川气东输管道工程无损检测标准执行情况综述

川气东输管道工程无损检测标准执行情况综述

sy标准t149-2005充分考虑了中国油气长距离输送的实际情况，其实用性和实用性较强。然而，与hg-t-17105的一般基准相比，这些标准有很大的不同。为了更准确地应用该标准,结合该标准在川气东输管道射线检测中的实际应用,对两个标准及原SY4056—1993《石油天然气管道对接焊缝射线照相及质量分级》标准存在的主要区别进行总结,同时提出一些建议。川气东输管道全程长2170km,干线设计压力10MPa,管径1016mm,厚度主要为17.5,21,26.2mm。该工程管道对接焊缝无损检测执行SY/T4109—2005标准,进行100%射线检测。为保证工程焊接和无损检测质量,在工程开工前,邀请国内无损检测和焊接方面的专家对SY/T4109—2005标准的执行进行认真研讨,结合川气东输管道的实际情况,对标准的执行进行了补充规定。通过3a多的实际应用,取得了良好效果。11.1中心透照nmf透照x射线检测算法的应用SY/T4109标准明确规定了在长输管道射线透照中应优先选用中心单壁透照。中心透照法工作效率极高,可一次透照整条焊缝,透照厚度均一,底片黑度均匀,横向缺陷检出率高,灵敏度最佳。当检测小径管道、死口、连头焊口等管道环缝无法采用中心透照时,可采用双壁单影法进行透照。但双壁单影透照与中心透照相比要多穿过一个壁厚,需要X射线机的能量较高,且经过前面壁厚的滤波,到达检测部位的线质变硬,使底片的灵敏度降低;同时,需满足最大与最小透照厚度比为充分发挥中心透照法的优点,SY/T4109标准规定当采用此法透照时,在保证灵敏度和底片质量满足要求的前提下,可以适当减小透照距离(但不得超过规定值的50%),拓宽了管道爬行器的使用范围,使中心透照法在川气东输管道施工检测中得到了更广泛的应用。1.2像质线的放置对于管道环焊缝射线检测而言,使用爬行器单壁中心透照和双壁单影透照时像质计只能放置于胶片侧,而且长输管道环焊缝透照条件变化较大,进行对比试验存在一定的困难,鉴于以上实际情况,SY/T4109标准做出如下具体规定:(1)像质计无法放于射线源侧而放于胶片侧时,其像质识别线编号应提高一级,不再进行对比试验。这个规定是通过实际对比试验得来的,直接确定了像质指数,省去了繁琐的对比试验。(2)石油天然气钢质管道环焊缝射线透照时像质计均放置在胶片侧,因此标准规定不再放置铅字“F”作为标记。(3)像质计影像的可识别,在焊缝的影像上,应能够清楚地看到长度不小于10mm的像质计钢丝影像可见,SY/T4109标准更好地反映了焊缝的检测灵敏度,简单易行,更加适用于长输管道检测。1.3标记带和识别标记SY/T4109标准中识别系统的定位标记和识别标记是结合我国长输管道无损检测行业的普通做法而制定的,更适用于长输管道的检测,具体规定如下:(1)明确规定当铅质搭接标记用英文字母或数字表示时,可不用中心标记。方便了中心透照和标记带的应用。(2)明确了识别标记的内容,其中包括工程编号、桩号、焊缝编号(焊口号)、部位编号(片位号)、施工单位代号、板厚、透照日期等,返修部位还应有返修标记R1、R2(其脚码表示返修次数),更符合我国油气管道施工检测的实际情况,有更强的可操作性。(3)根据管道的现场检测情况,明确规定了工件表面的定位标记,应沿介质流动方向从平焊位置顺时针标定1.4底片黑度的测定SY/T4109标准规定,采用X射线时,黑度范围为1.5～4.0;采用γ射线时,黑度范围为1.8～4.0。而JB/T4730标准规定相对严一些,AB级为2.0～4.0在以往的检测中,对于底片黑度测定存在不同的方法。