油氣田建設(shè)工程無損檢測常見質(zhì)量問題及其處理措施

裴潤有，劉保平

1.中國石油長慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測中心（陜西西安710018）2.石油天然氣長慶工程質(zhì)量監(jiān)督站（陜西西安710018）

■質(zhì)量

油氣田建設(shè)工程無損檢測常見質(zhì)量問題及其處理措施

裴潤有1,2，劉保平1,2

1.中國石油長慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測中心（陜西西安710018）2.石油天然氣長慶工程質(zhì)量監(jiān)督站（陜西西安710018）

針對油氣田建設(shè)工程無損檢測，對從事無損檢測工作的檢測人員、監(jiān)理人員在日常工作中常出現(xiàn)的技術(shù)、質(zhì)量問題進行了分類列舉。對無損檢測工藝卡、原始記錄和報告、監(jiān)理無損檢測指令、射線檢測中現(xiàn)場透照、底片評定等諸方面常見的質(zhì)量問題進行了分析，并提出了針對各類問題的處理措施。最后對如何搞好油氣田建設(shè)工程無損檢測工作提出了相應(yīng)的建議。

油氣田建設(shè)工程；無損檢測；監(jiān)理指令；射線透照；底片評定

焊接質(zhì)量是油氣田建設(shè)工程質(zhì)量管理中的重要環(huán)節(jié)之一，利用無損檢測的方法對焊縫質(zhì)量進行檢查是目前采取的主要措施。然而在實際監(jiān)督檢查工作中，經(jīng)常會遇到各類違反標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或不能實施檢測的情況，有些問題是由于檢測單位內(nèi)部質(zhì)量管理體系運轉(zhuǎn)不正常或管理混亂造成的，而有些問題則是無損檢測監(jiān)理實際工作經(jīng)驗缺乏或責(zé)任心不夠引起的，還有射線拍片時不執(zhí)行工藝卡或標(biāo)準(zhǔn)而出現(xiàn)的漏檢以及超聲波現(xiàn)場檢測“走過場”等問題。筆者將油氣田建設(shè)工程無損檢測常見的問題進行了列舉，對存在的問題進行了分析，并提出防治此類問題的處理措施。

1 無損檢測工藝卡中常見問題

無損檢測工藝卡是根據(jù)工藝規(guī)程和設(shè)計文件的要求，針對特定規(guī)格和焊接結(jié)構(gòu)的形式所規(guī)定的技術(shù)文件，其參數(shù)更具體、執(zhí)行性和適應(yīng)性更強，實際操作過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行。工藝卡由在本單位執(zhí)業(yè)注冊的Ⅱ級人員編制，無損檢測責(zé)任工程師審核。

無損檢測工藝卡常見問題主要有以下幾類。

1.1 射線檢測工藝卡中不同規(guī)格混合問題

在2015年9月檢查某成品油管道工程無損檢測單位的射線檢測工藝卡時，發(fā)現(xiàn)對于Φ406.4 mm× 7.1 mm、Φ406.4 mm×7.9 mm、Φ406.4 mm×8.7 mm三種不同壁厚的射線檢測工藝卡，宜采用管道爬行器中心內(nèi)透法，透照條件均為140 kV、0.6 min。工藝卡中的具體參數(shù)參見圖1。

圖1 某成品油管道射線檢測工藝卡

1.1.1 工藝卡中存在的主要問題

對于相同外徑Φ406.4 mm的管道，其壁厚分別為7.1 mm、7.9 mm和8.7 mm三種規(guī)格。射線透照條件，尤其是管電壓的大小應(yīng)根據(jù)射線機的曝光曲線來確定。壁厚較薄者相應(yīng)的管電壓小一些；壁厚較厚的應(yīng)選擇較大的管電壓。在本工藝卡中管電壓統(tǒng)一選擇140 kV，未按射線機的曝光曲線調(diào)整管電壓的大小，會造成底片黑度值差別過大。本工藝卡中曝光時間值0.6 min時間太短，對射線底片的清晰度和對比度不利，應(yīng)適當(dāng)增大，可延長至1.5 min左右為宜。

1.1.2 處理措施

針對所使用的射線機，根據(jù)其曝光曲線來確定管電壓的大小，對三種規(guī)格的管道應(yīng)分別進行工藝卡編制。因為管道爬行器中心透照法，焦距值在底片各點是相同的，透照出的底片黑度值應(yīng)該是均勻一致的。

