10萬立方米儲罐射線檢測方法經驗介紹

肖成珺

摘要：我國對石油的需求日益增加，加強戰略石油儲備是目前國家層面面臨的主要問題之一。近年來，國內大量安裝10萬m³的大型儲罐，該儲罐設計內徑為80m，高為21.8m。本論述通過儲罐的施工特點，分析影響儲罐射線拍片效率的各種因素，找出解決辦法，運用現場簡易的材料和創新設計的有效射線拍片聯合機構，優化檢測方法，從而提高檢測效率。

關鍵詞：儲罐;安裝;射線檢測;聯合工作機構

中圖分類號：TE972;TG441.7 文獻標志碼：A

0引言

儲罐是石油化工、糧油、食品、消防、交通、冶金及國防等領域用于廣泛應用于存放酸堿、石油、天然氣及其它液體和氣體化工產品的重要儲存容器，是使用最為廣泛的壓力容器之一，其設備制造監督、檢驗及后續維護檢驗等對儲罐的安全運行具有重要影響。目前大型儲罐較多采用鋼制儲罐。然而，由于大型儲罐的加工難度較大、維護等較難，因而其前期制造和后續運行維護中的焊接、焊縫等檢測顯得尤為重要。針對石化企業中廣泛應用的十萬方儲罐的射線檢測方法總結了實際操作經驗，為同類儲罐的檢驗提供了參考。

本論述所涉及儲罐內徑為80m，高為21.8m，由九圈板圍成，一到六圈板為高強鋼（材質為12MnNiVR），第七圈罐壁板為Q345R鋼板，第八和第九圈罐壁板為Q235B鋼板。

1施工特點

該儲罐的施工工地地處濱海地帶，經常刮風下雨，安裝單位在工程期間也連夜加班，留給檢測的時間非常有限。對于無損檢測單位來說，由于在該工程儲罐的焊接過程中，采用全新的焊接工藝，壁板立焊縫采用氣電立焊，而壁板環焊縫則采用埋弧自動焊，儲罐從組對到主體完成只需45d左右，具有工期短、要求高、難度大、高空作業危險性高、作業時間少的特點。此外，由于射線檢測需要在夜間進行，相對于白天檢測難度更大，危險性更高。

2影響射線拍片的因素和解決措施

2.1檢測方式的影響

如采用傳統拍片方式逐張曝光，在滿足底片質量的情況下，一般每張至少曝光時間為2min，一圈T型縫91張底片的曝光時間在約3h左右，是占用作業時間最長的環節。

解決措施：滿足標準要求前提下，拉大焦距改成一次透照兩張。

2.2對焦方式的影響

由于每圈上下T字焊縫拍一張片都要調整設備，選擇焦點位置，而選擇焦點位置時需要人員進入到懸空的罐壁小掛車內作業，難度大，危險性高，需要的時間長。解決措施：采用兩臺設備分別對上T型縫和下T型縫的拍片，只進行一次對焦調整。

2.3X射線機位置固定困難的影響

工地地處濱海地帶，具有海風較大的特點，設備若采用傳統支架直腿，則抗風能力差，存在來回擺動、不易穩定的缺點，從而增加了對焦時間。解決措施：將支架的四條腿向外傾斜40度，增強支架的穩定和抗風能力。

2.4更換X射線機支架的影響

通常檢測T型縫時，要完成一次透照縱橫兩張360mm的底片，而這需使用長支架;而檢測A1、A2、B1焊縫時，有效片長僅為300mm，需要使用短支架。因此，交叉作業時，支架需要來回的更換，長短支架交替使用，更換頻率高，占用時間較長。解決措施：將支架改裝，變成長短可調的模式，避免支架的更換。

2.5X射線機升降時間的影響

傳統的儲罐檢測，x射線機的升降通常使用簡陋的麻繩捆綁系掛或用手動葫蘆調節的方式實現，而設備就位后還需要人員進入管壁小掛車內進行固定捆綁或懸掛滑輪，占用時間較長。解決措施：采用微型電拉葫蘆，把機頭放置于固定支架內，懸掛于制作的行走機構上，可實施遠程手柄操控，簡化操作程序，提高速度。

3射線拍片聯合機構的組成

在施工過程中針對十萬立方儲罐射線拍片的復雜因素而提出的解決措施，我們重新優化設計了射線拍片聯合機構，并在實際運用中不斷地改良，最終形成如下機構，主要由機頭固定框架、行走機構、升降機構組成。

3.1機頭固定框架設計

3.1.1選材

機頭固定框架下料采用的是邊長40mm、厚度4mm的方鋼焊接而成，用太薄太輕的材料承受不起包括自重和機頭將近100kg重量，容易彎曲斷裂，且太薄的材料可焊性和焊接效果也都不理想。如采用大尺寸方鋼的話，重量大，移動不方便。因此，折中考慮應當選用重量和牢固度都較好的40mm方鋼。

3.1.2框架尺寸

框架尺寸根據XXG-3005型x射線機頭的實際尺寸設計為長度1000mm、寬400m、高為400mm+支腿（400mm+300mm），機頭用鐵絲或綁帶固定在框架內，并確保機頭窗口部位不要被遮擋。

