石油天然氣管道環(huán)焊縫的超聲檢測研究

摘 要：當(dāng)前，我國在天然氣資源開發(fā)工作已經(jīng)慢慢走向完善化程度，人們?nèi)粘Ｉ顚μ烊粴獾倪\(yùn)用非常廣泛，進(jìn)而人們也慢慢開始重視石油天然氣管道的質(zhì)量問題。超聲檢測技術(shù)是對天然氣管道實(shí)施無損檢測工作的一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)手段，當(dāng)前在世界各國都有著比較普遍的運(yùn)用，本文就針對石油天然氣管道環(huán)焊縫的超聲檢測技術(shù)進(jìn)行分析，希望對我國石化企業(yè)的發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：天然氣管道；超聲檢測；環(huán)焊縫

中圖分類號(hào)：TG441.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0285-01

相比常規(guī)性的射線管道檢測技術(shù)來講，超聲檢測技術(shù)在對天然氣管道焊縫的檢測工作，具有檢測速度更快、調(diào)整更方便快捷以及分層和定位更加科學(xué)以及檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確等方面優(yōu)勢，在對天然氣管道焊縫測量完成之后，所得到的數(shù)據(jù)可以通過光盤來進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，檢測的結(jié)構(gòu)可以通過計(jì)算機(jī)輔助的方式來進(jìn)行評定，同時(shí)還具有無放射性危險(xiǎn)等多個(gè)方面的優(yōu)勢性，在管道和儲(chǔ)存罐的建設(shè)施工過程中，對鋼管的制造、船舶與核電站等多個(gè)不同領(lǐng)域都具有非常廣泛的應(yīng)用前景。全自動(dòng)超聲檢測設(shè)備，是一個(gè)集硬件開發(fā)、軟件編程以及無損檢測工藝設(shè)計(jì)為一體的高科技檢測產(chǎn)品，為了開發(fā)出自己國家的超聲檢測設(shè)備，當(dāng)期我國已經(jīng)獨(dú)立研發(fā)出了全自動(dòng)化的相控陣超聲檢測設(shè)備，并且已經(jīng)通過了實(shí)用測試。

1 相控陣超聲檢測系統(tǒng)開發(fā)

通過手機(jī)與研究了當(dāng)前世界上各個(gè)國家，已經(jīng)存在的相控陣超聲檢測系統(tǒng)技術(shù)資料，對國外各個(gè)國家的相控陣超聲檢測設(shè)備進(jìn)行了對比分析，依照當(dāng)前我國現(xiàn)有的技術(shù)研究力量，在一年的時(shí)間范圍內(nèi)，獨(dú)立研發(fā)出了我國第一臺(tái)相控陣超聲檢測設(shè)備，主要分為了四個(gè)基本模塊，即：超聲檢測模塊、硬件設(shè)備模塊、軟件控制模塊和機(jī)械裝置模塊。

1.1 系統(tǒng)研發(fā)

相控陣超聲檢測工藝的研究，是無損檢測工作領(lǐng)域當(dāng)中的一個(gè)重點(diǎn)工作內(nèi)容，通過運(yùn)用大量常規(guī)性的超聲探頭來實(shí)施檢測試驗(yàn)?zāi)M，在模擬過程當(dāng)中通過運(yùn)用打倆你給的常規(guī)性超聲探頭來實(shí)施模擬試驗(yàn)，有效的結(jié)合了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，對相控陣超聲檢測技術(shù)進(jìn)行了有效的探索和分析。在系統(tǒng)硬件設(shè)備的運(yùn)用方面，主要是通過主控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和電機(jī)控制等模塊所構(gòu)成，配備對應(yīng)的供電系統(tǒng)，來驅(qū)動(dòng)電機(jī)沿著事先設(shè)定好的管道檢測路線來進(jìn)行工作，其中主控系統(tǒng)的性能指標(biāo)分為發(fā)射板兩塊，每一塊有64路發(fā)射單元，接收板有兩塊，每一塊中有64路接收單元，該硬件系統(tǒng)是通過我國幾家合作單位來聯(lián)合研究而成的，國產(chǎn)化的概率達(dá)到了將近90%以上[1]。

1.2 軟件控制

在系統(tǒng)控制軟件當(dāng)中，主要包含的是對硬件的控制工作和數(shù)據(jù)處理兩個(gè)方面，其中硬件控制軟件來對電路當(dāng)中的系統(tǒng)實(shí)施控制，依照事先選用好和設(shè)計(jì)好的檢測方案來加以實(shí)施，依照相關(guān)的協(xié)議內(nèi)容，將控制文字輸送到相對應(yīng)的地址當(dāng)中，通過對CPLD芯片的運(yùn)用，和對計(jì)算機(jī)軟件處理工作，對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中的軟件進(jìn)行列隊(duì)操作，發(fā)射出超聲脈沖之后，再通過高速多通道的方式，來對DSP數(shù)據(jù)當(dāng)中的系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，同時(shí)在此過程當(dāng)中還需要進(jìn)行信號(hào)的收集工作，通過高速數(shù)據(jù)傳輸之后，發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)當(dāng)中來進(jìn)行有效的處理，還需要通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖的形式來加以顯示，通過這種方式來標(biāo)記其中存在的問題和缺陷[2]。