1.2 雙壁單影透照工藝卡中的參數(shù)數(shù)據(jù)問題

2011年9月在檢查某油田站內(nèi)工藝管道射線檢測工藝時，針對Φ219 mm×6 mm的工藝管道所編制的雙壁單影法工藝卡，如圖2所示。

圖2 某油田站內(nèi)工藝管道射線檢測工藝卡

1.2.1 該工藝卡中存在的主要問題

1）焦距F設(shè)定為700 mm不妥，因為是雙壁單影法透照，而且焦距變大以后更需要較大的射線能量，加之XXG-2505射線機在管道焊口照相時難以固定，該種射線機焦點至窗口距離150～160 mm，完全可以將射線機窗口緊貼管壁進行透照，而雙壁單影透照焊縫時的幾何清晰度總是滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[1]。

2）曝光量E＝20 mA·min，對于XXG-2505射線機，其電流值為5 mA，那么曝光時間就要4 min，效率太低，對于雙壁單影射線照相拍片，曝光時間1 min已經(jīng)足夠。

3）對于雙壁單影透照厚度，TA＝T×2+2[2]，本例中透照厚度TA＝6×2+2＝14 mm。

4）每道焊口拍片選擇5張大可不必，射線機緊貼管壁透照，4張底片完全能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，可以提高檢測速度，每道焊口拍片張數(shù)決定了一次透照長度。

5）暗室處理中顯定影時間90 s顯然不夠，底片未完全顯影出來會造成影像不均，定影時間不夠，底片上未曝光的AgBr離子未完全溶解掉，時間一長就會使底片發(fā)黃[3]。

1.2.2 處理措施

重新編制工藝卡，修改后的工藝卡見表1，根據(jù)該工藝卡現(xiàn)場拍片會取得滿意的透照效果。

1.3 超聲波檢測工藝卡中常見錯誤問題

超聲波檢測工藝卡中常見的錯誤有以下幾種類型：外徑相同的管道，不管壁厚多少編制在一張工藝卡中；探頭選擇不當(dāng)；掃描比例描述錯誤等。

表1 修改后的圖2所示的工藝卡

如2016年7月在檢查某油田采氣管道超聲波檢測工藝卡時，遇到幾種規(guī)格管道混合編制一張工藝卡的情況，如圖3所示。

1.3.1 工藝卡中的不妥之處

從圖3中可看出，將Φ168 mm×5 mm、Φ168 mm× 6 mm、Φ168 mm×7 mm三種規(guī)格的管道編制在一張工藝卡中，而采取同一種探頭5P6×6K3。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對于薄壁管，宜選擇大K值的探頭，而對于厚壁管，應(yīng)選擇小K值的探頭[2]。對于Φ168 mm×5 mm的管道，應(yīng)選擇5P8×8K3或5P9×9K3的探頭，但對于Φ168 mm×7 mm的管道，則選擇5P8×8K2.5或9× 9K2.5的探頭較為適宜，因為5P6×6K3或5P6×6K 2.5屬小徑管探頭，適宜Φ114 mm以下的管道，對于Φ168 mm或以上的管道，采用小徑管探頭會使探傷效率大大降低，不適用。

1.3.2 處理措施

對于Φ168 mm×5 mm、Φ168 mm×6 mm、Φ168 mm×7 mm三種規(guī)格的超聲波檢測工藝卡應(yīng)分別進行編制，并且對于Φ168 mm×5 mm的管道，可選擇探頭參數(shù)5P8×8K3或5P9×9K3；對于Φ168 mm×7 mm的管道，宜選擇5P8×8K2.5或5P9×9K2.5的探頭；而對于Φ168 mm×6 mm的管道，K值選擇3或2.5均可。

1.4 超聲波檢測工藝卡中的其他問題

2015年9月檢查某成品油管道超聲波檢測工藝卡時，曾出現(xiàn)不同壁厚的管道共用同一張工藝卡、試塊選擇錯誤等問題，如圖4所示。

1.4.1 工藝卡中的錯誤之處

1）不同壁厚的幾種管道混同編制一張工藝卡，從而導(dǎo)致探頭無法滿足不同規(guī)格的管道探傷，原因如1.3.1所述。

2）試塊選擇錯誤，根據(jù)SY/T 4109—2013《石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測》，應(yīng)選擇SGB-4試塊，另外缺少標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的SRB試塊。

