陷（焊接或熱處理工藝不到位）、管道在運輸過程中存在的缺陷（受運輸載體加速等影響），或者參與應力及結構應力處于集中狀態，限制了管道應力的支撐，造成管道破損。

1.3腐蝕破損

管道腐蝕損壞是由于管道內部傳輸物料以及管道外部環境介質產生化學反應，同時也考慮機械等相關因素共同作用所導致。腐蝕破損是石油管道常見的一種損壞問題，即使使用的管道材料具有抗腐蝕性，但是仍不可避免的在安裝過程中存在焊接點、焊接口等現象。同時，也無法保證使用的全部材料都達到合格標準，這也為管道腐蝕埋下了隱患，在管道投入一段時間使用后，就極容易被腐蝕損壞。

1.4疲勞性損壞

石油管道大都為金屬材料，其使用的時間較長，長期工作于應力荷載環境當中，由于管道可能存在原始裂紋等缺陷，而恰好這種缺陷存在于管道連接的焊縫處，那么在長時間應力荷載影響下，就會存疲勞運作的問題，進而在管道承受能力到達一定限度時，便會出現疲勞性破損。

1.5蠕變損壞

在達到一定溫度條件時，管道在荷載作用的影響下，通常會導致壓力管道發生伸長、變形的傾向，這種現象便是蠕變損壞。尤其是有明顯組織變化及塑性變形等情況下更易發生蠕變破壞。由于管道材料影響蠕變的破壞形式，因此在管道設計、制作和使用的過程中就要加以控制。比如，在最初設計時就需根據溫度情況合理選擇抗蠕變損壞的材料；在管道制作時應避免冷加工及焊接工作影響材料的抗蠕變性；在管道使用的過程中應謹防超溫現象。

2石油管道的無損檢測技術

2.1直管段管道對接環焊縫無損檢測

1）直管段管道對接環焊縫采用100%射線探傷。2）對于坡度小于35°直管段部分，優先采用X射線管道爬行器進行單壁單影中心內透法檢測。3）對于坡度大于或等于35°直管段部分，因X射線管道爬行器最大爬坡度限制，不能完成檢測作業，擬采用定向X射線探傷機進行雙壁單影外透法檢測。4）所有檢測過程應嚴格執行射線檢測工藝規程相關要求及客戶需求[3]。

2.2熱煨彎頭與直管段對接環焊縫無損檢測

1）熱煨彎頭與直管段對接環焊縫采用100%射線探傷。2）熱煨彎頭曲率半徑一般小于X射線管道爬行器轉彎半徑（7D），擬使用定向X射線探傷機進行雙壁單影外透法檢測。3）所有檢測過程應嚴格執行射線檢測工藝規程相關要求及相關部門要求。

2.3冷彎管段對接環焊縫無損檢測

1）冷彎管段對接環焊縫采用100%射線探傷。2）冷彎管段曲率半徑一般大于X射線管道爬行器轉彎半徑（7D），優先采用X射線管道爬行器進行單壁單影中心內透法檢測。3）由于敷設坡度限制不能使用X射線管道爬行器的部分，擬使用定向X射線探傷機進行雙壁單影外透法檢測。4）所有檢測過程應嚴格執行射線檢測工藝規程相關要求及客戶需求。

2.4穿越及死口段對接環焊縫無損檢測

1）穿越及死口段對接環焊縫采用100%射線探傷和100%超聲波探傷。2）射線檢測。滿足管道爬行器使用條件且時間許可，可采用管道爬行器進行檢測。當死口距離未焊接管口較遠或急需檢測結果時，采用定向X射線探傷機進行雙壁單影透照。3）超聲波檢測。使用A型顯示脈沖反射式超聲波探傷儀進行檢測。采用頻率為4-5MHz，前沿距離不大于12MM，晶片尺寸不大于96的方晶片斜探頭。檢測外徑159mm管線環縫時，宜采用5MHz的方晶片小管徑專用探頭。探頭鏡片邊長不應大于8mm，前沿不應大于10mm，且探頭的接觸面應與管壁對中，吻合良好。耦合劑應選用機油、甘油及漿糊等耦合透聲性能良好的耦合劑。試塊：SGB試塊、SRB試塊。其中SGB用于測定超聲波儀器、探頭、和系統的性能以及對儀器做調整和校驗。SRB試塊用于比較焊縫根部未焊透深度。焊縫表面應經過外觀檢驗合格，當焊縫表面及探傷面的不規整影響到檢驗結果評定時，應做適當修磨，并作圓滑過度。4）所有檢測過程應嚴格執行超聲檢測工藝規程相關要求及客戶需求。

3結語

綜上所述，石油開采作業的環境較為惡劣，一旦發生安全事故后果不堪設想。因此，除了要運用可靠有效的石油管道無損檢測技術，確保管道質量以外，還應做好日常的維護與監測工作，有效預防事故發生。隨著科技的發展，檢測技術也在不斷革新，在以后的研究中還應注重管道檢測的精準度和可靠度。

參考文獻：

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[2]馮挺，姚歡，邵濤，等.石油管道內缺陷無損檢測技術的研究現狀[J].石化技術，2016，23（10）：208.

[3]曹建樹，李楊，林立，等.天然氣管道在線無損檢測技術[J].中國石油和化工標準與質量，2016，35（22）：20-25.

（作者單位：中國石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司南堡油田作業區基建和生產維護管理中心）