IT-PX140射线管道爬行器及其实际应用

潘成刚齐淑棉盛 凌

（1.河北方圆工程检测有限公司 沧州 062552）

（2.中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 北京 100024）

（3.中国石油集团渤海石油装备制造有限公司石化设备厂 天津 300274）

IT-PX140射线管道爬行器及其实际应用

潘成刚1齐淑棉2盛 凌3

（1.河北方圆工程检测有限公司 沧州 062552）

（2.中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 北京 100024）

（3.中国石油集团渤海石油装备制造有限公司石化设备厂 天津 300274）

介绍了IT-PX140射线管道爬行器这种新型的管道爬行器检测设备，它与目前国内常见的管道爬行器相比，可检测的最小管径为φ159mm，并增加了爬行器在管道内对曝光参数进行调节的功能，与使用X射线单机进行双壁单影法透照相比，大幅提高了检测效率和检测质量安全的可靠性。在华北油田冀中管道工程上应用了该射线管道爬行器，检测工艺参数得到了优化，底片质量得到提高，同时减少了噪音污染，实际应用效果较好。

长输管道 中心透照 曝光参数

随着石油天然气长输管道建设发展，管道爬行器射线检测技术也得到了长足进度，尤其在大口径长输管道检测工程已广泛使用，这主要是利用X射线管道爬行器设备检测效率高、单位成本低、中心周向透照成像质量好等原因，透照方式如图1所示。但对于管径φ159mm～φ219mm的长输或集输管道工程的焊口检测，目前仍较多采用定向X射线探伤机进行双壁单影透照方式进行检测，透照方式如图2所示。

图1 环焊缝源在内中心周向透照

图2 环焊缝源在外双壁单影透照

某公司引进的IT-PX140型X射线管道爬行器则可以满足φ159mm～φ219mm管道环焊缝源在内中心透照方式，提高检测效率和底片质量。

下面介绍一下该管道爬行器和现场实际应用情况：

1 设备组成及技术参数

1.1 IT-PX140X射线管道爬行器组成

该设备主要由射线机、电池组、机械行走部分（内部安装定位传感器、逻辑控制器等）、磁定位指令源四部分组成，其组成见图3。

图3 IT-PX140型管道爬行器示意图

1.2 IT-PX140BI管道爬行器主要技术参数

适用管道：φ159～φ219mm

环境温度: -25℃～70℃

爬坡速度：12m/min

爬坡距离：≥4km

爬坡能力：＜ 25°

爬行器的转弯半径：6D

透照厚度：0～20mm

定位误差：±3mm

管电流：3mA

曝光时间：0～300 秒连续可调（步长1s）

管电压：80～160kV

焦点尺寸：1.5×1.5mm

电源:1组磷酸铁锂电池组48V/15Ah（供射线机使用），24V/10Ah电池组一组（供爬行器使用）

2 设备工作原理

IT-PX140型X射线管道爬行器是在管道内对焊缝进行周向检测的一种专用仪器，其原理是通过接收管外磁定位扫描信号转化成电信号，通过逻辑判断，驱动各执行部件，使之前进、后退、定位、曝光等一系列动作，完成自动拍片的功能。

该设备与常规管道爬行器相比在以下方面进行了优化改进：

1）常规管道爬行器仅在管道入口处对管电压和曝光时间进行一次设定，进入管道内则不能再进行调节，其控制器仅用于定位、前进、曝光、后退指令，常规管道爬行器控制器外形见图4。而IT-PX140型管道爬行器通过对电路的重新设计，除具有原常规管道爬行控制器的功能外，还具备了可调节管内爬行器的管电压和曝光时间功能，这样对于变壁厚焊口的检测则可减少常规爬行器需退出后再重新设定的步骤，从而减少了往复退出的等待时间，提高了工作效率，ITPX140型管道爬行器控制器外形见图5。

图4 常规管道爬行器控制器

图5 IT-PX140型管道爬行器控制器

2）常规管道爬行器采用前进接触定位，即在前进中若接到控制器信号后即停止前进，定位误差在±5mm范围内。而IT-PX140型管道爬行器采用后退确定接触定位，即在前进中若接到控制信号后，会继续前进，此时测量控制信号宽度，当控制信号消失时则停止后回退，然后找到控制信号中心位置。这种定位方法使定位更加准确，定位误差在±3mm范围内。

