管道焊缝的无损检测技术及分析

　　摘 要：管道焊缝的状态关系着管道的安全运行，因此应加强对焊缝缺陷的检测，加强对焊缝检测技术的创新，以确保管道安全。本文主要阐述管道焊接的无损检测技术。 

　　关键词：管道焊接；无损检测；焊缝 

　　引言 

　　目前管道焊缝缺陷的检验内容主要包括：制造与安装过程检验；运行管道位貌检验；管道运行中的在役检验；通过对各阶段的检测控制，尽早发现管道缺陷并采取修复措施，才能避免管道严重事故的发生，才能避免经济、生态环保上的重大损失。因此需要深入研究焊缝的无损检测技术。 

　　一、无损检测概述 

　　所谓无损检测，是在不损坏试件的条件下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和器材，对试件的内部及表面的结构、性质状态进行检测和测试的方法。油气管道常用的无损检测方法有射线检测、超声波检测、磁粉检测和渗透检测。 

　　1.1射线检测 

　　利用射线（X射线、γ射线、中子射线等）穿过材料或工件时的强度衰减，检测其内部结构不连续性的检测技术。 

　　1.2超声检测 

　　超声波在被检测材料中传播时，材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响的程度和状况，探测了解材料性能和结构变化的检测技术。 

　　1.3磁粉检测 

　　利用漏磁（场）和合适的检验介质发现试件表面和近表面的不连续性特征的无损检测方法。 

　　1.4渗透检测 

　　利用液体的毛细管作用，将渗透液渗入固体材料表面开口缺陷处。再通过显象剂将渗入的渗透液吸出到表面，显示缺陷的影像的无损检测方法。磁粉检测和渗透检测统称为表面检测。 

　　二、油气管道无损检测方法的选择 

　　根据多年的工作经验，结合相关施工质量验收规范及无损检测标准，无损检测方法的选择，应从以下几方面考虑。 

　　2.1根据施工及质量验收规范选择检测方法 

　　施工及质量验收规范已经明确无损检测方法的，必须依据相应的规范执行。如《石油天然气站内工艺管道工程施工验收规范》（GB50540-2009）第7.4.4条规定：“管道焊缝应进行100%无损检测，检测方法优先选用射线检测或超声波检测，管道最终的连头口、穿越段的对接焊缝应进行100%射线检测加100%超声波检测”。按照该规范理解，站场内的所有焊口均应进行无损检测，能实施射线或超声波检测的优先选择射线或超声波检测，这两种方法都不能实施时，才允许选择表面检测。 

　　2.2根据无损检测标准适用范围选择检测方法 

　　根据无损检测标准的适用范围，结合被检管道的材质、规格，选择合适的无损检测方法，超出无损检测标准范围获得的检测结果是不准确的。以《石油天然气钢制管道无损检测》（SY/T4109-2005）为例：射线检测适用于壁厚为2～50mm，材质为低碳钢、低合金钢等金属材料的石油天然气长输、集输及其站场管道环向对接接头的x射线、r射线检测与质量分级。对于制管焊缝、承插角焊缝等就不能采用本标准实施射线检测。 

　　超声波检测适用于壁厚为5～50mm，材质为低碳钢、低合金钢等金属材料的石油天然气长输、集输及其站场管道环向对接接头的超声波检测与质量分级。对于弯头与直管、带颈法兰与直管、管径小于57mm、壁厚小于5mm的管对接接头均不能采用该标准进行超声波检测。 

　　2.3根据被检焊缝型式、检测部位选择检测方法 

　　不同的焊缝型式、不同的检测部位需要采用不同的无损检测方法。对接焊缝应优先选择射线或磁粉检测；T型焊接接头、角焊缝应优先选择磁粉或渗透检测；坡口、清根及工卡具焊疤部位应优先选择磁粉或渗透检测。 

　　2.4根据可能产生的缺陷种类选择检测方法 

　　了解材料和焊缝中可能产生的缺陷种类，有助于正确选择无损检测方法，制定合理的检测方案。对于焊缝内部气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷，适宜选择射线检测；对于焊缝内部裂纹、未熔合等面积型缺陷，应选择超声检测，并附加射线检测；对于铁磁性材料钢管及焊缝表面、近表面部位的裂纹、未熔合等缺陷，应选择磁粉检测；对于金属或非金属材料管道及焊缝表面裂纹、未熔合等开口型缺陷应选择渗透检测。 

