石油天然氣管道環焊縫的超聲檢測研究

摘 要：當前，我國在天然氣資源開發工作已經慢慢走向完善化程度，人們日常生活對天然氣的運用非常廣泛，進而人們也慢慢開始重視石油天然氣管道的質量問題。超聲檢測技術是對天然氣管道實施無損檢測工作的一項先進的技術手段，當前在世界各國都有著比較普遍的運用，本文就針對石油天然氣管道環焊縫的超聲檢測技術進行分析，希望對我國石化企業的發展提供幫助。

關鍵詞：天然氣管道；超聲檢測；環焊縫

中圖分類號：TG441.7 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0285-01

相比常規性的射線管道檢測技術來講，超聲檢測技術在對天然氣管道焊縫的檢測工作，具有檢測速度更快、調整更方便快捷以及分層和定位更加科學以及檢測結果更加準確等方面優勢，在對天然氣管道焊縫測量完成之后，所得到的數據可以通過光盤來進行數據存儲，檢測的結構可以通過計算機輔助的方式來進行評定，同時還具有無放射性危險等多個方面的優勢性，在管道和儲存罐的建設施工過程中，對鋼管的制造、船舶與核電站等多個不同領域都具有非常廣泛的應用前景。全自動超聲檢測設備，是一個集硬件開發、軟件編程以及無損檢測工藝設計為一體的高科技檢測產品，為了開發出自己國家的超聲檢測設備，當期我國已經獨立研發出了全自動化的相控陣超聲檢測設備，并且已經通過了實用測試。

1 相控陣超聲檢測系統開發

通過手機與研究了當前世界上各個國家，已經存在的相控陣超聲檢測系統技術資料，對國外各個國家的相控陣超聲檢測設備進行了對比分析，依照當前我國現有的技術研究力量，在一年的時間范圍內，獨立研發出了我國第一臺相控陣超聲檢測設備，主要分為了四個基本模塊，即：超聲檢測模塊、硬件設備模塊、軟件控制模塊和機械裝置模塊。

1.1 系統研發

相控陣超聲檢測工藝的研究，是無損檢測工作領域當中的一個重點工作內容，通過運用大量常規性的超聲探頭來實施檢測試驗模擬，在模擬過程當中通過運用打倆你給的常規性超聲探頭來實施模擬試驗，有效的結合了計算機仿真技術，對相控陣超聲檢測技術進行了有效的探索和分析。在系統硬件設備的運用方面，主要是通過主控系統、數據處理和電機控制等模塊所構成，配備對應的供電系統，來驅動電機沿著事先設定好的管道檢測路線來進行工作，其中主控系統的性能指標分為發射板兩塊，每一塊有64路發射單元，接收板有兩塊，每一塊中有64路接收單元，該硬件系統是通過我國幾家合作單位來聯合研究而成的，國產化的概率達到了將近90%以上[1]。

1.2 軟件控制

在系統控制軟件當中，主要包含的是對硬件的控制工作和數據處理兩個方面，其中硬件控制軟件來對電路當中的系統實施控制，依照事先選用好和設計好的檢測方案來加以實施，依照相關的協議內容，將控制文字輸送到相對應的地址當中，通過對CPLD芯片的運用，和對計算機軟件處理工作，對計算機系統當中的軟件進行列隊操作，發射出超聲脈沖之后，再通過高速多通道的方式，來對DSP數據當中的系統進行開發，同時在此過程當中還需要進行信號的收集工作，通過高速數據傳輸之后，發送到數據處理系統當中來進行有效的處理，還需要通過數據統計圖的形式來加以顯示，通過這種方式來標記其中存在的問題和缺陷[2]。

2 天然氣管道環焊縫超聲檢測工作研究

2.1 超聲檢測技術介紹

天然氣管道在鋪設的工作當中，需要經歷各種地形以及不同的人文環境等，其中有一些管道在通過建設施工完成之后，基本上就成為了永久性的建設，很難進行后期的維修工作，要是必須要進行維修的時候，則需要投入大量的人力和財力，對我國經濟的發展形成了不良影響。在最近幾年的發展過程當中，比較大型的天然氣管道基本上都采用的是雙百檢測的方式，也就是所謂的100%RT+100%UT，即使是單方面強調了100%RT+100%UT工程，但是也是不可避免的需要穿越到人口比較密集的區域，連頭部分的焊接口提升了將近100%UT，其中還有一些施工單位，直接采用了100%RT+10～20%UT的復檢方式，通過這種現象可以看出當前人們對超聲檢測管道技術的重視程度。

2.2 環焊縫的超聲檢測

對一些長距離的天然氣管道的施工來講，在每一個階段管道焊接基本上都采用的是焊、平、立、仰等幾個關鍵性部位，這幾個部位上基本上都有一道焊接口，外加上地形和地貌的選擇上，使得管道焊接工作的難度不斷上升，同時在坡度比較大的施工地段當中，焊接的難度也是比較大的。因此，在這些部位的焊接縫上經常會產生問題。通過對超聲檢測技術的運用，可以很好的對該管道位置的焊接縫進行檢測，通過超聲檢測設備，向其中放射超聲波之后，可以得到具體的超聲圖，對超聲圖的波形進行分析是非常重要的工作，尤其是對準確指出焊點的位置，因為管道的厚度比較薄，同時管徑又不是非常大，通常情況下，在針對規格在？準159～323范圍中，管道壁厚度在5～11mm植被的管道環焊縫，需要使用頻率為5MHz的超聲頻率，在陽線距離小于10mm的情況下，晶片的尺寸大約為6×6或9×9的探頭，選用的是單面雙側、一次波和二次檢測的方式，通過這種方式可以保證探頭在發射第一波超聲波的時候，可以充分保證其存在外在的探傷，針對管道根部存在的問題，相關的施工人員必須要對其進行重點的關注，主要是通過V型的波口狀態，單反面雙面成型的方式，并且其中很多的危害都發生的管道的根部上，在進行超聲檢測的過程中，需要對這部分的位置進行重點檢測[3]。

3 結束語

通過本文對石油天然氣管道環焊縫的超聲檢測分析和研究，從中我們可以總結出，在石油天然氣管道的施工過程當中，需要盡可能的保證管道接縫處的施工質量，避免在日后產生問題的時候，修復難度給政府單位和施工單位帶來較大的困難，同時對超聲檢測技術的有效運用，可以實現更加準確的管道問題檢測，節省了大量的人力和財力。

參考文獻

[1]張振永，周亞薇，張金源.采用失效評估圖確定新建油氣管道環焊縫斷裂韌性的方法[J].焊接技術，2017，46（07）：72～76.

[2]吳 宏，周劍琴.國內大口徑、高鋼級管道焊接及焊縫檢測技術現狀[J].油氣儲運，2017，36（01）：21～27.

[3]隋永莉，曹曉軍，胡小坡.油氣管道環焊縫焊接施工應關注的問題及建議[J].焊管，2014，37（05）：62～65+72.

收稿日期：2018-8-2