3.1.3吊耳

機頭窗口上方的框架橫梁中心部位上焊接一吊耳。吊耳是連接機頭固定支架和行走機構的部位，可用10mm鋼條彎曲制作，并用氬弧焊焊接，確保牢固。吊耳焊接選擇點在橫梁的中部，平衡點是關鍵，焊接時可在現場儲罐上嘗試找到最佳平衡點再實施焊接，避免懸掛時不穩定。

3.1.4支腿

固定框架的支腿為長短可調模式，設計目的是為了使x射線機在拍攝儲罐檢測比例100%的包括A1縱焊縫、B1環焊縫、B2縱焊縫時焦距為700mm，拍攝儲罐2-8圈的T字縫時焦距為1000mm，可避免交替更換支架。4條支架腿向外傾斜40°，增加固定支架的穩定性和抗風能力。端部分別焊接一個萬向輪（直徑0.15m），可以保證與行走機構配合使用，移動迅速。

3.1.5對焦燈

在x射線機窗口上方的框架橫梁上安裝對焦燈，對焦燈采用小的紅外線手電筒，用膠帶固定在橫梁中心位置，該位置應該與窗口中心在同一垂直線上。

3.2行走機構

行走機構利用的是現場安裝單位懸掛于儲壁，用于放置焊機和組對壁板的小掛車。在掛車的頂部分別焊接兩根40mm方鋼作為懸掛臂，懸掛臂探出儲罐，從儲罐壁板向內延伸1030mm，保證射線機的有效照射場，在靠近外端30mm處打一小孔插入鍥塊，防止射線機在移動過程中墜落。在靠近中部部位增加一個斜支撐，以免因為承重發生折斷。兩根方鋼間距為600mm，用于同時懸掛兩臺射線機，這樣做的目的是為了在對上下T字焊縫拍片時一臺射線機對焦上T字焊縫，另外一臺對焦下T字焊縫，節省了交替更換對機的時間。同時，在對B1大環縫（100%檢測，拍片數量量占整個儲罐拍片量的一半左右）檢測時可以同時懸掛兩臺射線機進行單雙跳躍式拍攝，效率大增。

3.3升降機構

升降機構利用的是微型電動葫蘆，電動葫蘆的懸掛于行走機構的懸掛臂上，用楔塊固定好，垂下的吊鉤勾住機頭固定框架的吊耳上。電動葫蘆的電源插頭和控制箱都改裝成10m電纜線連接一直下垂到檢測人員所處位置，方便在地面實施操控。

4射線拍片聯合機構運作程序和注意事項

4.1運作程序

以工程實際為例，射線拍片聯合機構的運作程序如下。

石油儲備基地工程10萬立方儲罐安裝時采用的是搭設內部腳手架的方式，每完成一圈焊縫的組對和焊接往上升板時同時上升腳手架。因此檢測時通常選擇在儲罐外壁布片內壁對機。以拍攝第4圈焊縫為例，按設計和安裝規范要求，需拍片包括上下共40個T字焊縫和縱橫縫抽查共91張底片。罐壁外布片一次性全部完成，為了節約檢測時間可在白天非射線作業時間里完成。

夜間作業時，首先把2臺x射線機機頭用綁帶或鐵絲固定到兩個固定框架中，由于T字焊縫拍攝是縱橫兩張底片同時進行曝光，為確保有足夠的透照場，應將支腿加長段拔出，使焦距達到1000mm，然后將微型電動葫蘆懸掛并固定在行走機構的懸掛臂上，固定牢固。然后接通升降機的電源，控制吊鉤下降，將吊鉤與框架的吊耳連接，控制電動葫蘆將框架連同x射線機頭傳送到拍片位置，打開紅外線對焦小電筒進行對焦，一臺射線機對準上T字焊縫，另一臺對準下T字焊縫，即可進行第一張底片的拍攝。第一張底片拍攝完成后，推動行走機構，緩步移動到下一個部位。通常x射線機控制箱會放置在隨后的另一臺掛車上跟著放置機頭的掛車同時移動。如此圍繞儲罐運行一圈即完成了整圈焊縫的拍片。最后，控制升降機構將框架放下，摘除吊鉤，取下微型電動葫蘆，再將拍好的底片取下，即完成了所有的檢測任務。

4.2注意事項

（1）每次檢測前，都要檢查掛壁小車及拍照架是否固定牢固，以防止設備墜落。

（2）當風大，小車晃動時，可用楔塊填塞小車萬向輪解決辦法。

（3）拍照架吊起后，要保證四個萬向輪支臂與罐壁完全接觸，保證檢測幾何條件滿足要求。

（4）拍照前檢查橫梁上對焦光束是否處于水平位置，并與窗口在同一垂直線，防止底片出現白頭。

5射線拍片聯合機構的效果

采用傳統檢測方法在對某臺儲罐的第4圈T字焊縫共91張底片進行檢測，每個班組需投入4名檢測人員，耗時大概為6h。由于使用了優化的檢測方法和射線拍片聯合機構應用于現場施工，每個班組只需投入2名檢測人員，作業時間從晚上9h開始，到晚上12h25min即全部結束，總共用時3h 25min就完成了同樣的工作量，較之常規檢測方法節約了一半的時間、一半的人力。在兼顧拍片底片質量的前提下既極大的提高了檢測效率又精簡了人員。解決了10萬m3儲罐一系列復雜因素對工程施工進度的苛刻需求，確保了工程施工的總進度，為工程項目爭創國家優質工程的進度創優方面提供了有效保障，得到了建設單位的好評。