　　三、管道无损检测方法的选择常存在的误区 

　　2.1经无损检测合格的焊口，就能保证焊接质量 

　　焊缝的检测方法有外观检测、无损检测、力学性能试验和金相组织检验，只有经过了以上各项检验，才能判定焊缝各项指标合格。无损检测只能检查焊缝表面或内部组织的致密性，因此，不能仅靠无损检测的结果就判定焊缝是否完全合格。在实际运用中，由于力学性能、金相检验属于破坏性试验，管道焊缝只能进行外观检测、无损检测和水压试验。 

　　3.2焊接完成即实施无损检测 

　　一些具有延迟裂纹的钢材，焊接后短时间不会产生裂纹，而在数小时或者数天后才会出现。这种钢材必须要考虑无损检测的检验时机，一般安排在焊接完成24h后进行。 

　　3.3不管采取哪种检测方法，都能完全发现焊接缺陷 

　　超声波检测对裂纹缺陷探测灵敏度较高，但定性不准，而射线检测对缺陷定性比较准确。两者配合使用，就能保证检测结果既可靠又准确。检测人员在检测过程中，对于那些不容易定性的缺陷，必须要借助其它检测方法进行补充检查或验证复查。 

　　3.4射线检测比超声波检测灵敏度高 

　　实际应用时，经常存在重射线检测轻超声波检测的现象，具体表现在： 

　　（1）由于超声波检测只有检测报告，而没有直观的缺陷图像记录资料，超声检测人员就敷衍了事，不重视、缺乏责任心，有些检测人员甚至不检测就出具虚假检测报告。 

　　（2）超声波检测要求操作人员具有较高的技术水平，要求检测人员熟练掌握理论知识并灵活运用，会调试仪器设备、探头性能等参数，会计算波形所处位置，及时判断是缺陷波还是几何反射波。若检测人员不能达到上述要求就盲目检测，是很难正确检测出焊缝缺陷的。 

　　（3）超声波检测对检测面的光洁度、焊缝表面缺陷（咬边等）处理要求较高，检测单位缺少相应的表面处理设备及人员，施工、监理单位对管道焊口表面处理质量把关不严格，致使超声波检测结果的可靠性得不到保障。 

　　由于以上因素，人们形成了一种错误的观点，认为超声波检测灵敏度不如射线检测灵敏度高。从各种检测统计资料来看，就缺陷的检出率，射线检测最高，超声波检测次之，表面检测最低。所以选用超声波检测方法代替射线检测时，作为建设、监理、检测等单位一定要慎重。 

　　3.5错误理解施工验收规范关于检测方法的规定 

　　有些施工及验收规范的制定，没有考虑到检测标准的覆盖范围，超出检测标准范围的焊口，没有明确规定应采取的检测方法。这样一来，建设单位图省钱，检测单位图省事，对于不能进行超声检测的焊口，就不做任何检测或用表面检测来代替超声检测。例如《石油天然气站内工艺管道工程施工及验收规范》（SY0402-2000）规定：若管道工作压力为6.4MPa，则超声波检测比例100%，射线抽查比例10%。实际上直管与弯头、直管与带颈法兰、角焊缝均不能按照SY/T4109-2005实施超声检测，有些单位对这些焊口只进行表面检测或者干脆就不检测了，造成了这些焊口的漏检。正确的做法是，对于不能进行超声波检测的焊口，能实施射线检测的用射线检测替代，超声波检测和射线检测均不能实施的，才能考虑采用渗透或磁粉检测。 

　　四、结束语 

　　总之，尽管目前采用无损检测技术检查运行中的管道质量已取得良好的效果，但每种无损检测技术都不是万能的，各有其特点和局限性，因此各种检测技术应取长补短、优势互补。我们相信未来随着管道检测发备的完善与成本的进一步降低，输送管道的运行检验技术会逐渐创新并将有更大的发展。 

　　参考文献： 

　　[1]高金国，王存义，王玉.超声波无损探伤检测焊接质量研究[J].黑龙江科技信息.2011（31） 

　　[2]谢祖荣，盛沙，戴波.长输管道超声波智能爬机检测系统[J].北京石油化工学院学报.2004（03）