一种可调式管道中心透照装置在厚壁管道对接接头γ射线检测中的应用

徐承尧,李 鹏,杨亚星,张凤全

(1.洛阳中油检测工程有限公司,洛阳471023;2.中国石油天然气第一建设公司,洛阳471023)

一种可调式管道中心透照装置在厚壁管道对接接头γ射线检测中的应用

徐承尧1,李 鹏1,杨亚星2,张凤全1

(1.洛阳中油检测工程有限公司,洛阳471023;2.中国石油天然气第一建设公司,洛阳471023)

以某加氢裂化装置的高压、高温、厚壁管道射线检测为例,制作了一种可调式管道中心透照装置,该装置采用γ射线中心曝光法检测对接焊缝,有效地提高了工作效率和底片质量。

可调式管道;中心透照装置;厚壁管道对接接头;γ射线检测

炼油、化工装置及电厂的系统管道(泛指输送工艺介质的管道)多用于输送高温、高压、易燃、易爆类介质,因此设计和施工规范往往要求对这类管道焊接接头进行100%射线检测。按照常规射线检测方法,对此类管道只能采取双壁单影法进行透照,一次透照只能形成一张有效底片,对于成千上万条焊缝的检测则需要较长的工期,而此工期与整体施工进度冲突。笔者通过设计并制作了一种可调式管道中心透照装置(以下简称“中心透照装置”),将双壁单影透照法转变为单壁单影中心透照法,有效地提高了工作效率和底片质量。

1 中心透照装置的结构

该中心透照装置的基本功能是将γ射线源始终固定在管道的中心,以实现其单壁单影中心透照的目的。实际工作时,一套装置中有各种不同规格和壁厚的管道,该中心透照装置可通过一套可调式伞型支架来实现不同管径的γ射线源的中心定位,其基本模型是利用一根置于支架中心的空心丝杠。通过调整螺母在丝杠上的位置,使得支架端部与管内壁紧密贴合;支架端部设置有滚轮,调整好的支架可通过滚轮滑入管道内,并通过人工调整的方式将支架定位于焊接接头部位;在支架滑入管道之前,将γ射线源及其导源管穿入空心丝杠并定位。该中心曝光定位支架适用于DN150 mm～DN550 mm管道对接接头的射线检测(DN:管道公称直径)。中心曝光定位支架基本模型见图1。

图1 中心曝光定位支架基本模型

利用该中心透照装置,可以在管道预制及安装阶段完成直管段带一个弯头的J型预制件,或两个直管段带一个弯头的L型预制件的对接接头的检测。检测方可根据现场情况和安装方协商预制深度。

2 中心透照装置的应用

定位:将源管穿入中心透照装置中心丝杠(见图1),并将源头定位;源头定位后根据透照管径调整可调支撑臂至合适尺寸,并保证源头在管中心定位;曝光源头中心定位后再确定透照焊缝的位置,中心曝光定位支架应用示例如图2所示。

图2 中心曝光定位支架应用示例

检测:根据确定的曝光参数进行透照,与常规透照方式一致,中心一次曝光完成焊缝透照。

采用中心透照时,检测工艺须满足标准NB/T 47013.2—2015《承压设备无损检测第2部分:射线检测》中第5.7.1节规定:所选用的射线源至工件表面的距离f应满足AB级射线检测技术:

式中:d为射线源的有效焦点尺寸;b为工件至胶片距离。

据上所述,当采用Se75和Ir192射线源时,不同规格管子的最小值fmin可参照表1(规格选定参照某加氢裂化装置高压加氢厚壁管子的尺寸)。

表1 不同规格管子的最小值fmin

表1中,Se75射线源的焦点尺寸为2 mm, Ir192射线源的焦点尺寸为3 mm。表1中有部分数据按照标准NB/T 47013.2－2015中第5.7.2节规定:采用源在内中心透照方式周向曝光时,只要得到的底片质量符合第5.16.1节和第5.16.2节的要求,f可以减小,但减小值不应超过规定值的50%。

3 应用效果比较与分析

3.1 透照时间与效率

某加氢裂化装置高压加氢厚壁管道中使用量较大的φ323 mm×28 mm规格焊口射线检测时,采用射线源为Ir192,射线源强度为40Ci,胶片为AGFA C4。使用该中心透照装置透照时,曝光1次,透照时间1.88 min;采用常规双壁单影透照时,曝光6次,累计透照时间168 min。由此看出,使用该中心透照装置后,透照时间大大缩短,作业效率显著提高。对于一套检测量在上万张底片的装置而言,透照时间的减少对整个装置施工工期的保证是极为有利的。

3.2 透照质量

中心透照相对于双壁单影透照,透照厚度均一,横向裂纹检出角为0°,底片黑度、灵敏度俱佳,散射线影响小,缺陷检出率高。

实际使用该中心透照装置时,机械定位迅速便捷,定位精度高。经实际模拟测试,曝光源头中心环向定位基本无偏差,轴向定位偏差小于2 mm,能够满足中心曝光条件。

经评定,所有采用该中心透照装置完成的底片,其黑度、像质计灵敏度等技术指标均满足标准NB/T 47013.2－2015中第5.16节的要求。

3.3 成本节约情况

中心法一次透照与双壁单影法多次透照相比,最大的优点是减少了透照时间,缩短了检测工期,提高了员工的工作效率和设备利用率,从而使检测施工中的人力和设备成本降低。

3.4 安全与健康

中心透照法所需的曝光时间短,减小了作业人员的健康和相关方的安全影响,对工程建设施工的安全管理相对有利。

4 结语

该中心透照装置的应用有效地缩短了检测施工工期,但在工程实践中,该中心透照装置的使用,需要与工程的预制、安装工序衔接,才能更有效地提高检测效率。为进一步提高中心透照装置的使用性能和透照质量,还需在光电、自动化机械等方面改进,以实现高效、准确的检测目的。

Application of Adjustable Pipe Center Panoramic Radiographic Equipment in Gamma Ray Testing of Thick Walled Pipe Butt-weld Joint

XU Cheng-yao1,LI Peng1,YANG Ya-xing2,ZHANG Feng-quan1

(1.Luoyang China Petroleum Nondestructive Testing Engineering Co.,Ltd.,Luoyang 471023,China; 2.China Petroleum First Construction Corporation,Luoyang 471023,China)

In this paper,An adjustable pipe center panoramic radiographic equipment for high pressure,high temperature and thick walled pipe butt-weld joints has been developed in testing of hydro cracking unit.This equipment can effectively improve the construction efficiency and the quality of the film.

Adjustable pipe;Center panoramic radiographic equipment;Thick walled pipe butt-weld joint; Gamma ray testing

TG115.28

:A

:1000-6656(2017)01-0069-02

10.11973/wsjc201701017

2016-05-10

徐承尧(1964－),男,高级技师,主要从事压力管道、压力容器的无损检测工作。

李 鹏(1974－),男,本科,工程师,主要从事企业无损检测管理工作。E-mail:lipeng＠cnpndt.com。