3）前沿距離≤10 mm不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[2]。

圖4 某成品油管道超聲波檢測工藝卡

1.4.2 處理辦法

1）對于Φ323.9 mm×6.4 mm、Φ323.9 mm×6.7mm、Φ323.9mm×6.9mm、Φ323.9mm×7.1mm、Φ323.9mm× 7.9 mm應(yīng)分別編制工藝卡。

2）試塊應(yīng)選擇SY/T 4109—2013《石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測》中SGB-4試塊，并加進SRB試塊，SRB試塊可自行加工制造或定做。

3）探頭前沿距離應(yīng)根據(jù)管徑大小和壁厚值，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定來選取。應(yīng)選擇探頭前沿≤6 mm的短前沿探頭[2]。

2 原始記錄報告中的常見問題

根據(jù)多年來監(jiān)督檢查工作經(jīng)驗，射線檢測記錄報告中的錯誤比較鮮見，而對于超聲波檢測中原始記錄和報告中的問題較多。主要表現(xiàn)為探頭、試塊選擇不當(dāng)，檢測比例和掃描比例的概念及檢測評定中的各類問題，現(xiàn)列舉以下事例來加以說明。

2.1 超聲波檢測儀器調(diào)試中的問題

2015年4月在檢查某工程的超聲波檢測工作質(zhì)量時，見到一份超聲波檢測儀器調(diào)試及復(fù)核記錄，如圖5所示。

圖5 某輸油管線的超聲波檢測原始記錄

2.1.1 超聲波檢測儀器調(diào)試及復(fù)核記錄中錯誤之處

1）探頭頻率選擇錯誤，Φ508 mm×7.1 mm的管道，探頭采用2.5P8×8K2.5，頻率選擇錯誤。探頭頻率應(yīng)選擇5MHz，對于探頭頻率2.5MHz只適用壁厚＞14 mm的管道[2]。

2）試塊型號選擇錯誤，標(biāo)準(zhǔn)中沒有圖5所示的SGB-13/6120試塊，應(yīng)選擇SGB-5和SRB試塊。

2.1.2 處理措施

應(yīng)根據(jù)探頭5P8×8K2.5和SGB-5試塊重新調(diào)試。

2.2 超聲波檢測報告中的錯誤問題

2011年9月在抽查某油田計量接轉(zhuǎn)站內(nèi)加熱爐管道超聲波檢測資料時，發(fā)現(xiàn)不同規(guī)格的管道混合出具檢測報告、探頭選擇參數(shù)錯誤、檢測比例與掃描比例含糊不清等問題，如圖6所示。

圖6 某油田接轉(zhuǎn)站超聲波檢測報告

2.2.1 報告中的錯誤之處

1）不同規(guī)格的加熱爐管道混合出具檢測報告，因管道規(guī)格不同，所使用的探頭、試塊則不一致，從而無法在一張檢測報告中出具。

2）試塊型號中只填寫SGB不符合要求，因為SGB-1～6共6塊，根據(jù)不同管外徑來選取，如Φ219 mm×7 mm選擇SGB-4、Φ159 mm×6 mm選擇SGB-3、Φ114 mm×5 mm選擇SGB-2。

3）探頭基本參數(shù)錯誤：如頻率50 MHz，在超聲波檢測中只有2.5 MHz和5 MHz兩種頻率的探頭；報告中的晶片尺寸3×3 mm，沒有如此小的晶片尺寸；探頭K＝2選擇不當(dāng)，應(yīng)選擇K＝2.5～3的探頭；前沿距離10 mm太大，應(yīng)選擇≤6 mm的短前沿探頭[2]。

4）掃描比例100%這種描述是錯誤的，掃描比例是指按超聲波儀器中水平、深度或聲程與實際尺寸表示的比例大小[4]。如深度1：1表示儀器上顯示10 mm，即人工缺陷實際深度也就是10 mm；而報告中的100%指檢測比例，二者概念在本質(zhì)上是不同的。

