10万立方米储罐射线检测方法经验介绍

肖成珺

摘要：我国对石油的需求日益增加，加强战略石油储备是目前国家层面面临的主要问题之一。近年来，国内大量安装10万m³的大型储罐，该储罐设计内径为80m，高为21.8m。本论述通过储罐的施工特点，分析影响储罐射线拍片效率的各种因素，找出解决办法，运用现场简易的材料和创新设计的有效射线拍片联合机构，优化检测方法，从而提高检测效率。

关键词：储罐;安装;射线检测;联合工作机构

中图分类号：TE972;TG441.7 文献标志码：A

0引言

储罐是石油化工、粮油、食品、消防、交通、冶金及国防等领域用于广泛应用于存放酸碱、石油、天然气及其它液体和气体化工产品的重要储存容器，是使用最为广泛的压力容器之一，其设备制造监督、检验及后续维护检验等对储罐的安全运行具有重要影响。目前大型储罐较多采用钢制储罐。然而，由于大型储罐的加工难度较大、维护等较难，因而其前期制造和后续运行维护中的焊接、焊缝等检测显得尤为重要。针对石化企业中广泛应用的十万方储罐的射线检测方法总结了实际操作经验，为同类储罐的检验提供了参考。

本论述所涉及储罐内径为80m，高为21.8m，由九圈板围成，一到六圈板为高强钢（材质为12MnNiVR），第七圈罐壁板为Q345R钢板，第八和第九圈罐壁板为Q235B钢板。

1施工特点

该储罐的施工工地地处滨海地带，经常刮风下雨，安装单位在工程期间也连夜加班，留给检测的时间非常有限。对于无损检测单位来说，由于在该工程储罐的焊接过程中，采用全新的焊接工艺，壁板立焊缝采用气电立焊，而壁板环焊缝则采用埋弧自动焊，储罐从组对到主体完成只需45d左右，具有工期短、要求高、难度大、高空作业危险性高、作业時间少的特点。此外，由于射线检测需要在夜间进行，相对于白天检测难度更大，危险性更高。

2影响射线拍片的因素和解决措施

2.1检测方式的影响

如采用传统拍片方式逐张曝光，在满足底片质量的情况下，一般每张至少曝光时间为2min，一圈T型缝91张底片的曝光时间在约3h左右，是占用作业时间最长的环节。

解决措施：满足标准要求前提下，拉大焦距改成一次透照两张。

2.2对焦方式的影响

由于每圈上下T字焊缝拍一张片都要调整设备，选择焦点位置，而选择焦点位置时需要人员进入到悬空的罐壁小挂车内作业，难度大，危险性高，需要的时间长。解决措施：采用两台设备分别对上T型缝和下T型缝的拍片，只进行一次对焦调整。

2.3X射线机位置固定困难的影响

工地地处滨海地带，具有海风较大的特点，设备若采用传统支架直腿，则抗风能力差，存在来回摆动、不易稳定的缺点，从而增加了对焦时间。解决措施：将支架的四条腿向外倾斜40度，增强支架的稳定和抗风能力。

2.4更换X射线机支架的影响

通常检测T型缝时，要完成一次透照纵横两张360mm的底片，而这需使用长支架;而检测A1、A2、B1焊缝时，有效片长仅为300mm，需要使用短支架。因此，交叉作业时，支架需要来回的更换，长短支架交替使用，更换频率高，占用时间较长。解决措施：将支架改装，变成长短可调的模式，避免支架的更换。

2.5X射线机升降时间的影响

传统的储罐检测，x射线机的升降通常使用简陋的麻绳捆绑系挂或用手动葫芦调节的方式实现，而设备就位后还需要人员进入管壁小挂车内进行固定捆绑或悬挂滑轮，占用时间较长。解决措施：采用微型电拉葫芦，把机头放置于固定支架内，悬挂于制作的行走机构上，可实施远程手柄操控，简化操作程序，提高速度。

3射线拍片联合机构的组成

在施工过程中针对十万立方储罐射线拍片的复杂因素而提出的解决措施，我们重新优化设计了射线拍片联合机构，并在实际运用中不断地改良，最终形成如下机构，主要由机头固定框架、行走机构、升降机构组成。

3.1机头固定框架设计

3.1.1选材

机头固定框架下料采用的是边长40mm、厚度4mm的方钢焊接而成，用太薄太轻的材料承受不起包括自重和机头将近100kg重量，容易弯曲断裂，且太薄的材料可焊性和焊接效果也都不理想。如采用大尺寸方钢的话，重量大，移动不方便。因此，折中考虑应当选用重量和牢固度都较好的40mm方钢。

3.1.2框架尺寸

框架尺寸根据XXG-3005型x射线机头的实际尺寸设计为长度1000mm、宽400m、高为400mm+支腿（400mm+300mm），机头用铁丝或绑带固定在框架内，并确保机头窗口部位不要被遮挡。