3 设备特点

1）工作效率高，一次成像。现场检测仅需一人即可完成，节约人工成本。

2）在管道爬行器刚送入口或设备在管道内时，均可对管电压和曝光时间进行调节。提高对变壁厚的管道焊口检测功效明显。

3）电池采用锂电池，重量轻，携带方便，安全可靠。

4）无噪声，可完成对管径φ159mm～φ219mm的管道焊口检测。

4 设备实际应用

4.1 射线检测工艺卡及比对

2013年4月～2013年10月间，该设备在任丘西部油田原油流向调整工程（AB段）西柳2至同二站管道检测工程，管道规格：φ159mm×5mm；雁63-95-80井区新增产能地面建设工程：管道规格：φ219×6mm等检测工程中开展了现场实际应用。

根据检测委托编制了射线检测工艺卡，见表1、表2：射线检测工艺卡

从表1可以看出，IT-PX140型管道爬行器与X射线定向探伤机XXG2505相比发现：

1）管电压从170kV调整到了110kV，降低了60 kV。

2）曝光时间从1.2min缩短到0.3min，曝光时间缩短75%。

3）每道焊口管道爬行器只需透照1次，而定向X射线探伤机一道口需透照4次。图6和图7分别为双壁单影法和中心透照法所使用的胶片长度照片比对。

4）像质指数从14#增加到15#，底片成像质量高。图8和图9分别为双壁单影法和中心透照法的底片影像比对。

5）采用定向X射线探伤机检测1道口需2人曝光时间4.8min，而采用该爬行器仅需1个人曝光时间0.3min。

从表2可以看出，IT-PX140型管道爬行器与X射线定向探伤机XXG2505相比发现：

1）管电压从180kV调整到了120kV，降低了60 kV。

2）曝光时间从1.8min缩短到0.3min，曝光时间缩短83%。

表1 射线检测工艺卡

表2 射线检测工艺卡

图6 双壁单影法透照法使用胶片长度

图7 中心透照法使用胶片长度比对

图8 φ159mm×5mm双壁单影法透照法底片图

图9 φ159mm×5mm中心透照法底片图

图10 φ219mm×6mm双壁单影法透照法底片图

图11 φ219mm×6mm中心透照法底片图

3）每道焊口管道爬行器只需透照1次，而定向X射线探伤机一道口需透照4次。

4）像质指数从13#增加到14#，底片成像质量高。图10和图11分别为双壁单影法和中心透照法的底片影像比对。

5）采用定向X射线探伤机检测1道口需2人曝光时间8min，采用该爬行器则仅需1个人曝光时间0.3min。

通过四个多月的现场实际应用，总计检测5200道焊口。解决了φ159～φ219mm管线环焊缝采用定向X射线探伤机检测效率低的现状，改善了现场检测人员劳动强度，检测效率很高，环境辐射污染低，应用效果很好。

4.2 实际应用主要问题及处理

在初期应用该设备检测过程中，有时会由于定位偏差导致设备辐射场偏离，出现所谓的“黑白片”情况。其主要是由于初期设备橡胶轮质量较差、设备停车定位程序缺陷、管内清洁不足等因素导致。

为了减少上述问题发生，笔者采取了以下改进措施：

1）更换了摩擦阻力大的橡胶轮，提高橡胶轮供货质量，定期检查磨损情况，及时更换。

2）改进停车定位程序。即采取将磁定位接收器前移，使其在接收到控制器定位信号后先逐渐减速到停止，然后延时停车回退定位，避免受设备爬行速度影响导致测定控制信号宽度不准的情况。

3）焊接作业前检查清管质量。

通过实施上述措施，提高了设备定位精度，减少了底片不合格数量的发生。

5 结束语

综上所述，通过在任丘西部油田原油流向调整工程、雁63-95-80井区新增产能地面建设工程等检测中应用该设备证明：采用中心透照法检测φ159～φ219mm管线环焊缝，检测效率成倍提高，劳动强度大幅降低，底片成像质量好，辐射强度降低，检测成本下降。

［1］ SY/T4109-2005 石油天然气钢质管道无损检测.

［2］ 强天鹏.《射线检测》第2版［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2007.

［3］ IT-PX140 射线检测设备操作说明书.

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

潘成刚（1976～），男，本科，副经理，工程师，从事工程质量检测工作。

2014-12-09）