超声检测在工业管道定期检验中的应用

超声检测在工业管道定期检验中的应用

陈胜

中石油西气东输管道公司武汉管理处湖北武汉430073

摘要：在轻工、矿山、化工、石油、制药等很多领域都需要应用工业管道。因其数量和种类最多，输送介质多样、工况复杂多变等因素，工业管道的定期检验工作往往遇到任务重、检验条件苛刻、检验项目繁多、耗时较长等难题。其中埋藏缺陷检测是工业定期检验工作中最大的难点，它具有耗时长、意义大、前期准备工作重等特点。如今，大多数检验单位将射线检测作为埋藏缺陷检测的第一选择，超声检测应用较少，如何选择合适的检测方法是解决埋藏缺陷检测的首要问题。

关键词：超声检测；工业管道定期检验；应用

引言

工业管道超声检测技术的落实，一方面能够确保工业管道材质问题被有效识别，由此降低管道体系施工出现事故的概率，为安全施工管理工作提供保障；另一方面凭借工业管道材料的特性优势，有效落实检测技术能够为后续材料市场提供更加完善的拓展平台，以此增强后续工程施工质量。

1超声检测特点

1.1检验成本低、速度快，检测仪器体积小、重量轻，现场使用方便

检验成本低、速度快，这两点正好可以解决受检单位的诉求，降低受检单位的承受能力。尤其是拥有工业管道数量众多，米数长的企业来说，检验费用会大幅降低，同时缩短了定期检验所用时间，相比于射线检测，现场使用方便是一个突出优势。例如：如果采用射线检测LNG工业管道，在检验前期，受检单位需要将管道停止运行，并将LNG液排空，氮气置换干净，检验中期，管道射线检测涉及装片、贴片、调整焦距、拍摄角度等各个工序。检验后期，还需将射线底片洗片，晾干才能评定，所以射线检测在工业管道定期检验中所需时间很长，程序也较复杂。

1.2适宜检验厚度较厚的工件

超声检测一般适用于壁厚6mm及以上的承压设备检验，壁厚6mm以下的管道由于管道曲率较高，须配备专用试块，操作难度大且缺陷识别困难等因素，导致超声检测方法可靠性低。超声波对钢有足够的穿透力，对厚度大的工件检测，表面回波与缺陷波容易区分。如果厚度不足，上下表面形状回波容易和缺陷回波混淆。这对于工业管道的小径管（公称直径≤100mm）基本不适应，往往不能保证检测的有效性，因此壁厚<6mm，公称直径≤100mm的管道不适用超声检测，推荐采用射线检测。

1.3面积型缺陷检测率较高

反射超声波缺陷面积越大，回波越高，越容易检出，焊缝中的坡面未熔合、裂纹、横向条形缺陷易检出；而体积型缺陷检测率则较低，未焊透、纵向条形缺陷易漏检。在定检规则中要求的焊缝超标缺陷检测项目中，超声检测不能全面的覆盖，导致部分超标缺陷无法检测出，影响检验质量，导致后期安全评定无法进行。因此遇到有缺陷的焊接接头，需要附加射线检测方法进行检测。

2工业管道的定期检验规则的理解与分析

TSGD7005-2018《压力管道定期检验规则—工业管道》明确指出，定期检验一般在管道停止运行期间进行。定检规则中明确了管道在运行状态下也可以开展定期检验工作，前提是不影响检验的有效性和安全性。仅对埋藏缺陷检测进行解释，“不影响检验的有效性和安全性”的理解：一、有效性。选择射线检测或者超声检测一定要保证检测质量的有效性，可以有效的检测出焊接接头的内部缺陷，及缺陷的定量数据。这就要根据管道的参数进行适宜选择。例如：LNG管道，在运行状态下，管道内部充满LNG液体，如果采用射线检测，液体介质将损耗一部分射线能量，将无法得到清晰合格的射线底片，也就无法有效的检测出焊缝缺陷，采用射线检测影响了检验的有效性；如果采用超声检测，在管道规格和壁厚都满足检测条件前提下，超声检测可以在管道内有液体介质的状态下实现检测的有效性，因此在工业管道内部有液体介质的情况下宜选取超声检测。二、安全性。部分工业管道的运行压力较高，输送毒性、火灾危险性等介质。针对这种运行状态下的工业管道，如果采用射线检测，会增加用电、电火花遇可燃气体易燃易爆、长时间现场检测等不安全因素；其中公称直径>100mm的工业管道射线检测，需要将沉重的射线机捆绑在管道上，管道在自身承受高压的情况下又受到外界的作用力，增加了不安全因素，如果是高空作业，不安全因素会更多。因此针对这种管道，采用射线检测将影响检验安全性；如果采用超声检测，检测仪器体积小、重量轻，现场使用方便，在管道规格和壁厚合适的满足条件情况下，超声检测大大提高了检验的安全性。由此可见，在管道运行状态下进行埋藏缺陷检测，需要针对管道的不同特点，选择正确的检测方法，是保证运行状态下检验的前提。

3焊缝超标缺陷评级

工业管道定期检验工作后，检验人员根据检验实际情况和检验结果，按照定检规则评定管道的安全状况等级，根据焊接超标缺陷评级中项目，表1分析超声检测和射线检测在管道安全评级中的应用范围。

表1超声检测和射线检测应用范围

由此可见，射线检测更适用于焊接缺陷评级，而定检规则中推荐了射线检测和超声检测两种方法，这需要结合实际工业管道定期检验中各种状况进行分析选择，或者将两种方法相配合，例如：对超声检测适用的管道，可以快速检测焊接内部质量，检测中有疑问的焊接缺陷，辅助射线检测，对缺陷进行定性、定量分析。

4超声检测在工业管道定期检验中的应用

2019年1月7日~8日，在某市气体有限公司氧气管道的定期检验工作过程中，管道参数为：工作压力为2.4MPa，管道规格为Φ273×6/Φ219×6，表面状况：涂漆，焊接方法为氩弧焊，材质为0Cr18Ni9，铺设方式：架空。因氧气管道是整个生产系统中的一个环节，无法停止运行，工作压力较高，如果采用射线检测，射线机需要捆绑在管道上，所需辅助人员多，检验过程中难免磕碰，检验过程中还会涉及到管道高压运行、用电、高空作业、管道承受外力等不安全因素，为保证检验的有效性和安全性，制定了超声检测先行检测，遇到有疑问的焊接接头采用降低运行压力，然后射线检测的检验方案。在实际检验过程中，按照抽查焊接接头10%的比例，对8个焊接接头进行了超声检测，对同一焊缝采用两名具备资质的检测人员独立操作的方法，减小漏检的机率，8个焊接接头超声检测结果全部为一级合格，无相关缺陷显示。在受检单位人员的积极配合下，此次埋藏缺陷检测所需时间大约为6h，相比于射线检测，大大的缩短了检验时间，提高了检验的安全性，同时采用双人独立操作的方法提高了检测的有效性。

结语

综合以上分析，按照TSGD7005-2018《压力管道定期检验规则—工业管道》，埋藏缺陷检测在以下情况下更适宜超声检测方法：①管道公称直径大于100mm，壁厚大于等于6mm；②管道高压运行状态下，且输送有毒，易燃易爆介质；③高空作业；④工业管道数量多，任务重；⑤现场用电不宜；⑥管道内有残留液体介质。例如：LNG、稀硝酸、导热油等。在埋藏缺陷检测过程，如何充分发挥超声检测的优势，提升检验质量，是每一个压力管道检验人员需要关注的问题。

参考文献：

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