石油化工压力管道射线无损检测质量控制

石油化工压力管道射线无损检测质量控制

韩腾飞

南京英派克检测有限责任公司  江苏南京  210000

摘要：压力管道作为长距离传输控制设备，生产使用环境较为严格复杂，长期反复使用很可能导致环境破坏。这就需要采用先进有效的管道无损泄漏检测方法，在确保不破坏管道的第一时间检测到质量问题。针对长输线管道进行的无损检测试验有关技术要点开展深入分析，确保无损材料检测高效实施。

关键词：石油化工；压力管道；无损检测

引言：

现阶段大型国家石油化工园区相继建成，特种设备的定期技术检验任务日趋繁重。压力管道产品在持续使用几年后，可能会出现对环境破坏的问题，主要包括对介质进行腐蚀、冲刷磨损以及热损耗等。为了切实有效保证压力管道的安全运行，必须要定期采取专业的检测技术。有损的安全管道检测一般都会出现对压力管道结构本身的物理性伤害，这些检测设备本身技术精度也不高。随着科学技术的高速发展，无损分析检测仪器已在各种流体压力管道及安全气体检测工作中取得良好效果。

一、石油化工压力管道问题分析

破坏管道结构的真正原因，主要是长期受到各种环境因素的影响，使得管道本身长期遭受重大外力，造成重大管道安全问题。如果管道在低温地段，那么这种柔性材料很容易在低温条件下失去其韧性变得有一种脆性，使得本身具有的温度适应能力减弱甚至造成管道断裂，最终管道出现破损，导致泄漏现象。因此必须采取措施加强现有管道工艺优化，提高管道材料本身的耐腐蚀性，对于现有管道材料的防护是长期的技术性工作，需要提高材料保障能力，以及通过加大新材料研究能力为新材料管道运输做好准备。安全问题通常还体现在安防装置已经失效，为能够保证管道长期可靠运营，尽可能通过其他技术手段延长管道的使用时间。

二、管道单线图

管道单线图主要是反映管道现场的实际安装情况， 确保管道焊接质量追溯法，也是射线检测台账的数据来源 。在管道工程建设中， 管道对接头射线复位不相符基本是因为管道单线图管理混乱。管道单线图有相应的规定，但是没有格式。管道单线图要动态更新，且标题栏应按表 1 、表 2 式提供相关信息。

表 1  管道焊接对接接头无损检测情况

表 2  管道规格与对接接头对应表

三、压力管道破坏形式

（一)脆性破坏

管道在低温条件下容易产生脆性破坏问题，主要是管道受到低温影响，断口部位容易开裂。如果低压管道制造工艺流程中所必须使用的低温材料韧性不足，就容易出现低温脆性破坏。

（二)疲劳破坏

压力管道在运行中，会受到很多种流体荷载的作用，很可能发生任何塑性的变形，直接产生管道断裂。疲劳管道破坏可能进一步造成裂纹、断裂等情况，人工肉眼不容易观察破坏的情况。

（三)腐蚀破坏

1.电化学腐蚀。在金属管道弯头部位等上漆膜最容易电化学介质腐蚀，出现金属漆膜变色脆变。2.点的腐蚀。点的电化学腐蚀一般不容易察觉，主要集中存在金属焊缝表面等易发生受热蚀的区域。3.点缝隙电化学腐蚀。缝隙溶液中因渗透、阻碍腐蚀扩散等化学特性共同影响，加速了焊接管道缝隙溶液中腐蚀物质扩散速率，腐蚀物质出现于焊接管道的焊接腐蚀缺陷部位。4.晶板焊缝间的腐蚀。焊缝腐蚀是指发生在奥氏体焊缝部位的焊接腐蚀。5.应力加速腐蚀。受到高温介质的高温腐蚀作用会产生相对加速转型的热腐蚀，主要形式是不容易被识别。6.氢腐蚀。氢离子进入到金属中后会导致金属材料性能结构发生显著变化，主要出现在某些低强度钢管、不锈钢管系统中[1]。

四、压力管道检验检测

（一)射线无损检测技术

1.X射线散射成像原理

X射线散射成像技术利用康普顿散射的光子束对物体的成像，重构出物体内部的电子密度及其分布，其探测成像系统通常由X射线源、X射线探测器和两个准直器组成。两个准直器间开的孔口的宽度决定了可探测的单元体素子的体积大小。散射的截面与入射的光子散射能量大小和散射角度负相关。

2.管道公称直径和X光射线管散射角的关系

现阶段，常用的X射线机对运输的管线环焊缝进行检测，还得借助平面的阳极靶镜才能完成。但由于阳极靶可能产生的辐射角相对较小，不符合国产标准的25°X射线管标准。若处于这样较小的焦距情况之下，针对X射线束的检测条件和透照度的范围进行控制，有一定的难度。无论在均匀透照层结构辐射管道的两侧壁和焊缝，均要做好爬行装置位置上的精准定位判断与操作，以便于操作员能够精确把握长径输入辐射管道的实际尺寸和X射线对管体的有效散射角之间的对应关系，为进一步确保后期的无损检测仪器实操工作顺利进行奠定良好技术基础[2]。

3.把握径向和轴向精度的影响因素

无损实测定位在检测工作进行期间，若检测车辆需同时进行路面上下坡，务必注意检测车辆的爬行检测装置自重，这可能是制约检测的主要因素，车辆在进行实测定位操作期间，上下坡段误差精度和车辆正常爬坡误差的定位距离精度有微小差异，故进行实测定位期间，需要严格的结合路面的实际最大行驶坡度，把这种偏差值有效调整至合理误差范围，把车辆在正常坡段产生的无损定位检查距离误差当成重要参照物，来加以检查和适当的校正。在开展车辆无损定位检查和操作实验期间，需随时加以调整，以最终处理的结果为依据。长期使用管道爬行装置，刹车部位和传动齿轮的位置难免会出现磨损或老化腐蚀

