一種可調(diào)式管道中心透照裝置在厚壁管道對接接頭γ射線檢測中的應(yīng)用

徐承堯,李 鵬,楊亞星,張鳳全

(1.洛陽中油檢測工程有限公司,洛陽471023;2.中國石油天然氣第一建設(shè)公司,洛陽471023)

一種可調(diào)式管道中心透照裝置在厚壁管道對接接頭γ射線檢測中的應(yīng)用

徐承堯1,李 鵬1,楊亞星2,張鳳全1

(1.洛陽中油檢測工程有限公司,洛陽471023;2.中國石油天然氣第一建設(shè)公司,洛陽471023)

以某加氫裂化裝置的高壓、高溫、厚壁管道射線檢測為例,制作了一種可調(diào)式管道中心透照裝置,該裝置采用γ射線中心曝光法檢測對接焊縫,有效地提高了工作效率和底片質(zhì)量。

可調(diào)式管道;中心透照裝置;厚壁管道對接接頭;γ射線檢測

煉油、化工裝置及電廠的系統(tǒng)管道(泛指輸送工藝介質(zhì)的管道)多用于輸送高溫、高壓、易燃、易爆類介質(zhì),因此設(shè)計(jì)和施工規(guī)范往往要求對這類管道焊接接頭進(jìn)行100%射線檢測。按照常規(guī)射線檢測方法,對此類管道只能采取雙壁單影法進(jìn)行透照,一次透照只能形成一張有效底片,對于成千上萬條焊縫的檢測則需要較長的工期,而此工期與整體施工進(jìn)度沖突。筆者通過設(shè)計(jì)并制作了一種可調(diào)式管道中心透照裝置(以下簡稱“中心透照裝置”),將雙壁單影透照法轉(zhuǎn)變?yōu)閱伪趩斡爸行耐刚辗?有效地提高了工作效率和底片質(zhì)量。

1 中心透照裝置的結(jié)構(gòu)

該中心透照裝置的基本功能是將γ射線源始終固定在管道的中心,以實(shí)現(xiàn)其單壁單影中心透照的目的。實(shí)際工作時,一套裝置中有各種不同規(guī)格和壁厚的管道,該中心透照裝置可通過一套可調(diào)式傘型支架來實(shí)現(xiàn)不同管徑的γ射線源的中心定位,其基本模型是利用一根置于支架中心的空心絲杠。通過調(diào)整螺母在絲杠上的位置,使得支架端部與管內(nèi)壁緊密貼合;支架端部設(shè)置有滾輪,調(diào)整好的支架可通過滾輪滑入管道內(nèi),并通過人工調(diào)整的方式將支架定位于焊接接頭部位;在支架滑入管道之前,將γ射線源及其導(dǎo)源管穿入空心絲杠并定位。該中心曝光定位支架適用于DN150 mm～DN550 mm管道對接接頭的射線檢測(DN:管道公稱直徑)。中心曝光定位支架基本模型見圖1。

圖1 中心曝光定位支架基本模型

利用該中心透照裝置,可以在管道預(yù)制及安裝階段完成直管段帶一個彎頭的J型預(yù)制件,或兩個直管段帶一個彎頭的L型預(yù)制件的對接接頭的檢測。檢測方可根據(jù)現(xiàn)場情況和安裝方協(xié)商預(yù)制深度。

2 中心透照裝置的應(yīng)用

定位:將源管穿入中心透照裝置中心絲杠(見圖1),并將源頭定位;源頭定位后根據(jù)透照管徑調(diào)整可調(diào)支撐臂至合適尺寸,并保證源頭在管中心定位;曝光源頭中心定位后再確定透照焊縫的位置,中心曝光定位支架應(yīng)用示例如圖2所示。

圖2 中心曝光定位支架應(yīng)用示例

檢測:根據(jù)確定的曝光參數(shù)進(jìn)行透照,與常規(guī)透照方式一致,中心一次曝光完成焊縫透照。

采用中心透照時,檢測工藝須滿足標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47013.2—2015《承壓設(shè)備無損檢測第2部分:射線檢測》中第5.7.1節(jié)規(guī)定:所選用的射線源至工件表面的距離f應(yīng)滿足AB級射線檢測技術(shù):

