長(zhǎng)輸油氣管道對(duì)接焊縫射線檢測(cè)缺陷判析

郭長(zhǎng)波 史海寧 吳恒威 崔亞強(qiáng)

摘要：本文著重論述了執(zhí)行SY/T4109-2013《石油天然氣鋼質(zhì)管道無(wú)損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)長(zhǎng)輸油氣管道對(duì)接焊縫進(jìn)行射線檢測(cè)在底片評(píng)定方面的實(shí)際應(yīng)用，介紹了作者長(zhǎng)期從事長(zhǎng)輸油氣管道焊縫射線檢測(cè)的一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)見(jiàn)解，通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用，文中針對(duì)長(zhǎng)輸油氣管道對(duì)接焊縫常見(jiàn)缺陷的產(chǎn)生原因、多發(fā)部位、影像的判斷分析和評(píng)判的注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)；射線檢測(cè)；檢測(cè)技術(shù)；缺欠評(píng)定；應(yīng)用

隨著近幾年工業(yè)的高速發(fā)展和能源需求的迅速增長(zhǎng)，石油天然氣長(zhǎng)輸管道的建設(shè)速度很快，并向著大口徑、大壁厚、高鋼級(jí)和高壓力方向發(fā)展，管線的焊接質(zhì)量要求更加嚴(yán)格，同時(shí)也對(duì)長(zhǎng)輸管道的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)提出了更高的要求。石油天然氣長(zhǎng)輸鋼制管道的運(yùn)行環(huán)境和野外施工條件以及管壁較薄的特點(diǎn)決定了長(zhǎng)輸管道的無(wú)損檢測(cè)與常用承壓設(shè)備存在不同之處。

油氣長(zhǎng)輸管道射線檢測(cè)執(zhí)行的SY/T4109-2013《石油天然氣鋼質(zhì)管道無(wú)損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)在底片評(píng)定及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)上與NB/T47013-2015標(biāo)準(zhǔn)存在較大的差別，現(xiàn)就長(zhǎng)輸管道射線檢測(cè)的常見(jiàn)缺陷，簡(jiǎn)單介紹缺陷的評(píng)定和影像分析。

1.氣孔的評(píng)定

氣孔是管道焊縫中最常見(jiàn)的缺陷。出現(xiàn)在焊縫的各個(gè)部位，層間和蓋面層較多。呈單個(gè)、鏈狀、密集氣孔出現(xiàn)，主要原因是焊條烘干不徹底或表面污物清理不凈，電弧長(zhǎng)短、操作技巧和施焊現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力的

?影響也很大，特別是采用半自動(dòng)焊時(shí)，如焊接參數(shù)調(diào)節(jié)不好出現(xiàn)氣孔的幾率較大。

2.夾渣的評(píng)定

夾渣出現(xiàn)在焊縫的各個(gè)部位，在底片上有點(diǎn)狀和條狀，點(diǎn)狀?yuàn)A渣的外形無(wú)規(guī)則，輪廓清晰，有棱角，黑度淡而均勻，主要是藥皮成渣后殘留在焊道和母材或焊道和焊道之間。條狀?yuàn)A渣在底片上呈現(xiàn)出不規(guī)則的、兩端棱角、大多沿焊縫方向延伸的條狀的寬窄不一的黑色影像，影像的輪廓較清晰，黑度不均。主要原因是焊接電流過(guò)小，運(yùn)條速度過(guò)快、清渣不凈致使熔渣或夾雜物來(lái)不及浮出形成的。

SY/T4109-2015標(biāo)準(zhǔn)中條渣的評(píng)定按缺欠的寬度、單個(gè)長(zhǎng)度和總長(zhǎng)度三個(gè)方面來(lái)評(píng)定：

（1）對(duì)單個(gè)條渣的寬度進(jìn)行嚴(yán)格控制，寬度不得大于2mm，一旦超寬缺欠則直接評(píng)為IV級(jí)。

（2）對(duì)細(xì)長(zhǎng)夾渣的單個(gè)長(zhǎng)度適當(dāng)放寬，II級(jí)單個(gè)夾渣最小可為10mm。

（3）對(duì)條渣總長(zhǎng)的控制，規(guī)定在任何300mm焊縫長(zhǎng)度中條渣的累計(jì)長(zhǎng)度II級(jí)不得大于25mm。