因此,SY/T4109标准对此做出明确规定,即“底片有效评定区域内的黑度,用搭接标记处焊缝的黑度和中心处热影响区的黑度表示”。这样就统一了测定方法,消除了误解,增强了底片黑度值的可比性。1.51.5.1缺陷深度的测定JB/T4730标准中规定缺陷的深度使用沟槽对比试块进行测量,使用这种试块的条件是试块的厚度应与焊缝余高相等,且放置于缺陷附近透照,用底片上的黑度与某深度的沟槽黑度比较来评定缺陷深度。此方法在理论上是可行的,但实际检测中,被检工件中焊缝余高与试块厚度是不可能完全相同的,检测时也很难预知缺陷的位置,而且当管径较小时难以放置,产生误差是难免的。因此SY/T4109标准不采用对比试块进行深度测量,而是直接在底片上用缺陷的影像黑度与相邻较薄侧母材黑度进行比较。此法虽不特别准确,但操作性强,简单易行。1.5.2u3000jb/t4930的规定两个标准对圆形缺陷评定区的界定、缺陷点数换算以及不计点数的缺陷尺寸等方面的规定是一致的。在缺陷评级方面SY/T4109标准在管壁5～10mm时要求宽松一些,但对管壁≥10mm的圆形缺陷评定要求两标准是一致的。另外JB/T4730标准规定“由于材质或结构等原因,进行返修的对接焊接接头可能会产生不利后果,各级别的圆形缺陷点数可放宽1～2点。”而SY/T4109标准无此规定。JB/T4730标准该项修订主要参照日本JIS3104《钢焊缝射线探伤检验方法及照相底片等级分类方法》标准的要求,修订前进行了长期大量的实践验证,证明对于材质或结构等原因,进行返修可能会产生不利后果的焊接接头以及不进行返修并不会影响产品安全运行的焊接接头,对其质量进行分级并适当地放宽要求是必要和有道理的。川气东输管道厚度为17.5,21,26.2mm,在质量分级上两标准的要求是一致的,同时该工程管道材质强度高,施工环境差,返修造成不利后果的可能性较大,经过专家组审议通过,川气东输管道工程采用了JB/T4730标准的此条规定,明确规定:对于沟下连头、固定焊口以及存在残余应力,进行返修可能会产生不利后果的焊接接头,经合同各方同意,各级别的圆形缺陷点数可放宽1～2点。射线评片人员对于不属于此类情况的,不得随意放松圆形缺陷质量要求,应尽可能对圆形缺陷准确评级,从焊接质量控制角度来限制焊接接头中圆形缺陷的数量和大小。1.5.3b/t4930标准的主要内容SY/T4109标准中条状夹渣的评定按缺陷宽度、单个缺陷长度和缺陷总长度三个方面来评定,与JB/T4730标准相比有严有松,主要的不同有:(1)对单个条渣的宽度进行控制,宽度不得大于2mm,超宽缺陷直接评为Ⅳ级。JB/T4730标准无此规定。(2)对细长夹渣的单个长度适当放宽,Ⅱ级单个夹渣最小可为10mm,Ⅲ级最小可为15mm(3)对条状夹渣总长的控制1.5.4接后易产生裂纹在油气长输管道的射线检测中,经常会发现长度短、黑度低、宽度窄的未熔合。此类缺陷,如果进行返修,通常需要磨透焊缝,焊接后容易产生裂纹,特别是低合金高强钢管材,产生裂纹的可能性更大。实践证明,在油气长输管道检测中出现的裂纹大多数是返修造成的,并且管道的正常运行中也未因此类缺陷的存在而出现质量问题和事故。因此,SY/T4109标准中对未熔合缺陷的评定适当放宽,允许存在一定量的未熔合缺陷,主要在黑度和长度上对未熔合进行控制,在质量可控的前提下,减少了不必要的返修。1.5.5未焊透的检测针对管道施工的实际情况,SY/T4109标准将未焊透分为中间未焊透、根部未焊透和错边未焊透。油气长输管道焊接普遍采用单面焊双面成形的下向焊工艺,根部未焊透和错边未焊透是管道检测的常见缺陷,特别是因为管口不规则或对口错边产生的错边未焊透更为常见。