[3]。产品技术内容主要包含产品在不同环境条件的电气稳定性、电干扰及防护方案等优化性设计，通常焊接还需在电子爬行装置系统上同步才能实施，焊接作业在工作期间可能会产生一定的电磁、电离，会引起系统和其他电子系统部件之间有电磁干扰的现象，此时务必要先将静电屏蔽措施提前做好。爬行装置在实际运行期间遭遇到的温度变化往往会有比较明显的温度，这种环境温度的连续变化会直接影响电子系统整体稳定性，更会间接影响到系统目标的定位，电路系统中使用的指令源波长在接近于射线机光源波长时，射线机系统的实际运行期间，指令源的接收装置也会处于被激发的状态，影响装置自身的整体性能，接受管的装置和实际的接收灵敏度必然被极大降低。

（二)检测方案

科学有效地设计管道腐蚀无损检测系统是进一步确保管道腐蚀无损检测工作质量可靠的基础，管道防腐无损检测技术的各项具体开展工作，始终要遵照四大原则：1.依照管道损伤失效形成的缺陷机理来分类，并划定可检测的缺陷区域；2.依照管道腐蚀受损缺陷的具体位置来分类，并且划定待被检测的缺陷位置区域；3.依照管道中材料腐蚀性能缺陷类型，来适当选择防腐性能检测的工艺类型；4.方案及优化工艺设计还需考虑如何兼顾管道工程经济性和材料使用过程安全性[4]。

目前并未大面积出现的中高风险压力管道，因此可酌情依照压力管道的一般安全性和技术风险的严重程度，分别划定适合检测方法的检测范围。对于传输与检测使用介质必须分别为油浆回收输炼油渣介质和回收油浆介质这两专用介质管道，因要考虑其系统日常工作运行维护情况十分特殊，要适当将其传输检测介质频率范围适当的提高。在检测管道的检测方法选择上，管道的方法选择总体上多采用中度的风险及以上等级的管道检测方法，低风险等级管道检测中的大多采用了中低度风险的检测管道方法，常见管道的检测方法选择包括了超声波壁厚测量、超声检测、磁粉检测、渗透检测、射线成像检测、导波检测、漏磁检测的方法等，系统区域范围内对全部管道系统均要开展宏观方面的现场检查[5]。

（三）灵活处理现场技术交底问题

现场工艺检测前技术方案交底不仅是把生产现场工艺检验方案书中的内容（含检验项目预定表)全部照搬套用到实际检测设备管道，而更应该去全面分析实际现场的检查设备工艺过程情况和设备结构特点，对检验前技术方案说明书中检验项目预定表部分内容进行合理补充和适当调整，使其设计更具科学性和可靠性。通过交底人员对工况、材质、规格与要求等关键工艺参数现场取样分析后，核对和验证结果完整情况基础上，要将现场各项工艺具体的待检部位、待检材料情况、待受检材料部件数量、检验现场条件如实告知无损检测员检验作业人员。交底验收作业开始施工到设备安装停工和吹扫施工结束之间，可用管道设备的外钢架预拆整搭、保温层的预装拆、管道正常运行情况下，实施管道外部结构宏观无损检验，以及对管道结构壁厚的测定和试验分析。若提前进行检验新产品时，发现采用了高温法检测板厚，应注意仔细比对仪器探头，若对仪器可靠性抱有严重怀疑，应在机器停工检修完毕后再次进行复检[6]。

（四)管线和塔间的合理性分析

管线的布置设计中，力求尽可能有效地进行与罐塔系统设计之间的耦合关系的相关理论计算分析，保证管线系统布置设计相关参数能够满足实际工程要求。铺设在回流罐、分馏塔等设备之间的输送管线，首先要考虑回流罐、塔系统及其本身的结构属性，也要考虑对于调节装置等各种特殊管路及其部件特性科学地分析。调节阀位置一般会设置在回流罐塔中上部的区域。在安装管道时，气阀组安置处多是直接安装或安装在汽提塔附近，保证液柱系统管道安装的合理性。

五、结束语：

石油化工管道定期检验为基本要求，监管部门要高效完成定期检验工作，保障设备安全运行。从技术架构上考虑，X射线技术属于管道无损安全检测中最常用的技术手段，长管道系统的安全无损检测，要求广大技术员们要全面把握好X射线技术实操要点，同时结合检测现场情况，对相关方案予以完善，保证长输管道的无损检测效果。

参考文献：

[1]崔建龙,马金足,景芳.压力管道内检测技术要点分析[J].石化技术,2020,27(06):76,102.

[2]马金足,崔建龙.化工压力管道的破坏形式及无损检测探究[J].石化技术,2020,27(05):161,164.

[3]邓亚华.基于RBI技术的石油化工压力管道检测系统研究[J].粘接,2019,40(10):61-64.

[4]梁建活，李运泉.浅析压力管道无损检测技术及应用现状[J].仪器仪表标准化与计量，2018（03）：33-34.

[5]焦建尧，曹雷，胡卫震，etal.石油化工压力管道的破坏和无损检测[J].化工设计通讯，2018，44（10）：33.

[6]万明.关于压力容器无损检测中射线探伤的运用研究[J].化工管理,2018(29):2.