普光气田集输系统厚壁管道射线探伤技术浅谈

孙连伟 王魏 罗光明 李康

摘 要在普光气田大湾区块地面集输工程的建设中，站外集输系统涉酸管线采用了壁厚较大的管道。由于壁厚较大，使得无损检测的难度增加。通过选用合适的射线源以及采用合理的探伤技术参数，不仅提高了探伤效率，而且保证了大壁厚管道焊口的无损探伤质量。

关键词普光气田；涉酸管线；焊口伤；双壁单影；γ射线

中图分类号：C35文献标识码： A

前言

在普光气田大湾区块地面集输工程的建设中，由于输送的天然气中含有有毒物质，集输系统管线采用了壁厚较大的管道，例如DK01-D402管线采用的管道规格为φ508×22.2mm，D402-D403管线采用的管道规格为φ457×28mm。在管道焊口的实际检测中，采用了100%超声波和100%射线的检测比例。由于焊口壁厚较大，加上工程实际中的弯头、连头很多，只能采用双壁单影的透照方式，从而在很大程度上增加了射线探伤的难度。本文以φ457×28mm管道焊口的射线探伤为例，通过选用合适的射线源以及正确的探伤技术参数，不仅提高了探伤效率，而且确保了大壁厚管道焊口的无损探伤质量。

1、射线源的选择

普光气田大湾区块地处山区地段，弯头和连头较多，射线探伤时可采用管道爬行器单壁透照的焊口较少，大部分焊口要采用双壁透照，透照厚度达到了56mm，使用X射线机探伤的效率极低，无法满足工程进度的需要，另外由于X射线机在探伤中长时间处于高负荷运转状态，因此设备的故障率极高。这些原因使得X射线机无法单独完成厚壁管道焊口的射线探伤。考虑到γ射线源透照厚度大、穿透能力强、设备故障率低等优点，我单位多次向建设单位提交了使用γ射线源申请报告，最终获得了有条件的使用。

2、γ射线现场检测技术要点

2.1γ源强度的选择

根据以往的探伤经验，对于透照厚度TA≥20mm~25mm时，选用源强50Ci左右，当TA≥25mm~ 30mm时，选用源强65Ci左右，当TA≥30㎜~40㎜时，选用源强80Ci左右。我们在φ457×28mm的射线探伤时选用的最初源强为90Ci。

2.2曝光时间

由于γ射线源的强度是随时间衰减的，不能进行人为的控制，因此选用合理的曝光时间就变的非常重要。确定曝光时间的方法有查尺法和计算法两种方法，在实际操作时我们选用了西南反应堆工程研究设计院制作的计算尺计算曝光时间(查尺法)。经过长期探伤实践和实验，业界普遍认为在透照厚度为10~100mm范围内可使用γ射线探伤曝光计算尺确定曝光时间，在采用T2类别胶片时，照射量取3~3.5伦琴可取得理想的底片。

2.3胶片的选择

射线照相检验中底片的影响质量与胶片的种类密切相关，不同的影像质量要求选用不同的胶片。下面按比较测定法思路对三种种胶片（天津N-Ⅲ型，富士 100、爱克发C7）进行特性曲线的测试和比较。实验选用ICM--SITE-320固定式X射线机，管电压130KV,焦距1.0m，电流5.0mA，曝光时间为4，8，16，32，64，96，128，192和2565s，三种胶片同吋曝光后按标准条件冲洗，晾干后测试黑度值，用黑度计的修正曲线修正后的黑度数据示于表1

序号 对数

一 天津N-Ⅲ C7 富士 100

1 1.4 0.34 0.24 0.17

2 1.6 0.62 0.48 0.45

3 1.9 0.85 0.69 0.65

4 2.2 1.82 1.45 1.47

5 2.5 3.17 2.86 2.57

6 2.7 3.81 4.32 4.42

7 2.8 4.22 4.54 4.61

3 3 4.49 一 ―

9 3.1 ― 一 一

10 3.2 一 一 一

表一

几种射线胶片的特性曲线及比较

胶片特性

胶片型号 感光度56 平均梯度；"

天津N-III 56.23 4.17

AGFA C7 45.71 5.41

富士 100 41.69 5

最后我们选用在业内被广泛认可的细颗粒，高反差、平均梯度好的爱克发C7胶片，一方面保证了检测的效果，另一方面也提高了检测效率。

由于γ射线在检测裂纹、未熔合等面积型缺陷的能力低于X射线，因此根据标准JB/T4730-2005的规定，我们选用的胶片型号为AGFA C4，属于胶片系统中的T2类别。

2.4暗室条件的选择

暗室处理质量的好坏，直接影响底片质量的好坏，要做好暗室处理工作，因此要认真选择好每个暗室条件，只有才能提到射线底片的质量，提高射线探伤的一次成功率。

2.4.1温度控制

显影温度：18~22度；

定影温度：16~24度；

水洗温度：16~24度；

干燥温度：40度以下。

2.4.2时间控制

显影时间：5min；

停显时间：0.5min；

定影时间：8~10min；

水洗时间：30~60min。

2.5γ射线与X射线的对比

由于同等条件下，γ射线照相的灵敏度一般不如X射线，因此为了验证在选定的条件下γ射线照相灵敏度满足实际探伤的要求，我们进行了如下对比试验。

试验项目 胶片 透照厚度 射线能量 曝光时间

X射线 AGFA C7 50mm 320Kv 25min

γ射线 AGFA C4 50mm 90Ci 35min

在相同暗室处理条件下对胶片进行了暗室处理后，观察后发现γ射线透照的底片像质计灵敏度和X射线透照的底片像质计灵敏度没有明显的差异。

3、γ射线的安全操作

1)使用前，仔细检查γ射线探伤机是否泄露、导源管是否破损及畅通、传动装置是否正常。

2)确保紧急应变使用的保护用品及工具已经带齐。确保已向有关安全部门申请射线作业并已通告射线作业影响区内有关部门人员撤离。

3)确保作业影响区四周已牵好警戒线、警告标志牌。

4)贴好底片，根据工艺卡选择焦距。

5)确认警戒区域内无其他非相关人员并且工作人员已到达安全区域后，通过控制机构将γ源由输源导管运送到曝光位置，开始曝光。

6)按工艺卡选择曝光时间。

7)曝光期间严格控制警戒区域，防止非相关人员意外闯入。

8)曝光结束后，通过控制机构将源收回到源容器中。操作结束后检查源是否收回到容器内，确保γ源没有遗漏在现场，并检查γ射线探伤机是否完好。

9)加强源在运输过程中的保管，防止丢失和被盗。

10)定期对γ射线探伤机进行维护和保养。

4、结语

目前，由于受射线机穿透能力的影响，厚壁管道焊缝射线探伤仍是一个比较困难的，需要我们探伤人员深入的进行研究，如何提高管道焊缝的探伤水平，保证高含硫化氢气田管道焊缝质量，对高含硫化氢气田安全清洁开发提供强有力的技术支持是我们无损检测人员共同追求的目标。