根部未焊透是指在无错边的情况下,母材金属之间没有熔化,焊缝金属没有进入焊接接头的根部造成的缺陷。错边未焊透是指由错边引起的焊缝根部单边未焊透。错边未焊透一般不形成尖角,对焊缝质量的影响较小,SY/T4109标准中对此类缺陷的评定适当宽松,针对根部未焊透、中间未焊透和错边未焊透对焊缝质量的影响区别对待,并在单个长度、累计长度和缺陷黑度上进行控制。对此类常见缺陷的评定更符合油气长输管道检测的实际情况。1.5.6工艺的评定和对深度的判定内凹一般是根焊时,熔池在冷却过程中,由于钢水下坠形成焊缝边缘熔合良好,而焊缝内表面中部低于母材的凹陷。多出现在仰焊位置,是管道手工焊常见的。内凹一般没有棱角、不扩展,与根部未焊透比较,对焊缝质量的影响很小。因此SY/T4109标准对内凹的评定较JB/T4730标准宽松。内凹影像的黑度小于或等于相邻较薄侧母材黑度时不计长度,可评为I级(即不作为缺陷评定)。对深度的判定,JB/T4730标准采用沟槽对比试块,而SY/T4109标准采用内凹影像的黑度与相邻较薄侧母材黑度的比较来进行。由于内凹具有一定的宽度,与相邻较薄侧母材黑度的对比较为准确,且简单易行,操作性强。1.5.7烧穿对焊缝质量的影响根部焊道被熔穿,熔池钢水未及时补充,形成的不规则黑洞;钢水部分补充,但仍有痕迹,这两种情况形成的缺陷称为烧穿。SY4056—1993和JB/T4730标准均未对烧穿进行规定,因此在以前的射线检测中往往被忽视。在一般焊接工艺中,烧穿较为少见,但在下向焊工艺中,由于焊速较快,易出现此类缺陷。烧穿对焊缝质量有一定影响,容易引起介质泄漏。因此,SY/T4109标准增加了对烧穿的验收标准且要求较为严格,在黑度和长度方面进行了严格控制。1.5.8验收标准不同SY4056—1993标准未对内咬边进行规定,因此在以前的油气长输管道射线检测中对内咬边一般不进行评定。JB/T4730标准对内咬边进行了控制,评定方法与内凹相同。由于有些内咬边相对尖锐,形成应力集中,因此SY/T4109标准增加了内咬边的验收标准。在评定上,JB/T4730标准从深度和长度两方面进行评定,而SY/T4109标准仅从长度方面进行,相对宽松些,但对于深度较浅而较长的咬边,控制过于严格。由于内咬边的评定要求,在以往的油气长输管道检测中没有规定,检测人员对于它们评定不易把握。同时鉴于SY/T4109标准对深度较浅而较长的咬边控制过于严格的情况,在川气东输管道射线检测中,规定内咬边的评定从深度和长度两方面进行综合评定,对于内咬边在底片上的影像黑度小于或等于相邻较薄侧母材黑度时,增加允许的长度范围。1.5.9焊缝长度综合评级SY/T4109和JB/T4730标准在综合评级方面有较大的不同,SY/T4109标准相对宽松些。根据我国油气管道焊接质量和管道的使用的情况,SY/T4109标准综合评级时,去除圆形缺陷、内咬边、内凹及错边未焊透等对焊缝质量影响不大的缺陷,在任何连续300mm的焊缝长度中只评定条状夹渣、未熔合(根部未熔合和夹层未熔合)及未焊透(根部未焊透和中间未焊透)的累计长度。2缺陷检测指标通过在川气东输管道工程中的实际应用,笔者建议对SY/T4109—2005标准射线检测部分作以下改进。(1)底片黑度方面参照本文1.4节。(2)圆形缺陷评定方面参照本文1.5.2节。(3)内咬边评定方面参照本文1.5.8节。(4)黑度比对方面标准多处要求对缺陷在底片上的影像黑度和相邻较薄侧母材的黑度进行比对,来评定缺陷。实际检测中,对较细的线形缺陷而言,黑度比对通过肉眼或黑度计均难以准确判断。建议增加专用深度对比试块和标准底片综合控制黑度比对,确保准确。3验收标准特点川气东输管道工程按新颁布的SY/T4109—2005标准射线