3.1.3吊耳

机头窗口上方的框架横梁中心部位上焊接一吊耳。吊耳是连接机头固定支架和行走机构的部位，可用10mm钢条弯曲制作，并用氩弧焊焊接，确保牢固。吊耳焊接选择点在横梁的中部，平衡点是关键，焊接时可在现场储罐上尝试找到最佳平衡点再实施焊接，避免悬挂时不稳定。

3.1.4支腿

固定框架的支腿为长短可调模式，设计目的是为了使x射线机在拍摄储罐检测比例100%的包括A1纵焊缝、B1环焊缝、B2纵焊缝时焦距为700mm，拍摄储罐2-8圈的T字缝时焦距为1000mm，可避免交替更换支架。4条支架腿向外倾斜40°，增加固定支架的稳定性和抗风能力。端部分别焊接一个万向轮（直径0.15m），可以保证与行走机构配合使用，移动迅速。

3.1.5对焦灯

在x射线机窗口上方的框架横梁上安装对焦灯，对焦灯采用小的红外线手电筒，用胶带固定在横梁中心位置，该位置应该与窗口中心在同一垂直线上。

3.2行走机构

行走机构利用的是现场安装单位悬挂于储壁，用于放置焊机和组对壁板的小挂车。在挂车的顶部分别焊接两根40mm方钢作为悬挂臂，悬挂臂探出储罐，从储罐壁板向内延伸1030mm，保证射线机的有效照射场，在靠近外端30mm处打一小孔插入锲块，防止射线机在移动过程中坠落。在靠近中部部位增加一个斜支撑，以免因为承重发生折断。两根方钢间距为600mm，用于同时悬挂两台射线机，这样做的目的是为了在对上下T字焊缝拍片时一台射线机对焦上T字焊缝，另外一台对焦下T字焊缝，节省了交替更换对机的时间。同时，在对B1大环缝（100%检测，拍片数量量占整个储罐拍片量的一半左右）检测时可以同时悬挂两台射线机进行单双跳跃式拍摄，效率大增。

3.3升降机构

升降机构利用的是微型电动葫芦，电动葫芦的悬挂于行走机构的悬挂臂上，用楔块固定好，垂下的吊钩勾住机头固定框架的吊耳上。电动葫芦的电源插头和控制箱都改装成10m电缆线连接一直下垂到检测人员所处位置，方便在地面实施操控。

4射线拍片联合机构运作程序和注意事项

4.1运作程序

以工程实际为例，射线拍片联合机构的运作程序如下。

石油储备基地工程10万立方储罐安装时采用的是搭设内部脚手架的方式，每完成一圈焊缝的组对和焊接往上升板时同时上升脚手架。因此检测时通常选择在储罐外壁布片内壁对机。以拍摄第4圈焊缝为例，按设计和安装规范要求，需拍片包括上下共40个T字焊缝和纵横缝抽查共91张底片。罐壁外布片一次性全部完成，為了节约检测时间可在白天非射线作业时间里完成。

夜间作业时，首先把2台x射线机机头用绑带或铁丝固定到两个固定框架中，由于T字焊缝拍摄是纵横两张底片同时进行曝光，为确保有足够的透照场，应将支腿加长段拔出，使焦距达到1000mm，然后将微型电动葫芦悬挂并固定在行走机构的悬挂臂上，固定牢固。然后接通升降机的电源，控制吊钩下降，将吊钩与框架的吊耳连接，控制电动葫芦将框架连同x射线机头传送到拍片位置，打开红外线对焦小电筒进行对焦，一台射线机对准上T字焊缝，另一台对准下T字焊缝，即可进行第一张底片的拍摄。第一张底片拍摄完成后，推动行走机构，缓步移动到下一个部位。通常x射线机控制箱会放置在随后的另一台挂车上跟着放置机头的挂车同时移动。如此围绕储罐运行一圈即完成了整圈焊缝的拍片。最后，控制升降机构将框架放下，摘除吊钩，取下微型电动葫芦，再将拍好的底片取下，即完成了所有的检测任务。

4.2注意事项

（1）每次检测前，都要检查挂壁小车及拍照架是否固定牢固，以防止设备坠落。

（2）当风大，小车晃动时，可用楔块填塞小车万向轮解决办法。

（3）拍照架吊起后，要保证四个万向轮支臂与罐壁完全接触，保证检测几何条件满足要求。

（4）拍照前检查横梁上对焦光束是否处于水平位置，并与窗口在同一垂直线，防止底片出现白头。

5射线拍片联合机构的效果

采用传统检测方法在对某台储罐的第4圈T字焊缝共91张底片进行检测，每个班组需投入4名检测人员，耗时大概为6h。由于使用了优化的检测方法和射线拍片联合机构应用于现场施工，每个班组只需投入2名检测人员，作业时间从晚上9h开始，到晚上12h25min即全部结束，总共用时3h 25min就完成了同样的工作量，较之常规检测方法节约了一半的时间、一半的人力。在兼顾拍片底片质量的前提下既极大的提高了检测效率又精简了人员。解决了10万m3储罐一系列复杂因素对工程施工进度的苛刻需求，确保了工程施工的总进度，为工程项目争创国家优质工程的进度创优方面提供了有效保障，得到了建设单位的好评。