天然气管道陡坡地段无损检测技术

董海洋　大庆油田天然气公司

天然气管道陡坡地段无损检测技术

董海洋
大庆油田天然气公司

目前国内无损检测技术发展迅猛，原来的射线检测技术在运用中暴露出许多问题，特别是管道在陡坡地段的检测难度非常大，需要进一步总结现场检测经验。应用中心透照法对天然气管道陡坡地段进行检测，可极大地提高检测工作效率，提高检测质量。对于坡度小于23°的地段，采用华日HR—2C型爬行器进行检测；对于坡度大于23°的地段，采用爬行器进行检测时，在爬行器后拴Ø3 mm钢丝绳拖着爬行器，使爬行器自坡上向下方向进入管内。对于不能使用中心透照法的弯头连接、死口连接等部位的焊口使用双壁单影透照法，采用细颗粒胶片可提高底片的对比度、清晰度，进而提高底片质量，使底片的各项指标达到标准要求。

天然气管道；陡坡；无损检测；中心透照法；双壁单影透照法

随着大口径天然气输气管道项目的建设，射线检测成为天然气管道重要的无损检测方法之一。目前国内无损检测技术发展迅猛，原来的射线检测技术在运用中暴露出许多问题，特别是管道在陡坡地段的检测难度非常大，需进一步总结现场检测经验。

1　检测原理

1.1中心透照法

应用射线中心透照法可使射线底片质量有所保证。使用X射线爬行器用周向射线机在天然气管道内部中心曝光，整体焊缝的透照厚度均一，透照焦距相同。射线胶片在管道外表面沿管道环焊缝紧密贴严，因此胶片各处的曝光量均匀。通过合理提高管电压来提高底片黑度。采用中心透照法也保证了底片的灵敏度。由于是周向曝光，射线束与受检焊缝垂直，这样就避免了横向裂纹的漏检。用中心透照法检测不必考虑有效透照长度，而且不论是整个环焊缝检测还是局部环焊缝透照或是复检，只需要一次性曝光即可，加快了现场检测速度，提高了工作效率。

1.2双壁单影透照法

射线源至被检焊缝表面的距离L1应满足下式要求：，其中d为射线源焦点尺寸（mm），L2为工件表面至胶片的距离（mm）。

管道焊缝采用双壁单影透照法时应满足透照厚度比K≤1.1的要求，透照次数必须满足标准要求。

根据《承压设备无损检测（JB/T4730—2005）》标准中4.1.1条和4.1.3条及表3、附录D中图D.4的规定［1］，确定双壁单影透照法分段透照的次数。根据《承压设备无损检测（JB/T4730—2005）》标准中3.2.2条和附录A中的规定选用T3类胶片。

2　现场检测前准备

2.1焊缝表面质量检测

检查焊缝表面及两侧各50 mm范围内的热影响区表面质量有无掩盖内部缺陷或造成缺陷混淆的情况，如果表面质量不合格则通知监理，由监理安排施工单位修整焊缝表面及热影响区，在表面质量检查合格后，方可进行X射线拍片操作。

2.2底片标识及位置

在射线底片上必须有以下标识：管线标段代号、管道桩号、焊缝编号、焊接机组号、管线规格、检测日期等。

检测出不合格焊口需要返修时，在射线底片上必须有返修部位标识，用R表示返修，R1表示第一次返修，R2表示第二次返修。如果超出标准规定的返修次数，则应割除此不合格焊口，重新焊接，应使用G标记表示割口后的X射线检测。

所有定位标记和识别标记均应在底片上合理排列，并不得与焊缝重合，距离焊缝至少5mm以上。可用记号笔在管道焊缝旁明确标注定位标记的零点位置及走向，以作为对每张底片重新定位的依据。在检测结束后，应绘制无损检测竣工图，将被检测焊缝在管道上的位置明确标注出来以便于复查，底片的具体编号方式如图1所示。

土壤养分测定采用国际农化服务中心推荐的土壤养分综合系统评价法(ASI法)，ASI联合浸提液[NaHCO3(0.25摩尔/升)-EDTA(0.01摩尔/升)-NH4F(0.01摩尔/升)],测定有效成分P、K、Cu、Fe、Mn、Zn含量，用磷酸钙溶液(0.8摩尔/升)浸提，测定B、S含量。用氯化钾溶液(1摩尔/升)浸提，测定有效钙、镁以及铵态氮含量[4]

