基于無損檢測的輸油管道環(huán)焊縫缺陷安全評估

趙志剛

（身份證號：120224198402266211 江蘇南京 210000）

引言

環(huán)焊縫缺陷是輸油管道建設(shè)中比較常見的一種缺陷類型。也是無損檢測技術(shù)需要及時跟進應(yīng)用的主要原因。從無損檢測的實施角度分析，可知其中需要進行的大量的計算和評估工作，只有準(zhǔn)確評估了檢測結(jié)果額安全性，才能保證環(huán)焊的焊縫缺陷得到合理的控制。

1 環(huán)焊縫缺陷的危害

輸油管道的環(huán)節(jié)一旦出現(xiàn)缺陷，則所造成的危害是非常巨大的。一方面，環(huán)焊縫如果出現(xiàn)密實性不足的問題，則可能直接造成石油資源的泄漏。作為一種化工類的應(yīng)用資源，如出現(xiàn)泄漏問題，不僅會影響到輸油管道的正常運行，對于管道的外部環(huán)境也會造成污染的問題，如果這類問題不通過及時的檢測發(fā)現(xiàn)而長期存在，則會為輸油管道的運行埋下嚴(yán)重的安全隱患[1]。通過上述的分析可知，環(huán)焊縫的缺陷問題，不僅應(yīng)當(dāng)受到輸油管道建設(shè)施工人員的充分重視，更應(yīng)當(dāng)運用科學(xué)的無損檢測技術(shù)在其大規(guī)模投入應(yīng)用前實施專業(yè)的檢測工作，以保證輸油管道運行中的安全性。

2 輸油管道無損檢測相關(guān)規(guī)范要求

關(guān)于油氣管道的無損檢測工作，有其專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和要求。并且也有一系列專業(yè)的檢測方法。例如，射線檢測、超聲檢測和全自動超聲波檢測等。相關(guān)的專業(yè)文件包括了編號為GB/T5097的無損檢測和觀察文件。在實施無損檢測的過程中，需要根據(jù)不同的檢測對象，選取適當(dāng)?shù)臒o損檢測方法，并結(jié)合實際的輸油管道尺寸數(shù)據(jù)，對焊接接縫的尺寸進行測量計算，從而對管道整體的安全系數(shù)進行評估。

3 輸油管道不同建設(shè)環(huán)節(jié)的安全評估

3.1 開挖階段的檢驗結(jié)果安全評估

在環(huán)焊縫缺陷的檢測中，本文主要漏磁內(nèi)檢測為主要的檢測方法進行分析，為了更精確地觀察內(nèi)測工作開展中的數(shù)據(jù)識別精度，需要大范圍的進行開挖與無損檢測工作，通過獲取不同區(qū)域的不同數(shù)據(jù)，綜合評估環(huán)焊縫缺陷的具體情況和嚴(yán)重程度。在具體的檢測方法方面，可以選擇直接簡便的目視檢測法，也可以應(yīng)用專業(yè)的檢測技術(shù)和方法進行檢測，比較常見的有手動超聲波法和超聲波衍射時差法。其中衍射時差法在功能上不僅可以對缺陷產(chǎn)生的尺寸進行測量，也可以確定缺陷與表面的距離，即缺陷區(qū)域的深入程度[2]。而手動超聲波法，則常用于對于缺陷產(chǎn)生區(qū)域的具體情況進行復(fù)查。在這一階段的檢測工作中，檢測工作的主要類型包括了對缺陷方位的檢測、對缺陷類型的檢測以及對缺陷深度的檢測。如果對具體的缺陷類型進行細分，則缺陷類型又可被分為未焊接透、焊接根部融合不佳，出現(xiàn)內(nèi)咬邊現(xiàn)象以及斷續(xù)夾渣現(xiàn)象。從檢測結(jié)果的角度觀察，可見漏磁內(nèi)檢測容易受到環(huán)焊縫形貌規(guī)則程度的影響。

3.2 關(guān)于疲勞強度的安全評估

疲勞強度也是產(chǎn)生接縫問題的主要原因，但從疲勞強度評估自身的角度分析，影響其強度程度的主要因素包括以下幾個方面：①初始階段的缺陷區(qū)域范圍；②裂紋擴展的效率；③管道壓力的強度。在評估過程中，初始尺寸的確定可參考采用開挖階段經(jīng)過檢驗得到的尺寸，裂紋產(chǎn)生的速率則應(yīng)當(dāng)通過試驗測量，或者按照標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)或相關(guān)文獻的參考值來確定。而管道壓力的數(shù)據(jù)則可通過評價期間的歷史數(shù)據(jù)以及壓力記錄數(shù)據(jù)。在以SCADA系統(tǒng)為前提的基礎(chǔ)上，確定管道在出站和進站兩個階段的壓力情況[3]。表1為某輸油管道建設(shè)項目中，不同編號的管道間，經(jīng)過無損檢測后不同的缺陷類型的疲勞評估結(jié)果樣表。

表1 環(huán)焊縫缺陷對比信息樣表

通常情況下，為了取得更加精確的疲勞強度評估結(jié)果，需要進一步按照Paris公式對曲線的最終尺寸進行確認，并注意臨界尺寸與材料斷裂韌性的對比分析。如擴展后的疲勞強度仍然能夠維持在臨界值的范圍內(nèi)，則可認定輸油管道的無損檢測結(jié)果中，實際的缺陷程度與疲勞評價要求相符。

4 關(guān)于環(huán)焊縫缺陷檢測數(shù)據(jù)和無損檢測結(jié)果的總結(jié)分析

通過研究發(fā)現(xiàn)，在漏磁內(nèi)檢測的背景方法下，檢測結(jié)果容易紅素到環(huán)焊縫形貌規(guī)則程度的影響。且檢測后的缺陷差異，有近七成表現(xiàn)在缺陷深度和長度的差異上。而從差異程度的角度分析，關(guān)于深度的差異和關(guān)于長度的差異都達到了比較大的偏差程度。經(jīng)過無損檢測后，所有的環(huán)焊縫缺陷類型均能夠滿足安全評估的要求?？刹贿M行進一步的修復(fù)工作[4]。由此可見，無損檢測后所得到的輸油管道環(huán)焊縫缺陷數(shù)據(jù)安全評價結(jié)果，可為缺陷開挖工作提供依據(jù)。但從實際出發(fā)，所產(chǎn)生的缺陷是否需要經(jīng)過修復(fù)，還需要考慮無損檢測采取的方式方法方面的影響。

5 結(jié)束語

總之，對于輸油管道來講，其安全運行與其管道本身的質(zhì)量和密閉性有直接的關(guān)系，無損檢測是針對于輸油管道的一種專業(yè)的損傷檢測方法，在實際應(yīng)用中需要根據(jù)具體的管道焊接縫類型選擇適當(dāng)?shù)臋z測方法，并注意觀察所得的安全評估數(shù)據(jù)，通過與標(biāo)準(zhǔn)臨界值數(shù)據(jù)進行對比后，方可確認是否需要進行二次修復(fù)。