x射线数字化实时成象技术在天然气管道焊缝探伤中应用的可行性.pdf

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1、试验研究X射线数字化实时成象技术在天然气管道焊缝探伤中应用的可行性曾祥照,孙忠诚1),张正荣2)(广东粤海钢瓶厂,南海 528247)摘 要:X射线数字化实时成象检测技术在天然气长输钢制管道对接焊缝探伤中应用是可行 的,并能取得良好的经济效益和社会效益,可在西气东输工程中采用。 关键词:射线检验;实时成象;输气管道;焊缝中图分类号:TG115.28+1 文献标识码:B 文章编号:100026656(2001)1220530205FEASIBILITY OF APPLYINGDIGITAL X2RAY REAL2TIME IMAGING TECHNIQUETO THE INSPECTION OF

2、 THE WELDSIN NATURAL GAS TRANSPORTATION PIPELINESZENG Xiang2zhao, SUN Zhong2cheng1), ZHANG Zheng2rong2)(Guangdong Yuehai Steel Container Plant , Nanhai Guangdong 528247 , China)Abstract : It is feasible to apply digital X2ray real2time imaging technique to the inspection of the welds in natural gas

3、trans2portation pipelines. And both economic and social benefits can be obtained. The technique is suggested to be used for the projectof gas transportation from west to east.Keywords :Radiographic testing; Real2time imaging; Gas transportation pipeline ; Weld西部开发的重点工程之一的西气东输工程是将 新疆塔里木油田大量天然气通过钢制管道输

4、送到上 海,是造福于东西部人民的重大工程。西气东输工程主干线管道全长4 167km ,横贯九个省市自治区。 整个工程计划耗用钢材175万t ,焊材5 100t。输气主管道管径为1 118mm ,输气压力为8.4MPa ,其中螺旋焊管137万t ,壁厚16. 4mm ,直缝焊管38万t ,壁 厚分别为17. 4 ,20. 9和26. 1mm。钢材级别为中厚 板X65具有良好的韧性和可焊性。西气东输工程管理按照国际惯例实行业主负责制,实施工程建设的全过程管理,工程质量实行终身负责制。为了保 证焊接质量,焊缝实行第三方焊接无损检测制,100 %射线检验。 按照常规的检验方法,石油天然气长输钢质管 道

5、对接焊缝主要采用X射线胶片照相探伤,此方法收稿日期:20002072031)兰州三磊电子公司,兰州 7300002)四川石油局油建总公司,四川内江 641003需耗用大量胶片,检测周期长,劳动量大,贴片、 拍片、 洗片工序复杂,且管道施工多在野外,给拍片和洗片带来更大困难。按照目前无损检测的技术水平,对西气东输管道对接焊缝采用X射线数字化实时成象检测是可行的。1 天然气长输管道对接焊缝探伤的基本要求天然气长输管道的施工及验收按照SY J 40011990长输管道线路工程施工及验收规范 进行,管道焊缝射线胶片照相方法探伤按照SY 40561993石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相质量分级进行。工

6、作压力 4MPa时,焊缝质量以 级为合格;工作压力25mm ,图象分辨力 116Lp/ mm。 根据目前设备的配置和技术水平,以上质量指标是能够达到的。8 可行性分析8.1 技术上可行我国从20世纪80年代末开始研究X射线数字化实 时 成 象 检 测 技 术,已 取 得 丰 硕 成 果。G B179251999标准的正式发布,标志着X射线数字化实时成象检测技术已能够实际应用于钢制焊缝的无损检测。该技术在钢瓶焊缝探伤中的成功经验,为在天然气长输管道对接焊缝探伤中的应用提供有益的借鉴,因此可以说,该技术在天然气长输管道焊缝探伤中的应用是可行的。8. 2 效益分析8.2.1 一次性投资按照目前设备与

7、技术(主要是知识价值)的性能/价格水平,一套X射线数字化实时成象检测设备与技术,一次性投资大约在几十万至一百多万元之335曾祥照等: X射线数字化实时成象技术在天然气管道焊缝探伤中应用的可行性 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.间。由于设备配置选择不同,价格会有较大的伸缩。 与原来的胶片照相探伤方法相比,虽然一次性投资 较大,但技术成熟,投资风险小,回报率高。8.2.2 直接经济效益 与胶片照相法相比,X射线数字化实时成象检测技术经济效益好,节约胶片的费用就十分可观。 假设图象采集分辨力

8、为1 2801 0248bit ,一幅图 象的宽度为全屏的1/ 3 ,则一幅图象占有的容量为437kB(1 2801 0241/ 3 = 437kB) ,将检测图象保 存于容量为650M的光盘上,则一张光盘可保存1 440幅(6500. 437 = 1 487幅)检测图象。若一幅 图象中,焊缝检测长度按115mm计算,则三幅图象 相当于一张80mm360mm的胶片,则一张光盘保存 容量相当于480张(1 4403 = 480张)底片。按目 前的价格水平,一张优质光盘,售价为50元,检测图象按一式两份备份保存,则光盘的成本为100元;如 果一张照相底片的直接成本按20元计算,则X射线 数字化实时

9、成象检测的直接成本仅是胶片照相检测 直接成本的1 %(100/ (48020) = 1 %) ,其直接经济 效益十分可观。1km长度的管道约有90条焊缝,按100 %X射 线数字化实时成象检测,则1km的 35 %I2ACS的点占89. 2 % ,故可将严重烧伤区界线划在35 %IACS。此时,材料已严重烧伤,需要进行修理。 这里需要说明的是,以上结论是根据两种具体 材料在试验室条件下得出的,而铝合金的电导率测 量值受材料热处理状态及环境温度影响较大,因此,具体数值仅供参考。但实验研究发现,对于通过热处理强化的铝合金,在同一测试环境下,烧伤区与未 烧伤区电导率的变化规律是一致的,具体实际应用

10、中,可采用电导率相对变化率或增量来判断。如根 据上述试验,当LY12cz材料电导率增量达5 %IACS ,LC4cs材料电导率增量达2 %IACS时即为烧伤。另外,也可采用实验室条件下预制临界值标准试块,检 测时以现场环境下对标准试块的实测值设置门限的 方法来修正环境的影响。3. 3 探伤方法 由于铝合金的电导率随温度并不是呈单调变化的,因此,检测应从未烧伤区开始,碰到的第一个临 界点即为烧伤边界点。参考文献:1 崔忠圻.金属学与热处理M.北京:机械工业出版社,1988.201 - 202.435曾祥照等: X射线数字化实时成象技术在天然气管道焊缝探伤中应用的可行性 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.