石油管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展研究

劉鋒

摘要：在石油作業(yè)和輸送的過(guò)程中，石油管道是一種重要的運(yùn)輸工具，但是管道質(zhì)量較為復(fù)雜，在實(shí)施運(yùn)用的過(guò)程中也存在著很大的質(zhì)量安全問(wèn)題，如果對(duì)其中存在的問(wèn)題不能及時(shí)解決，就會(huì)造成各種危險(xiǎn)，所以只有運(yùn)用良好有效的檢測(cè)技術(shù)，并且通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的使用，才能更好的確保石油管道質(zhì)量。造成石油管道皮損的原因是多種多樣的，在實(shí)際工作中應(yīng)該堅(jiān)持一定的原則，可以根據(jù)具體情況，選擇運(yùn)用直管段管道對(duì)接環(huán)焊縫、熱煨彎頭與直管段對(duì)接環(huán)焊縫、冷彎管段對(duì)接環(huán)焊縫、穿越及死口段對(duì)接環(huán)焊縫無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，都可以獲得很好的檢測(cè)效果。

關(guān)鍵詞：石油管道；易損形式；無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，石油已經(jīng)越發(fā)的成為我國(guó)的重要生產(chǎn)生活資源，小到百姓的日常生活，大到企業(yè)的生產(chǎn)乃至國(guó)防建設(shè)，都離不開(kāi)石油及天然氣這些重要資源的供給。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，通常都是運(yùn)用鋼質(zhì)管道來(lái)輸送石油天然氣，這樣一來(lái)，如何保證鋼質(zhì)輸送管道安全有效的運(yùn)行，已經(jīng)成為石油天然氣管道無(wú)損檢測(cè)的一個(gè)重要課題。近年來(lái)，新聞媒體曝光了多起由于石油管道爆裂而引發(fā)的泄漏及爆炸安全事故，只有不斷提高石油管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，才能有效防范類(lèi)似風(fēng)險(xiǎn)，確保管道能夠安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)能源的高質(zhì)量運(yùn)輸。

1壓力管道的易損形式

1.1韌性破損

韌性破損指的是管道受到一定壓力作用，在管道壁上形成應(yīng)力效果，管道材質(zhì)已經(jīng)達(dá)到最大強(qiáng)度，引發(fā)管道斷裂。通常來(lái)說(shuō)，應(yīng)用管道制作的材料韌性都較好，導(dǎo)致斷裂問(wèn)題的原因主要是超壓所致。這種管道損壞的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在管道直徑增加，或者局部管道出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象，也可能是管道發(fā)生管壁減。這類(lèi)管道形狀發(fā)生改變的特點(diǎn)，基本上都是管道韌性損壞的表現(xiàn)。

1.2脆性破損

管道脆性損壞通常發(fā)生的都比較突然，并且擴(kuò)展具有瞬時(shí)性，原因主要是管道的應(yīng)力不足。而導(dǎo)致管道應(yīng)力不足的原因多種多樣，包括管道用材自身的脆性、自身原本的缺陷、管道安裝過(guò)程中存在的缺陷（焊接或熱處理工藝不到位）、管道在運(yùn)輸過(guò)程中存在的缺陷（受運(yùn)輸載體加速等影響），或者參與應(yīng)力及結(jié)構(gòu)應(yīng)力處于集中狀態(tài)，限制了管道應(yīng)力的支撐，造成管道破損。

1.3腐蝕破損

管道腐蝕損壞是由于管道內(nèi)部傳輸物料以及管道外部環(huán)境介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也考慮機(jī)械等相關(guān)因素共同作用所導(dǎo)致。腐蝕破損是石油管道常見(jiàn)的一種損壞問(wèn)題，即使使用的管道材料具有抗腐蝕性，但是仍不可避免的在安裝過(guò)程中存在焊接點(diǎn)、焊接口等現(xiàn)象。同時(shí)，也無(wú)法保證使用的全部材料都達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，這也為管道腐蝕埋下了隱患，在管道投入一段時(shí)間使用后，就極容易被腐蝕損壞。

1.4疲勞性損壞

石油管道大都為金屬材料，其使用的時(shí)間較長(zhǎng)，長(zhǎng)期工作于應(yīng)力荷載環(huán)境當(dāng)中，由于管道可能存在原始裂紋等缺陷，而恰好這種缺陷存在于管道連接的焊縫處，那么在長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)力荷載影響下，就會(huì)存疲勞運(yùn)作的問(wèn)題，進(jìn)而在管道承受能力到達(dá)一定限度時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)疲勞性破損。

1.5蠕變損壞

在達(dá)到一定溫度條件時(shí)，管道在荷載作用的影響下，通常會(huì)導(dǎo)致壓力管道發(fā)生伸長(zhǎng)、變形的傾向，這種現(xiàn)象便是蠕變損壞。尤其是有明顯組織變化及塑性變形等情況下更易發(fā)生蠕變破壞。由于管道材料影響蠕變的破壞形式，因此在管道設(shè)計(jì)、制作和使用的過(guò)程中就要加以控制。比如，在最初設(shè)計(jì)時(shí)就需根據(jù)溫度情況合理選擇抗蠕變損壞的材料；在管道制作時(shí)應(yīng)避免冷加工及焊接工作影響材料的抗蠕變性；在管道使用的過(guò)程中應(yīng)謹(jǐn)防超溫現(xiàn)象。

