IT-PX140射線管道爬行器及其實(shí)際應(yīng)用

潘成剛齊淑棉盛 凌

（1.河北方圓工程檢測(cè)有限公司 滄州 062552）

（2.中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所 北京 100024）

（3.中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司石化設(shè)備廠 天津 300274）

IT-PX140射線管道爬行器及其實(shí)際應(yīng)用

潘成剛1齊淑棉2盛 凌3

（1.河北方圓工程檢測(cè)有限公司 滄州 062552）

（2.中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所 北京 100024）

（3.中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司石化設(shè)備廠 天津 300274）

介紹了IT-PX140射線管道爬行器這種新型的管道爬行器檢測(cè)設(shè)備，它與目前國內(nèi)常見的管道爬行器相比，可檢測(cè)的最小管徑為φ159mm，并增加了爬行器在管道內(nèi)對(duì)曝光參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的功能，與使用X射線單機(jī)進(jìn)行雙壁單影法透照相比，大幅提高了檢測(cè)效率和檢測(cè)質(zhì)量安全的可靠性。在華北油田冀中管道工程上應(yīng)用了該射線管道爬行器，檢測(cè)工藝參數(shù)得到了優(yōu)化，底片質(zhì)量得到提高，同時(shí)減少了噪音污染，實(shí)際應(yīng)用效果較好。

長輸管道 中心透照 曝光參數(shù)

隨著石油天然氣長輸管道建設(shè)發(fā)展，管道爬行器射線檢測(cè)技術(shù)也得到了長足進(jìn)度，尤其在大口徑長輸管道檢測(cè)工程已廣泛使用，這主要是利用X射線管道爬行器設(shè)備檢測(cè)效率高、單位成本低、中心周向透照成像質(zhì)量好等原因，透照方式如圖1所示。但對(duì)于管徑φ159mm～φ219mm的長輸或集輸管道工程的焊口檢測(cè)，目前仍較多采用定向X射線探傷機(jī)進(jìn)行雙壁單影透照方式進(jìn)行檢測(cè)，透照方式如圖2所示。

圖1 環(huán)焊縫源在內(nèi)中心周向透照

圖2 環(huán)焊縫源在外雙壁單影透照

某公司引進(jìn)的IT-PX140型X射線管道爬行器則可以滿足φ159mm～φ219mm管道環(huán)焊縫源在內(nèi)中心透照方式，提高檢測(cè)效率和底片質(zhì)量。

下面介紹一下該管道爬行器和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況：

1 設(shè)備組成及技術(shù)參數(shù)

1.1 IT-PX140X射線管道爬行器組成

該設(shè)備主要由射線機(jī)、電池組、機(jī)械行走部分（內(nèi)部安裝定位傳感器、邏輯控制器等）、磁定位指令源四部分組成，其組成見圖3。

圖3 IT-PX140型管道爬行器示意圖

1.2 IT-PX140BI管道爬行器主要技術(shù)參數(shù)

適用管道：φ159～φ219mm

環(huán)境溫度: -25℃～70℃

爬坡速度：12m/min

爬坡距離：≥4km

爬坡能力：＜ 25°

爬行器的轉(zhuǎn)彎半徑：6D

透照厚度：0～20mm

定位誤差：±3mm

管電流：3mA

曝光時(shí)間：0～300 秒連續(xù)可調(diào)（步長1s）

管電壓：80～160kV

焦點(diǎn)尺寸：1.5×1.5mm

電源:1組磷酸鐵鋰電池組48V/15Ah（供射線機(jī)使用），24V/10Ah電池組一組（供爬行器使用）

2 設(shè)備工作原理

IT-PX140型X射線管道爬行器是在管道內(nèi)對(duì)焊縫進(jìn)行周向檢測(cè)的一種專用儀器，其原理是通過接收管外磁定位掃描信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，通過邏輯判斷，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行部件，使之前進(jìn)、后退、定位、曝光等一系列動(dòng)作，完成自動(dòng)拍片的功能。

該設(shè)備與常規(guī)管道爬行器相比在以下方面進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)：

1）常規(guī)管道爬行器僅在管道入口處對(duì)管電壓和曝光時(shí)間進(jìn)行一次設(shè)定，進(jìn)入管道內(nèi)則不能再進(jìn)行調(diào)節(jié)，其控制器僅用于定位、前進(jìn)、曝光、后退指令，常規(guī)管道爬行器控制器外形見圖4。而IT-PX140型管道爬行器通過對(duì)電路的重新設(shè)計(jì)，除具有原常規(guī)管道爬行控制器的功能外，還具備了可調(diào)節(jié)管內(nèi)爬行器的管電壓和曝光時(shí)間功能，這樣對(duì)于變壁厚焊口的檢測(cè)則可減少常規(guī)爬行器需退出后再重新設(shè)定的步驟，從而減少了往復(fù)退出的等待時(shí)間，提高了工作效率，ITPX140型管道爬行器控制器外形見圖5。

圖4 常規(guī)管道爬行器控制器

圖5 IT-PX140型管道爬行器控制器

2）常規(guī)管道爬行器采用前進(jìn)接觸定位，即在前進(jìn)中若接到控制器信號(hào)后即停止前進(jìn)，定位誤差在±5mm范圍內(nèi)。而IT-PX140型管道爬行器采用后退確定接觸定位，即在前進(jìn)中若接到控制信號(hào)后，會(huì)繼續(xù)前進(jìn)，此時(shí)測(cè)量控制信號(hào)寬度，當(dāng)控制信號(hào)消失時(shí)則停止后回退，然后找到控制信號(hào)中心位置。這種定位方法使定位更加準(zhǔn)確，定位誤差在±3mm范圍內(nèi)。

3 設(shè)備特點(diǎn)