式中:d為射線源的有效焦點(diǎn)尺寸;b為工件至膠片距離。

據(jù)上所述,當(dāng)采用Se75和Ir192射線源時,不同規(guī)格管子的最小值fmin可參照表1(規(guī)格選定參照某加氫裂化裝置高壓加氫厚壁管子的尺寸)。

表1 不同規(guī)格管子的最小值fmin

表1中,Se75射線源的焦點(diǎn)尺寸為2 mm, Ir192射線源的焦點(diǎn)尺寸為3 mm。表1中有部分?jǐn)?shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47013.2－2015中第5.7.2節(jié)規(guī)定:采用源在內(nèi)中心透照方式周向曝光時,只要得到的底片質(zhì)量符合第5.16.1節(jié)和第5.16.2節(jié)的要求,f可以減小,但減小值不應(yīng)超過規(guī)定值的50%。

3 應(yīng)用效果比較與分析

3.1 透照時間與效率

某加氫裂化裝置高壓加氫厚壁管道中使用量較大的φ323 mm×28 mm規(guī)格焊口射線檢測時,采用射線源為Ir192,射線源強(qiáng)度為40Ci,膠片為AGFA C4。使用該中心透照裝置透照時,曝光1次,透照時間1.88 min;采用常規(guī)雙壁單影透照時,曝光6次,累計(jì)透照時間168 min。由此看出,使用該中心透照裝置后,透照時間大大縮短,作業(yè)效率顯著提高。對于一套檢測量在上萬張底片的裝置而言,透照時間的減少對整個裝置施工工期的保證是極為有利的。

3.2 透照質(zhì)量

中心透照相對于雙壁單影透照,透照厚度均一,橫向裂紋檢出角為0°,底片黑度、靈敏度俱佳,散射線影響小,缺陷檢出率高。

實(shí)際使用該中心透照裝置時,機(jī)械定位迅速便捷,定位精度高。經(jīng)實(shí)際模擬測試,曝光源頭中心環(huán)向定位基本無偏差,軸向定位偏差小于2 mm,能夠滿足中心曝光條件。

經(jīng)評定,所有采用該中心透照裝置完成的底片,其黑度、像質(zhì)計(jì)靈敏度等技術(shù)指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47013.2－2015中第5.16節(jié)的要求。

3.3 成本節(jié)約情況

中心法一次透照與雙壁單影法多次透照相比,最大的優(yōu)點(diǎn)是減少了透照時間,縮短了檢測工期,提高了員工的工作效率和設(shè)備利用率,從而使檢測施工中的人力和設(shè)備成本降低。

3.4 安全與健康

中心透照法所需的曝光時間短,減小了作業(yè)人員的健康和相關(guān)方的安全影響,對工程建設(shè)施工的安全管理相對有利。

4 結(jié)語

該中心透照裝置的應(yīng)用有效地縮短了檢測施工工期,但在工程實(shí)踐中,該中心透照裝置的使用,需要與工程的預(yù)制、安裝工序銜接,才能更有效地提高檢測效率。為進(jìn)一步提高中心透照裝置的使用性能和透照質(zhì)量,還需在光電、自動化機(jī)械等方面改進(jìn),以實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的檢測目的。

Application of Adjustable Pipe Center Panoramic Radiographic Equipment in Gamma Ray Testing of Thick Walled Pipe Butt-weld Joint

XU Cheng-yao1,LI Peng1,YANG Ya-xing2,ZHANG Feng-quan1

(1.Luoyang China Petroleum Nondestructive Testing Engineering Co.,Ltd.,Luoyang 471023,China; 2.China Petroleum First Construction Corporation,Luoyang 471023,China)

In this paper,An adjustable pipe center panoramic radiographic equipment for high pressure,high temperature and thick walled pipe butt-weld joints has been developed in testing of hydro cracking unit.This equipment can effectively improve the construction efficiency and the quality of the film.

Adjustable pipe;Center panoramic radiographic equipment;Thick walled pipe butt-weld joint; Gamma ray testing

TG115.28

:A

:1000-6656(2017)01-0069-02

10.11973/wsjc201701017

2016-05-10

徐承堯(1964－),男,高級技師,主要從事壓力管道、壓力容器的無損檢測工作。

李 鵬(1974－),男,本科,工程師,主要從事企業(yè)無損檢測管理工作。E-mail:lipeng＠cnpndt.com。