5）檢測靈敏度：不低于評定線，應(yīng)按評定線靈敏度再加上表面補償量來填寫。此處可填寫Φ2-14dB-4dB。

2.2.2 處理措施

重新編制檢測報告，修改后的報告見表2，表2按Φ219 mm×7 mm管道超聲波檢測報告編制，其他兩種規(guī)格的管道Φ159 mm×6 mm和Φ114 mm×5 mm只按標(biāo)準(zhǔn)要求，將探頭規(guī)格和相應(yīng)的試塊進行調(diào)整即可。

表2 超聲波檢測報告

3 監(jiān)理指令中的常見問題

3.1 常見問題分類

3.1.1 直管與彎頭對接環(huán)焊縫進行超聲波檢測

石油天然氣鋼質(zhì)管道超聲波檢測指令中，對于直管與彎頭連接的環(huán)焊縫，是不能進行超聲波檢測的[2]，但對于此類焊縫進行超聲波檢測的情況時有發(fā)生。

3.1.2 插入式小直徑接管角焊縫進行磁粉檢測

天然氣集氣站站內(nèi)工藝管道安裝中，常會碰到主管道上連接計量儀表類的小直徑管，一般采用插入式焊接連接，此類角焊縫既不能進行射線檢測，也無法實施超聲波檢測，因而標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用表面無損檢測，但比較可靠的辦法是采用液體滲透檢測，但有些監(jiān)理指令采用磁粉檢測，如圖7所示。

對于單磁軛的磁極間距應(yīng)控制在75～200 mm[2]，本指令中Φ34 mm×3 mm的管道，不管是接管角焊縫還是對接焊縫，在一個方向無法放置磁軛，即不能檢測垂直于焊縫的橫向缺陷。

3.1.3 壁厚小于5 mm進行超聲波檢測的問題

2015年10月在檢查某監(jiān)理單位所下發(fā)的無損檢測監(jiān)理指令時，發(fā)現(xiàn)對于規(guī)格為Φ89 mm×4 mm、設(shè)計壓力為6.3 MPa的站外采氣管線，由監(jiān)理下達(dá)的無損檢測指令，其超聲波檢測100%、射線檢測比例為20%，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求[5]。

圖7 某氣田集氣站內(nèi)工藝管道磁粉檢測監(jiān)理指令

3.2 處理措施

1）直管與彎頭檢測應(yīng)進行射線檢測。

2）插入式小直徑接管角焊縫的檢測進行滲透檢測是最理想的。

3）壁厚小于5 mm的管道環(huán)焊縫，此處應(yīng)進行雙倍比例的射線檢測[5]。

4 射線底片中常見的質(zhì)量問題

4.1 底片本身質(zhì)量不合格

4.1.1 不合格分類

1）底片黑度不足或過大。不同的檢測標(biāo)準(zhǔn)對底片評定區(qū)的黑度值是有要求的，所以應(yīng)根據(jù)不同的檢測標(biāo)準(zhǔn)檢查底片黑度。最大黑度值的測量應(yīng)位于底片中心部位的母材上；最小黑度值應(yīng)位于有效評定區(qū)邊緣的焊縫中心處。若這兩個部位的黑度符合規(guī)定，則整張底片的黑度值滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[6]。

2）靈敏度不足或無法識別。射線底片的靈敏度由線型像質(zhì)計的指數(shù)來表示的。對于各類透照方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了應(yīng)看到不少于10 mm的金屬絲，評價底片靈敏度的指標(biāo)是底片上能識別出的最細(xì)金屬絲的編號[6]。實際檢查工作中常會碰到像質(zhì)計位置放置錯誤、型號選擇不當(dāng)?shù)取?/p>

3）影響評定的偽缺陷。主要是由于透照操作或暗室處理不當(dāng)，或由于膠片、增感屏質(zhì)量不好，在底片上留下非缺陷影像。常見的偽缺陷影像包括：劃痕、折痕、水跡、靜電感光、指紋、霉點、藥膜脫落、污染等[6]。

4.1.2 處理措施

除暗室處理時間，主要是定影時間過短，造成底

片灰霧可以重新再次定影以外，絕大部分底片質(zhì)量不合格的處理辦法就是重新拍片。

4.2 射線透照中的常見問題

4.2.1 射線透照中常見問題分類

1）底片中有漏檢區(qū)存在。如2011年在檢查某Φ 273 mm×7.1 mm輸油管道焊縫射線檢測底片時，每道焊口拍片4張，而且由于透照時地形所限，造成了明顯的漏檢區(qū)，如圖8所示。