應(yīng)注意的是，對(duì)不足300mm的焊縫，評(píng)定時(shí)不進(jìn)行比例折算。這主要是因?yàn)橛蜌夤艿赖纳渚€檢測(cè)與壓力容器不同，它的局部射線檢測(cè)是以焊口的百分?jǐn)?shù)來(lái)抽檢的。

3.未焊透的評(píng)定

管道焊接一般采用單面焊雙面成形的下向焊工藝焊接，未焊透是管道檢測(cè)的常見(jiàn)缺陷，特別是因?yàn)楣芸谧冃位驅(qū)诓划?dāng)造成錯(cuò)邊產(chǎn)生的未焊透更為常見(jiàn)。針對(duì)管道施工的實(shí)際情況，SY/T4109標(biāo)準(zhǔn)將未焊透分為根部未焊透和錯(cuò)邊未焊透。根部未焊透是指在無(wú)錯(cuò)邊的情況下，母材金屬之間沒(méi)有熔化，焊縫金屬?zèng)]有進(jìn)入焊接接頭的根部造成的缺欠。錯(cuò)邊未焊透是指由錯(cuò)邊引起的焊縫根部單邊未焊透。錯(cuò)邊未焊透一般不形成尖角，對(duì)焊縫質(zhì)量的影響很小，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)此類(lèi)缺陷的評(píng)定較為寬松。

根部未焊透多出現(xiàn)在焊縫的中心，底片上細(xì)直線或粗直線狀，有斷續(xù)和連續(xù)之分，常伴隨根部?jī)?nèi)凹、錯(cuò)口影像出現(xiàn)。粗短狀未焊透一般出現(xiàn)在根焊斷弧接頭處，在出現(xiàn)未焊透的部位沒(méi)有溶合線影像。產(chǎn)生原因主要是焊接電流過(guò)小、運(yùn)條速度過(guò)快或坡口角度過(guò)小、根部間隙過(guò)小、鈍邊尺寸過(guò)大。

錯(cuò)邊未焊透多出現(xiàn)在焊縫根部鈍邊處，在底片上的主要特征是在焊根的一側(cè)出現(xiàn)直線性較強(qiáng)的黑線，以黑線為界焊縫兩側(cè)的黑度不均，錯(cuò)口處只能看清一條不規(guī)則的根焊熔合線影像。主要由于兩接頭管徑不等（橢圓度）或壁厚不同時(shí)內(nèi)坡口修磨不當(dāng)引起的。

4.未熔合的評(píng)定

未熔合分為坡口未熔合、層間未熔合和根部未熔合。坡口未熔合一般出現(xiàn)在焊縫內(nèi)外邊緣之間，在底片上多呈現(xiàn)為黑色條云狀，靠母材側(cè)呈直線狀，靠焊縫中心側(cè)多為曲線狀，有黑度過(guò)渡，有時(shí)伴有夾渣。層間未熔合，在底片上多呈現(xiàn)為黑色的塊狀影像，一般影像的兩側(cè)較平直，有一定的長(zhǎng)度。根部未熔合，在底片焊縫根部焊趾線上出現(xiàn)的直線狀的黑色細(xì)線，黑度較大，細(xì)而均勻，輪廓清晰，仔細(xì)觀察靠母材側(cè)可見(jiàn)鈍邊加工痕跡，靠焊縫中心側(cè)為曲線狀。

未熔合產(chǎn)生的原因主要是坡口不凈、運(yùn)條速度過(guò)快、焊接電流過(guò)小火運(yùn)條不當(dāng)。未熔合缺陷，如果返修，一般都要磨透，返修后易產(chǎn)生裂紋，特別是低合金高強(qiáng)鋼管材返修后產(chǎn)生裂紋的可能性更大。實(shí)踐證明，管道檢測(cè)中出現(xiàn)的裂紋大多數(shù)是在返修之后出現(xiàn)的，在油氣長(zhǎng)輸管道的運(yùn)行使用中并未因?yàn)榇祟?lèi)缺陷的存在而出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題和事故，因此SY/T410-20059標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)未熔合的評(píng)定做了適當(dāng)放寬，允許存在一定量的未熔合缺陷。大大減少了焊縫返修，提高了工程進(jìn)度，降低了成本。