2石油管道的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

2.1直管段管道對(duì)接環(huán)焊縫無(wú)損檢測(cè)

1）直管段管道對(duì)接環(huán)焊縫采用100%射線(xiàn)探傷。2）對(duì)于坡度小于35°直管段部分，優(yōu)先采用X射線(xiàn)管道爬行器進(jìn)行單壁單影中心內(nèi)透法檢測(cè)。3）對(duì)于坡度大于或等于35°直管段部分，因X射線(xiàn)管道爬行器最大爬坡度限制，不能完成檢測(cè)作業(yè)，擬采用定向X射線(xiàn)探傷機(jī)進(jìn)行雙壁單影外透法檢測(cè)。4）所有檢測(cè)過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行射線(xiàn)檢測(cè)工藝規(guī)程相關(guān)要求及客戶(hù)需求[3]。

2.2熱煨彎頭與直管段對(duì)接環(huán)焊縫無(wú)損檢測(cè)

1）熱煨彎頭與直管段對(duì)接環(huán)焊縫采用100%射線(xiàn)探傷。2）熱煨彎頭曲率半徑一般小于X射線(xiàn)管道爬行器轉(zhuǎn)彎半徑（7D），擬使用定向X射線(xiàn)探傷機(jī)進(jìn)行雙壁單影外透法檢測(cè)。3）所有檢測(cè)過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行射線(xiàn)檢測(cè)工藝規(guī)程相關(guān)要求及相關(guān)部門(mén)要求。

2.3冷彎管段對(duì)接環(huán)焊縫無(wú)損檢測(cè)

1）冷彎管段對(duì)接環(huán)焊縫采用100%射線(xiàn)探傷。2）冷彎管段曲率半徑一般大于X射線(xiàn)管道爬行器轉(zhuǎn)彎半徑（7D），優(yōu)先采用X射線(xiàn)管道爬行器進(jìn)行單壁單影中心內(nèi)透法檢測(cè)。3）由于敷設(shè)坡度限制不能使用X射線(xiàn)管道爬行器的部分，擬使用定向X射線(xiàn)探傷機(jī)進(jìn)行雙壁單影外透法檢測(cè)。4）所有檢測(cè)過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行射線(xiàn)檢測(cè)工藝規(guī)程相關(guān)要求及客戶(hù)需求。

2.4穿越及死口段對(duì)接環(huán)焊縫無(wú)損檢測(cè)

1）穿越及死口段對(duì)接環(huán)焊縫采用100%射線(xiàn)探傷和100%超聲波探傷。2）射線(xiàn)檢測(cè)。滿(mǎn)足管道爬行器使用條件且時(shí)間許可，可采用管道爬行器進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)死口距離未焊接管口較遠(yuǎn)或急需檢測(cè)結(jié)果時(shí)，采用定向X射線(xiàn)探傷機(jī)進(jìn)行雙壁單影透照。3）超聲波檢測(cè)。使用A型顯示脈沖反射式超聲波探傷儀進(jìn)行檢測(cè)。采用頻率為4-5MHz，前沿距離不大于12MM，晶片尺寸不大于96的方晶片斜探頭。檢測(cè)外徑159mm管線(xiàn)環(huán)縫時(shí)，宜采用5MHz的方晶片小管徑專(zhuān)用探頭。探頭鏡片邊長(zhǎng)不應(yīng)大于8mm，前沿不應(yīng)大于10mm，且探頭的接觸面應(yīng)與管壁對(duì)中，吻合良好。耦合劑應(yīng)選用機(jī)油、甘油及漿糊等耦合透聲性能良好的耦合劑。試塊：SGB試塊、SRB試塊。其中SGB用于測(cè)定超聲波儀器、探頭、和系統(tǒng)的性能以及對(duì)儀器做調(diào)整和校驗(yàn)。SRB試塊用于比較焊縫根部未焊透深度。焊縫表面應(yīng)經(jīng)過(guò)外觀檢驗(yàn)合格，當(dāng)焊縫表面及探傷面的不規(guī)整影響到檢驗(yàn)結(jié)果評(píng)定時(shí)，應(yīng)做適當(dāng)修磨，并作圓滑過(guò)度。4）所有檢測(cè)過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行超聲檢測(cè)工藝規(guī)程相關(guān)要求及客戶(hù)需求。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，石油開(kāi)采作業(yè)的環(huán)境較為惡劣，一旦發(fā)生安全事故后果不堪設(shè)想。因此，除了要運(yùn)用可靠有效的石油管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，確保管道質(zhì)量以外，還應(yīng)做好日常的維護(hù)與監(jiān)測(cè)工作，有效預(yù)防事故發(fā)生。隨著科技的發(fā)展，檢測(cè)技術(shù)也在不斷革新，在以后的研究中還應(yīng)注重管道檢測(cè)的精準(zhǔn)度和可靠度。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯佳秀，朱禹，沈佳.石油管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展探析[J].工程技術(shù)：全文版，2017（03）：220.

[2]馮挺，姚歡，邵濤，等.石油管道內(nèi)缺陷無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J].石化技術(shù)，2016，23（10）：208.

[3]曹建樹(shù)，李楊，林立，等.天然氣管道在線(xiàn)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016，35（22）：20-25.

（作者單位：中國(guó)石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司南堡油田作業(yè)區(qū)基建和生產(chǎn)維護(hù)管理中心）