埋地管道无损检测技术

输送管道作为一种特殊承压设备越来越广泛用于石油、化工、化肥、电力、冶金、轻工和医药等各工业领域和城市燃气、供热系统。压力管道按其用途分为长输管道、公用管道和工业管道。长输管道主要用于输送石油、天然气和成品油,城市公用管道主要用于输送天然气、煤气和蒸汽,由于长输管道和城市公用管道输送距离长、经过人口稠密的地区、穿越道路与河流等,因此基本上采用埋地的方式,埋深一般在地下0.5~2 m,这些管道的直径一般在89~1 219 mm,壁厚一般在6~30 mm。工业管道主要用于炼油、化工、化肥、电力、冶金、轻工和医药等各工业领域生产过程中的液体、气体工业介质的输送,因此主要位于该类工厂的厂区之内,一般采用地上管廊的安装方式。

随着我国经济持续、快速发展,社会对埋地管道的需求将会迅速增加,未来的一二十年,我国将进入埋地管道建设和发展的高峰期。

鉴于埋地压力管道具有泄漏和爆炸的潜在危险,世界上的工业发达国家都颁布有关法规或规范对埋地压力管道的设计、施工焊接、运行等过程进行严格控制,以确保埋地管道的运行安全。我国在压力管道安全管理方面起步较晚,近年来,与此有关的泄漏与爆炸事故频繁发生,威胁到人身安全且破坏生态环境,因此,提高压力管道的检测技术,确保压力管道的安全运行在我国具有十分重大的意义。我国于1996年由原劳动部颁布了《压力管道安全管理与监察规定》标准,而石油、石化和电力等部门也制定了一些设计和安装标准[1~5]。埋地管道的失效原因主要包括腐蚀穿孔、焊缝上存在的各种超标焊接缺陷开裂和人为破坏等,下面根据埋地管道制造、安装和使用的不同阶段所采用的无损检测技术分别加以综合介绍。

1　埋地管道元件的无损检测

压力管道由各种压力管道元件安装而成,包括管子、管件、法兰、阀门、膨胀节、波纹管、密封元件及特种元件,其材质有金属和非金属两大类。

1.1　埋地管道用钢管

埋地管道用管材包括无缝钢管和焊接钢管,无缝钢管采用液浸法或接触法超声波检测主要来发现纵向缺陷。液浸法使用线聚焦或点聚焦探头,接触法使用与钢管表面吻合良好的斜探头或聚焦斜探头。所有类型的金属管材都可采用涡流方法来检测它们的表面和近表面缺陷。

焊接管又分螺旋和直缝焊接钢管,焊缝采用射线抽查或100%检测,对于100%检测,通常采用X射线实时成像检测技术。

1.2　埋地管道用锻制管件

锻制管件主要包括法兰、三通、弯头和封头等,其制造应符合国家标准GB/T 9115—2000和原机械部标准JB 82—1994等的有关规定。通常采用超声波来检测锻件中的危害性冶金缺陷。一般采用纵波直探头对加工过程中的实心锻件进行检测,采用横波斜探头对内外径之比<80%的环形或筒形锻件进行周向检测。