石油天然气长输管道薄壁管环焊缝超声波探伤

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1、万方数据2003年第25卷第6期邹良鹏王向阳：石油天然气长输管道薄壁管环焊缝超声波探伤39石油天然气长输管道薄壁管环焊缝超声波探伤邹良鹏王向阳(中原油田建筑集团公司。濮阳4s7{X)1)摘要结合齐鲁石化一青岛管道工程实际，介绍了将高频大K值短前沿小径管探头，用于大口径薄壁管环焊缝超声波探伤，取得较好成效的做法，着重对长输管道薄壁管环焊缝探伤中探头试块的选用、回波信号的反射特点、缺陷波的一般判别方法和缺陷性质估判等方面进行了探讨和阐述。关键词石油天然气长输管道薄壁管环焊缝超声波探伤长输管道是石油天然气行业产品的主要运输方式。长输管道施工具有输送距离远、焊接工作量大，环境条件差、

2、质量要求高的特点。为控制工程质量，确保管线安全运行，超声波探伤作为质量检验、控制的一种有效手段，具有检验速度快、成本低、对面状缺陷敏感、仪器轻便、对环境无污染、不需要特殊安全防护等诸多优点，因而在长输管线焊缝检验中发挥着重要作用。1长输管线超声波检测具有的特殊性(1)薄壁管道多，一般管线的壁厚为5—8mm；管道焊接主要是环缝的组对和焊接；(2)野外检测，受环境影响大；(3)探伤面是曲面，焊接接头为单面焊，管内根部不能直接观察；由于壁厚薄，上下管壁及焊缝表面易产生几何反射，造成假缺陷信号。引起误判，与一般容器焊缝或平板对接焊缝超探相比，具有一定难度。2长输管线薄壁管环焊缝超声波

3、探伤注意点因此，长输管道焊缝超声波探伤人员不仅应掌握超声波探伤的基础理论、具备管道材料、焊接、组对等方面的知识，还应具有管道焊缝的探伤经验。笔者从事无损检测工作lO余年，先后参加了河南义郑管道工程、齐青管道工程等20多项工程的超声波和射线探伤工作，在油田管线探伤，特别是在长输管道超声波探伤方面积累了一定经验。现在结合参加施工的齐鲁石化—青岛管道工程，谈一下自己在长输管道薄壁管超声波探伤实践中体会．我们认为，在长输管线薄壁管环焊缝超声波探伤中，除与一般平板焊缝探伤具有的相同之处外，还应注意以下几点：2．1对于壁厚不大于8mn的薄壁管，应尽量选用高频方晶片大K值短前沿小径管探头。

4、如齐一青管道工程我们选用的是51)8×8K2．5小径管探头．理由是：(1)长输管线大多为薄壁管，为了减少探测时上下管壁的几何反射波，要求超声束的指向性好，扩散角小．根据超声束的指向角计算公式：Q=areSin(K×LtD)式中K——系数对圆晶片K=1．22，对方晶片K=1．0；卜—传播介质中钢中的波长，mmrl；n一圆晶片或方晶片的边长，mill：o_一超声束的指向角。可见，只有提高超声波频率，使波长减小，增大晶片尺寸，并选用方晶片，才有利于提高超声束指向性。一般工作频率可取5MHZ．采用方晶片时，晶片尺寸可选用8×8，9×9等，而小径管探头能满足上述要求。(2)在薄壁管道探

5、伤中，为了减少管壁几何形状对超声波的影响，减少对缺陷的定位误差，提高管道焊缝中根部缺陷的检出率，使一次波能扫查到焊缝截面下部114壁厚区域，要求探头的前沿距离小，K值适当大些。而小径管探头前沿距离一般不大于10ram。我们在齐一青管道工程探伤中所选探头前沿长度仅为6mm，K为2．5，能较好地满足超声波探伤要求。薄壁管探头的前沿距离和K值，一般可根据管线的壁厚以及被检焊缝的宽度，按表l的推荐值选用。裹l前沿距离和K值选用3、由于长输管道管壁均具有一定曲率，所以相应探头接触面也应是圆柱形曲面，且曲率半径最好与相应管道相同。这样，耦和效果好。而用一般平面探头探伤探头与管壁吻合不良，

6、会在探伤中产生很多杂波，且灵敏度下降，甚至导致无法探伤。而小径薄壁管专用探头为曲底面，恰好能满足薄壁管探伤要求，如石油天然气总公司研究所生产的5P6×6、5P8×8型探头，汕头超声波仪器公司生产的5P9×9型探头等。万方数据标准分享网www.bzfxw.com免费下载化工建设工程狮年第25卷第6觏2．2应使用专门的试块薄壁管对接焊缝超声波探伤时，由于具有一定益率，一般平面试块无法直接借用，要利用专用试块来调节仪器的时基扫描线比例和灵敏度，如电力部门《电力导则》中规定的对比试块I。对比试块Ⅲ等以及石油天然气行业所特有的2种对比试块SGB和SRB试块。齐一青管道工程采用了后两种试

7、块，其形状与《电力导则》中的试块相同。SGB试块属于标准试块，其工作面采用圆柱状曲面曲率与被检管道一致或相近；外形尺寸长×宽X高为240×20×70，7个毗横通孔分列，从5rIHll到60Inln按高度均匀分布，可以满足5—30ram的管道制作距离一波幅曲线的要求。SGB试块主要用于测定仪器、探头和超声波系统的性能，以及对仪器进行调整和校验。SRB试块属于对比试块，允许检测单位自己制作。一般可从被检管道上截取一段，在管段内壁加工宽为2ram、槽深为10％壁厚的矩形槽而成，主要用于比较焊缝根部的未焊透深度