1）工作效率高，一次成像?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)僅需一人即可完成，節(jié)約人工成本。

2）在管道爬行器剛送入口或設(shè)備在管道內(nèi)時(shí)，均可對(duì)管電壓和曝光時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。提高對(duì)變壁厚的管道焊口檢測(cè)功效明顯。

3）電池采用鋰電池，重量輕，攜帶方便，安全可靠。

4）無噪聲，可完成對(duì)管徑φ159mm～φ219mm的管道焊口檢測(cè)。

4 設(shè)備實(shí)際應(yīng)用

4.1 射線檢測(cè)工藝卡及比對(duì)

2013年4月～2013年10月間，該設(shè)備在任丘西部油田原油流向調(diào)整工程（AB段）西柳2至同二站管道檢測(cè)工程，管道規(guī)格：φ159mm×5mm；雁63-95-80井區(qū)新增產(chǎn)能地面建設(shè)工程：管道規(guī)格：φ219×6mm等檢測(cè)工程中開展了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用。

根據(jù)檢測(cè)委托編制了射線檢測(cè)工藝卡，見表1、表2：射線檢測(cè)工藝卡

從表1可以看出，IT-PX140型管道爬行器與X射線定向探傷機(jī)XXG2505相比發(fā)現(xiàn)：

1）管電壓從170kV調(diào)整到了110kV，降低了60 kV。

2）曝光時(shí)間從1.2min縮短到0.3min，曝光時(shí)間縮短75%。

3）每道焊口管道爬行器只需透照1次，而定向X射線探傷機(jī)一道口需透照4次。圖6和圖7分別為雙壁單影法和中心透照法所使用的膠片長度照片比對(duì)。

4）像質(zhì)指數(shù)從14#增加到15#，底片成像質(zhì)量高。圖8和圖9分別為雙壁單影法和中心透照法的底片影像比對(duì)。

5）采用定向X射線探傷機(jī)檢測(cè)1道口需2人曝光時(shí)間4.8min，而采用該爬行器僅需1個(gè)人曝光時(shí)間0.3min。

從表2可以看出，IT-PX140型管道爬行器與X射線定向探傷機(jī)XXG2505相比發(fā)現(xiàn)：

1）管電壓從180kV調(diào)整到了120kV，降低了60 kV。

2）曝光時(shí)間從1.8min縮短到0.3min，曝光時(shí)間縮短83%。

表1 射線檢測(cè)工藝卡

表2 射線檢測(cè)工藝卡

圖6 雙壁單影法透照法使用膠片長度

圖7 中心透照法使用膠片長度比對(duì)

圖8 φ159mm×5mm雙壁單影法透照法底片圖

圖9 φ159mm×5mm中心透照法底片圖

圖10 φ219mm×6mm雙壁單影法透照法底片圖

圖11 φ219mm×6mm中心透照法底片圖

3）每道焊口管道爬行器只需透照1次，而定向X射線探傷機(jī)一道口需透照4次。

4）像質(zhì)指數(shù)從13#增加到14#，底片成像質(zhì)量高。圖10和圖11分別為雙壁單影法和中心透照法的底片影像比對(duì)。

5）采用定向X射線探傷機(jī)檢測(cè)1道口需2人曝光時(shí)間8min，采用該爬行器則僅需1個(gè)人曝光時(shí)間0.3min。

通過四個(gè)多月的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，總計(jì)檢測(cè)5200道焊口。解決了φ159～φ219mm管線環(huán)焊縫采用定向X射線探傷機(jī)檢測(cè)效率低的現(xiàn)狀，改善了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，檢測(cè)效率很高，環(huán)境輻射污染低，應(yīng)用效果很好。

4.2 實(shí)際應(yīng)用主要問題及處理

在初期應(yīng)用該設(shè)備檢測(cè)過程中，有時(shí)會(huì)由于定位偏差導(dǎo)致設(shè)備輻射場(chǎng)偏離，出現(xiàn)所謂的“黑白片”情況。其主要是由于初期設(shè)備橡膠輪質(zhì)量較差、設(shè)備停車定位程序缺陷、管內(nèi)清潔不足等因素導(dǎo)致。

為了減少上述問題發(fā)生，筆者采取了以下改進(jìn)措施：

1）更換了摩擦阻力大的橡膠輪，提高橡膠輪供貨質(zhì)量，定期檢查磨損情況，及時(shí)更換。

2）改進(jìn)停車定位程序。即采取將磁定位接收器前移，使其在接收到控制器定位信號(hào)后先逐漸減速到停止，然后延時(shí)停車回退定位，避免受設(shè)備爬行速度影響導(dǎo)致測(cè)定控制信號(hào)寬度不準(zhǔn)的情況。

3）焊接作業(yè)前檢查清管質(zhì)量。

通過實(shí)施上述措施，提高了設(shè)備定位精度，減少了底片不合格數(shù)量的發(fā)生。

5 結(jié)束語

綜上所述，通過在任丘西部油田原油流向調(diào)整工程、雁63-95-80井區(qū)新增產(chǎn)能地面建設(shè)工程等檢測(cè)中應(yīng)用該設(shè)備證明：采用中心透照法檢測(cè)φ159～φ219mm管線環(huán)焊縫，檢測(cè)效率成倍提高，勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，底片成像質(zhì)量好，輻射強(qiáng)度降低，檢測(cè)成本下降。

［1］ SY/T4109-2005 石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測(cè).

［2］ 強(qiáng)天鵬.《射線檢測(cè)》第2版［M］.北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007.

［3］ IT-PX140 射線檢測(cè)設(shè)備操作說明書.

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

潘成剛（1976～），男，本科，副經(jīng)理，工程師，從事工程質(zhì)量檢測(cè)工作。

2014-12-09）