一種可調式管道中心透照裝置在厚壁管道對接接頭γ射線檢測中的應用

徐承堯,李 鵬,楊亞星,張鳳全

(1.洛陽中油檢測工程有限公司,洛陽471023;2.中國石油天然氣第一建設公司,洛陽471023)

一種可調式管道中心透照裝置在厚壁管道對接接頭γ射線檢測中的應用

徐承堯1,李 鵬1,楊亞星2,張鳳全1

(1.洛陽中油檢測工程有限公司,洛陽471023;2.中國石油天然氣第一建設公司,洛陽471023)

以某加氫裂化裝置的高壓、高溫、厚壁管道射線檢測為例,制作了一種可調式管道中心透照裝置,該裝置采用γ射線中心曝光法檢測對接焊縫,有效地提高了工作效率和底片質量。

可調式管道;中心透照裝置;厚壁管道對接接頭;γ射線檢測

煉油、化工裝置及電廠的系統管道(泛指輸送工藝介質的管道)多用于輸送高溫、高壓、易燃、易爆類介質,因此設計和施工規范往往要求對這類管道焊接接頭進行100%射線檢測。按照常規射線檢測方法,對此類管道只能采取雙壁單影法進行透照,一次透照只能形成一張有效底片,對于成千上萬條焊縫的檢測則需要較長的工期,而此工期與整體施工進度沖突。筆者通過設計并制作了一種可調式管道中心透照裝置(以下簡稱“中心透照裝置”),將雙壁單影透照法轉變為單壁單影中心透照法,有效地提高了工作效率和底片質量。

1 中心透照裝置的結構

該中心透照裝置的基本功能是將γ射線源始終固定在管道的中心,以實現其單壁單影中心透照的目的。實際工作時,一套裝置中有各種不同規格和壁厚的管道,該中心透照裝置可通過一套可調式傘型支架來實現不同管徑的γ射線源的中心定位,其基本模型是利用一根置于支架中心的空心絲杠。通過調整螺母在絲杠上的位置,使得支架端部與管內壁緊密貼合;支架端部設置有滾輪,調整好的支架可通過滾輪滑入管道內,并通過人工調整的方式將支架定位于焊接接頭部位;在支架滑入管道之前,將γ射線源及其導源管穿入空心絲杠并定位。該中心曝光定位支架適用于DN150 mm～DN550 mm管道對接接頭的射線檢測(DN:管道公稱直徑)。中心曝光定位支架基本模型見圖1。

圖1 中心曝光定位支架基本模型

利用該中心透照裝置,可以在管道預制及安裝階段完成直管段帶一個彎頭的J型預制件,或兩個直管段帶一個彎頭的L型預制件的對接接頭的檢測。檢測方可根據現場情況和安裝方協商預制深度。

2 中心透照裝置的應用

定位:將源管穿入中心透照裝置中心絲杠(見圖1),并將源頭定位;源頭定位后根據透照管徑調整可調支撐臂至合適尺寸,并保證源頭在管中心定位;曝光源頭中心定位后再確定透照焊縫的位置,中心曝光定位支架應用示例如圖2所示。

圖2 中心曝光定位支架應用示例

檢測:根據確定的曝光參數進行透照,與常規透照方式一致,中心一次曝光完成焊縫透照。

采用中心透照時,檢測工藝須滿足標準NB/T 47013.2—2015《承壓設備無損檢測第2部分:射線檢測》中第5.7.1節規定:所選用的射線源至工件表面的距離f應滿足AB級射線檢測技術:

式中:d為射線源的有效焦點尺寸;b為工件至膠片距離。

據上所述,當采用Se75和Ir192射線源時,不同規格管子的最小值fmin可參照表1(規格選定參照某加氫裂化裝置高壓加氫厚壁管子的尺寸)。

表1 不同規格管子的最小值fmin

表1中,Se75射線源的焦點尺寸為2 mm, Ir192射線源的焦點尺寸為3 mm。表1中有部分數據按照標準NB/T 47013.2－2015中第5.7.2節規定:采用源在內中心透照方式周向曝光時,只要得到的底片質量符合第5.16.1節和第5.16.2節的要求,f可以減小,但減小值不應超過規定值的50%。

3 應用效果比較與分析

3.1 透照時間與效率

某加氫裂化裝置高壓加氫厚壁管道中使用量較大的φ323 mm×28 mm規格焊口射線檢測時,采用射線源為Ir192,射線源強度為40Ci,膠片為AGFA C4。使用該中心透照裝置透照時,曝光1次,透照時間1.88 min;采用常規雙壁單影透照時,曝光6次,累計透照時間168 min。由此看出,使用該中心透照裝置后,透照時間大大縮短,作業效率顯著提高。對于一套檢測量在上萬張底片的裝置而言,透照時間的減少對整個裝置施工工期的保證是極為有利的。

3.2 透照質量

中心透照相對于雙壁單影透照,透照厚度均一,橫向裂紋檢出角為0°,底片黑度、靈敏度俱佳,散射線影響小,缺陷檢出率高。

實際使用該中心透照裝置時,機械定位迅速便捷,定位精度高。經實際模擬測試,曝光源頭中心環向定位基本無偏差,軸向定位偏差小于2 mm,能夠滿足中心曝光條件。

經評定,所有采用該中心透照裝置完成的底片,其黑度、像質計靈敏度等技術指標均滿足標準NB/T 47013.2－2015中第5.16節的要求。

3.3 成本節約情況

中心法一次透照與雙壁單影法多次透照相比,最大的優點是減少了透照時間,縮短了檢測工期,提高了員工的工作效率和設備利用率,從而使檢測施工中的人力和設備成本降低。

3.4 安全與健康

中心透照法所需的曝光時間短,減小了作業人員的健康和相關方的安全影響,對工程建設施工的安全管理相對有利。

4 結語

該中心透照裝置的應用有效地縮短了檢測施工工期,但在工程實踐中,該中心透照裝置的使用,需要與工程的預制、安裝工序銜接,才能更有效地提高檢測效率。為進一步提高中心透照裝置的使用性能和透照質量,還需在光電、自動化機械等方面改進,以實現高效、準確的檢測目的。

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

徐承堯(1964－),男,高級技師,主要從事壓力管道、壓力容器的無損檢測工作。

李 鵬(1974－),男,本科,工程師,主要從事企業無損檢測管理工作。E-mail:lipeng＠cnpndt.com。