圖8 某Φ273 mm×7.1 mm的輸油管道焊縫射線檢測底片

由于采用雙壁單影透照，每道焊口拍片4張，底片有效評定區(qū)長度200 mm，而Φ273 mm的管道周長＝273×3.14＝857 mm，每張片檢測區(qū)域長度＝857÷4＝214.3 mm，理想狀態(tài)下拍片時每張底片有效評定區(qū)以外只差214.3-200＝14.3 mm，實際透照時并非圓周4等分布片，從而造成漏檢。圖8所示按實際尺寸對接后，很明顯標(biāo)記帶6～7空缺了一段焊縫影像。

2）雙壁雙影橢圓透照時焦距不足。2012年12月在抽查某站內(nèi)工藝管道Φ89 mm×6 mm雙壁雙影2張底片時，其中1張底片透照焦距符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，而另1張由于地形所限射線機無法放置，焦距過小導(dǎo)致放大畸變，如圖9所示為兩張底片對接在一起的照片。焦距不足會使雙壁雙影靠近射源側(cè)的焊縫幾何不清晰度增大，致使細(xì)微缺陷漏檢，所以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定雙壁雙影透照時焦距不應(yīng)小于600 mm[2]。

圖9 兩張底片對接在一起的影像

4.2.2 處理措施

1）據(jù)有關(guān)文獻計算分析[1]，對于常見的Φ273～1 016 mm的管道環(huán)焊縫，分5次透照即可完成整圈焊縫的拍片探傷，射線探傷中的幾何不清晰度和一次透照長度是滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的。所以Φ273 mm以上的石油天然氣管道，拍片5張即可滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）由于地形所限無法完成雙壁雙影橢圓透照的小徑管，可做垂直透照，每道焊口拍片3張，互成120°或60°。

5 結(jié)束語

油氣田建設(shè)工程無損檢測對于焊縫質(zhì)量的檢驗具有無法替代的重要作用，要做好此項工作，必須從以下幾方面著手進行。

1）對于檢測工藝，作為檢測單位的技術(shù)負(fù)責(zé)人、檢測責(zé)任師等技術(shù)管理人員，必須從思想上重視起來，在工藝規(guī)程、工藝卡的編制審核中認(rèn)真把關(guān)，絕不能只簽字不檢查，甚至出現(xiàn)低級錯誤。

2）無損檢測監(jiān)理人員應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)掌握檢測標(biāo)準(zhǔn)，最好能有2年以上的無損檢測工作經(jīng)驗，做到理論與實踐相結(jié)合，才能充分發(fā)揮監(jiān)理的把關(guān)作用。

3）作為無損檢測從業(yè)人員應(yīng)有不怕吃苦，精益求精的工作態(tài)度與責(zé)任心，并不斷總結(jié)經(jīng)驗，對檢測原始記錄、報告要嚴(yán)加審核，避免同一錯誤重復(fù)出現(xiàn)。

[1]劉保平.管道環(huán)焊縫雙壁單影法X射線透照次數(shù)的確定[J].無損探傷,2014,38(1)：19-21.

[2]石油工程建設(shè)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會.石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測：SY/T 4109—2013[S].北京：石油工業(yè)出版社,

2013.

[3]強天鵬.射線檢測[M].北京：中國勞動社會保障出版社, 2007.

[4]鄭暉,林樹青.超聲檢測[M].2版.北京：中國勞動社會保障出版社,2008.

[5]中國石油天然氣集團公司.油氣田集輸管道施工規(guī)范：GB 50819—2013[S].北京：中國計劃出版社,2013.

[6]裴潤有,劉保平.魏增安.油氣田建設(shè)工程焊接質(zhì)量無損檢測技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社,2014.

The common technical and quality problems in nondestructive testing of oil and gas field construction projects are be classified and listed.The common quality problems found in nondestructive testing process cards,original records and reports,supervision orders,field ray transillumination and film evaluation were analyzed,and corresponding treatment measures for every type of problems were proposed.Finally,some suggestions on how to do well in nondestructive testing of oil and gas field construction projects are put forward.

oil and gas field construction project;nondestructive testing;supervision order;ray transillumination;evaluation of film

2017-05-11

裴潤有（1962-），男，高級工程師，主要從事油氣田地面建設(shè)工程管理和工程質(zhì)量監(jiān)督管理工作。