图1中A为工程代号；B为标段代号；C为桩号；D为介质流动方向；E为焊口编号；F为焊工号；G为焊接方式代号；H为焊口类型代号；I为管道规格；J为检测日期；K为特殊标记。

图1　编号方式

对于特殊部位的焊道应在焊口编号后面附加特殊标记，如连头焊口为L；穿越焊口为C；跨越为K；弯头口为W；割口焊口为G；返修口为R。

2.3像质计摆放

中心透照时应至少每隔90°放置1个像质计。像质计放在胶片侧时，应按标准规定［2］的方法进行对比试验。中心透照时象质计分别放置在0°、90°、180°、270°位置。采用双壁单影透照法时，像质计的中心钢丝（即第4根）应放置于有效区段的1/4位置。钢丝横跨且垂直于焊缝，粗丝朝向中心标记，细丝朝向搭接标记。

2.4布片

（3）按规定布置完象质计、标记带后，自定位零点环绕布置暗袋，两端搭接长度大于30mm，然后布置铅质防护带，端部用磁性压片器压牢。

3　现场检测

3.1选用中心透照法

对于坡度小于23°的地段，采用华日HR—2C型爬行器进行检测，其驱动机构采用前后双电机驱动，以保证爬行器检测的定位精度。

对于坡度大于23°的地段，采用爬行器进行检测时，在爬行器后拴Ø3 mm钢丝绳拖着爬行器，使爬行器自坡上向下方向进入管内。拴钢丝绳的目的是使爬行器在下行过程中行走速度均匀，保证爬行器定位准确，同时防止爬行器行走失控。在回退过程中用钢丝绳的回拖力辅助爬行器返回坡上，防止爬行器因电机动力不够难以回到坡顶。这里一定要注意的是不能使用棕绳，棕绳具有相当大的伸缩弹性，在距离稍远的情况下，由于棕绳伸缩长度不能控制，可能出现爬行器定位不准确的情况，导致有效照射场偏移，影响胶片曝光。

3.2选用双壁单影透照法

在弯头连接、死口连接部位，由于现场条件限制，坡度较大，无法进行中心透照法检测。因此在透照方法的选择上可选用双壁单影透照法，见图2。图2中L0为X射线机的平移距离（mm）；L1为X射线机至工件表面距离（mm）；L2为工件表面至底片距离（mm）；T为管道单壁厚度（mm）；D0为管道外径（mm）；F为透照焦距（mm）；g为焊缝宽度（mm）；底片布置图中A、B、C、D、E为分段透照标记点。采用细颗粒胶片可使底片的对比度、清晰度得到保证。现场实际检测时宜采用车用捆绑器固定射线机，这样可使射线机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。铅字带使用磁扣吸附，暗袋则用长形磁夹固定到被检焊缝部位，从而达到检测目的。

图2　管道焊口采用双壁单影透照法

4　结语

应用中心透照法对天然气管道陡坡地段进行检测，可极大地提高检测工作效率，降低劳动强度，提高检测质量，保证射线底片质量，是首选检测方法。对于不能使用中心透照法的弯头连接、死口连接等部位的焊口使用双壁单影透照法，通过提高管电压来增加底片黑度，采用细颗粒胶片可提高底片的对比度、清晰度，进而提高底片质量，使底片的各项指标达到标准要求。

天然气管道陡坡地段采用何种检测方法要根据现场具体情况，灵活选用相应的透照方法，这样才能做到省时省力，提高工作效率。

［1］国家发展和改革委员会.承压设备无损检测：JB/T4730—2005［S］，北京：新华出版社，2005.

［2］上海材料所，浙江省缙云像质计厂.无损检测射线照相检测用线型像质计：JB/7902—2006［S］.北京：机械工业出版社，2006.

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

（栏目主持樊韶华）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.7.035

董海洋：工程师，2013年毕业于吉林大学高分子化学与物理工程专业。

2015-05-05