2 天然氣管道環(huán)焊縫超聲檢測工作研究

2.1 超聲檢測技術(shù)介紹

天然氣管道在鋪設(shè)的工作當(dāng)中，需要經(jīng)歷各種地形以及不同的人文環(huán)境等，其中有一些管道在通過建設(shè)施工完成之后，基本上就成為了永久性的建設(shè)，很難進(jìn)行后期的維修工作，要是必須要進(jìn)行維修的時(shí)候，則需要投入大量的人力和財(cái)力，對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展形成了不良影響。在最近幾年的發(fā)展過程當(dāng)中，比較大型的天然氣管道基本上都采用的是雙百檢測的方式，也就是所謂的100%RT+100%UT，即使是單方面強(qiáng)調(diào)了100%RT+100%UT工程，但是也是不可避免的需要穿越到人口比較密集的區(qū)域，連頭部分的焊接口提升了將近100%UT，其中還有一些施工單位，直接采用了100%RT+10～20%UT的復(fù)檢方式，通過這種現(xiàn)象可以看出當(dāng)前人們對超聲檢測管道技術(shù)的重視程度。

2.2 環(huán)焊縫的超聲檢測

對一些長距離的天然氣管道的施工來講，在每一個(gè)階段管道焊接基本上都采用的是焊、平、立、仰等幾個(gè)關(guān)鍵性部位，這幾個(gè)部位上基本上都有一道焊接口，外加上地形和地貌的選擇上，使得管道焊接工作的難度不斷上升，同時(shí)在坡度比較大的施工地段當(dāng)中，焊接的難度也是比較大的。因此，在這些部位的焊接縫上經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生問題。通過對超聲檢測技術(shù)的運(yùn)用，可以很好的對該管道位置的焊接縫進(jìn)行檢測，通過超聲檢測設(shè)備，向其中放射超聲波之后，可以得到具體的超聲圖，對超聲圖的波形進(jìn)行分析是非常重要的工作，尤其是對準(zhǔn)確指出焊點(diǎn)的位置，因?yàn)楣艿赖暮穸缺容^薄，同時(shí)管徑又不是非常大，通常情況下，在針對規(guī)格在？準(zhǔn)159～323范圍中，管道壁厚度在5～11mm植被的管道環(huán)焊縫，需要使用頻率為5MHz的超聲頻率，在陽線距離小于10mm的情況下，晶片的尺寸大約為6×6或9×9的探頭，選用的是單面雙側(cè)、一次波和二次檢測的方式，通過這種方式可以保證探頭在發(fā)射第一波超聲波的時(shí)候，可以充分保證其存在外在的探傷，針對管道根部存在的問題，相關(guān)的施工人員必須要對其進(jìn)行重點(diǎn)的關(guān)注，主要是通過V型的波口狀態(tài)，單反面雙面成型的方式，并且其中很多的危害都發(fā)生的管道的根部上，在進(jìn)行超聲檢測的過程中，需要對這部分的位置進(jìn)行重點(diǎn)檢測[3]。

3 結(jié)束語

通過本文對石油天然氣管道環(huán)焊縫的超聲檢測分析和研究，從中我們可以總結(jié)出，在石油天然氣管道的施工過程當(dāng)中，需要盡可能的保證管道接縫處的施工質(zhì)量，避免在日后產(chǎn)生問題的時(shí)候，修復(fù)難度給政府單位和施工單位帶來較大的困難，同時(shí)對超聲檢測技術(shù)的有效運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確的管道問題檢測，節(jié)省了大量的人力和財(cái)力。

參考文獻(xiàn)

[1]張振永，周亞薇，張金源.采用失效評估圖確定新建油氣管道環(huán)焊縫斷裂韌性的方法[J].焊接技術(shù)，2017，46（07）：72～76.

[2]吳 宏，周劍琴.國內(nèi)大口徑、高鋼級管道焊接及焊縫檢測技術(shù)現(xiàn)狀[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2017，36（01）：21～27.

[3]隋永莉，曹曉軍，胡小坡.油氣管道環(huán)焊縫焊接施工應(yīng)關(guān)注的問題及建議[J].焊管，2014，37（05）：62～65+72.

收稿日期：2018-8-2