5.內(nèi)凹的評(píng)定

內(nèi)凹一般是根焊時(shí)，熔池在冷卻過(guò)程中鋼水下塌形成焊縫邊緣熔合良好，但焊縫內(nèi)表面中部比壁厚稍低的凹陷，多出現(xiàn)在仰焊位置，是管道手工焊的常見(jiàn)缺欠。內(nèi)凹一般沒(méi)有棱角、不擴(kuò)展，與根部未焊透比較，對(duì)焊縫質(zhì)量的影響很小。因此SY/T4109標(biāo)準(zhǔn)對(duì)內(nèi)凹的評(píng)定較JB/T4730標(biāo)準(zhǔn)寬松，并且內(nèi)凹影像的黑度小于或等于相鄰較薄側(cè)母材黑度時(shí)不計(jì)長(zhǎng)度，可評(píng)為I級(jí)。

6.燒穿的評(píng)定

燒穿是指部分根焊道被熔穿，熔池鋼水未及時(shí)補(bǔ)充，形成的不規(guī)則的黑洞。有的鋼水部分補(bǔ)充，但仍有痕跡，這兩種影像均為燒穿。燒穿對(duì)焊縫質(zhì)量影響較大，易引起泄漏。一般焊接中較少見(jiàn)，但下向焊工藝焊速較快，易出現(xiàn)此類(lèi)缺欠。

7.裂紋的評(píng)定

管道焊接裂紋主要是冷裂紋，一般沿焊縫縱向開(kāi)裂，多出現(xiàn)在焊縫根部，在底片上的影響為略彎曲的直線狀，邊界清晰，邊界無(wú)彌散現(xiàn)象，有時(shí)為一組分散的裂紋。

裂紋主要是應(yīng)力集中造成的，多出現(xiàn)在焊口的底部，在彎頭與直管、彎頭與彎頭、返修焊口和固定焊口中容易出現(xiàn)，焊口底部的焊接難度較大，且下向焊由上向下施焊，焊口底部的拘束度較大，當(dāng)焊根存在線狀缺陷或應(yīng)力集中時(shí)，易引起底部開(kāi)裂。彎頭的焊接組對(duì)有一定的難度，如強(qiáng)行組對(duì)，必然產(chǎn)生較大的拘束應(yīng)力產(chǎn)生應(yīng)力集中引起開(kāi)裂。固定口焊接接頭兩側(cè)的管線是不可移動(dòng)的，造成焊接時(shí)有較大的拘束應(yīng)力，而且對(duì)口間隙、坡口質(zhì)量較難控制，焊接有一定的難度，這些都是造成開(kāi)裂的原因。返修口的補(bǔ)焊也是裂紋的多發(fā)點(diǎn)，尤其是二次返修、彎頭口和固定口的返修更容易出現(xiàn)，返修補(bǔ)焊是焊縫局部的二次焊接，焊縫及相鄰母材二次受熱，焊縫和熱影響區(qū)的組織發(fā)生變化，出現(xiàn)淬硬，另外局部焊接的冷卻速度較快，這都是產(chǎn)生裂紋的原因。彎頭口和固定口在返修時(shí)甚至在打開(kāi)焊縫的瞬間金產(chǎn)生開(kāi)裂。

參考文獻(xiàn)：

[1] SY/T-4109-2005 《石油天然氣鋼質(zhì)管道無(wú)損檢測(cè)》

[2] JB/T4730-2005 《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》

[3] 中國(guó)特種設(shè)備檢驗(yàn)協(xié)會(huì)編寫(xiě) 主編：強(qiáng)天棚 《射線檢測(cè)》 中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 2007年

作者簡(jiǎn)介：

郭長(zhǎng)波，男，出生于1966年3月，本科，河北華建檢測(cè)試驗(yàn)有限責(zé)任公司，長(zhǎng)期從事長(zhǎng)輸管道及儲(chǔ)罐無(wú)損檢測(cè)工作，高級(jí)工程師，無(wú)損檢測(cè)高級(jí)人員（RT、UT、MT、PT、ET）。

史海寧，男，出生于1990年12月，本科，中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司項(xiàng)目管理中心，長(zhǎng)期從事長(zhǎng)輸管道質(zhì)量管理工作

吳恒威，男，出生于1991年02月，碩士，中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司項(xiàng)目管理中心，長(zhǎng)期從事長(zhǎng)輸管道質(zhì)量管理工作

崔亞強(qiáng)，男，出生于1971年05月，本科，中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司質(zhì)量監(jiān)督站，長(zhǎng)期從事長(zhǎng)輸管道質(zhì)量管理工作