承壓管道對(duì)接焊縫檢測(cè)分析與對(duì)策

摘 要：在我國(guó)，承壓管道被廣泛應(yīng)用到石油、化工、能源、電力等行業(yè)，管道通常處于高溫、低溫以及具有一定壓力的環(huán)境中，同時(shí)這類(lèi)管道一般用于輸送有毒、腐蝕性及易燃易爆的物質(zhì)，一旦管道發(fā)生泄漏，往往會(huì)導(dǎo)致極其嚴(yán)重的事故而造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，或危及人們的生命安全。因此，做好承壓管道對(duì)接焊縫的檢測(cè)工作并對(duì)檢測(cè)結(jié)果分析從而采取對(duì)策十分重要。本文分別從承壓管道對(duì)接焊縫檢測(cè)技術(shù)和焊縫缺陷產(chǎn)生的原因及預(yù)防幾個(gè)方面進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：承壓管道；對(duì)接焊縫；檢測(cè)分析；對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：TG115 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）11-0195-02

由于技術(shù)以及管理方面的原因，不少承壓管道中存在的焊接缺陷如果不及時(shí)進(jìn)行返修處理，在長(zhǎng)期使用后，管道焊縫可能會(huì)因?yàn)楦g、材料的損傷及管壁承受的壓力等而產(chǎn)生裂紋，就很容易造成惡性事故的發(fā)生。為了保證管道的使用安全，需要認(rèn)真選擇一種行之有效的管道焊縫缺陷檢測(cè)方法，而實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，其核心工作就是解決管道對(duì)接焊縫缺陷的定位、定量等關(guān)鍵問(wèn)題。

1 對(duì)接焊縫檢測(cè)技術(shù)

針對(duì)承壓管道對(duì)接焊縫的缺陷產(chǎn)生的特點(diǎn)，通常采用射線檢測(cè)或超聲波檢測(cè)技術(shù)來(lái)檢測(cè)其焊縫質(zhì)量。

1.1 射線檢測(cè)技術(shù)

通常分為X射線檢測(cè)和γ射線檢測(cè)兩種。X射線檢測(cè)技術(shù)通常用于管道壁厚小于26mm的管道的焊縫檢測(cè)，γ射線檢測(cè)技術(shù)則多用于大壁厚、架空等管道的焊縫檢測(cè)工作中。通常利用射線穿過(guò)介質(zhì)的能量衰減在膠片上記錄缺陷。

X射線檢測(cè)技術(shù)能夠提供比γ射線檢測(cè)更高的清晰度與靈敏度。因此，在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能采用X射線檢測(cè)來(lái)提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。具體檢測(cè)方式如下圖1所示。

對(duì)接焊縫中的缺陷按性質(zhì)可分為裂紋、未熔合、未焊透、條形缺陷、圓形缺陷、根部?jī)?nèi)凹、根部咬邊共7類(lèi)；按缺陷性質(zhì)、數(shù)量和密集程度，其質(zhì)量等級(jí)可劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)。其中，Ⅰ級(jí)對(duì)接焊縫內(nèi)不允許存在裂紋、未熔合、未焊透、條形缺陷、根部?jī)?nèi)凹、根部咬邊。Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)內(nèi)不允許存在裂紋、未熔合、雙面焊以及加墊板單面焊中的未焊透。缺陷超過(guò)Ⅲ級(jí)者為Ⅳ級(jí)。當(dāng)各類(lèi)缺陷評(píng)定的質(zhì)量級(jí)別不同時(shí)，以質(zhì)量最差的級(jí)別作為對(duì)接焊縫的質(zhì)量級(jí)別。

1.2 超聲波檢測(cè)技術(shù)

在進(jìn)行承壓管道焊縫檢測(cè)時(shí)，普遍采用超聲檢測(cè)的方式。其不存在放射性危險(xiǎn)，可以有效確定焊縫缺陷的深度及范圍，具有較高的檢測(cè)效率。

1.2.1 檢測(cè)儀器及探頭

數(shù)字超聲波探傷儀，高頻率、小前沿、大K值的橫波斜探頭。

1.2.2 檢測(cè)方式

采用直射法與一次反射波法結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行，其檢測(cè)原理如圖2所示。圖中所示的位置1和2分別采用直射法檢測(cè)與一次反射波法檢測(cè)，通過(guò)這種方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫的全面檢測(cè)。

1.2.3 探頭的移動(dòng)區(qū)域及檢測(cè)區(qū)域

探頭的移動(dòng)區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)保證對(duì)焊縫及兩側(cè)的熱影響區(qū)進(jìn)行全面覆蓋，所探查的區(qū)域長(zhǎng)度至少應(yīng)該在3TK左右（T為板厚，K為探頭折射角度）。

1.2.4 缺陷定量檢測(cè)

應(yīng)注意將檢測(cè)的靈敏度保持較高的水平，不能低于評(píng)定線，當(dāng)反射波的波幅超過(guò)評(píng)定線時(shí)，應(yīng)根據(jù)探頭位置、方向以及反射波的波形及位置來(lái)判斷焊縫的缺陷情況。另外，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，探頭應(yīng)垂直于焊縫中線，以便進(jìn)行縱向缺陷的檢測(cè)。

2 焊縫缺陷產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施

2.1 焊縫缺陷產(chǎn)生的原因

導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生缺陷的原因主要包括以下幾個(gè)方面：管道壁厚不足，這會(huì)使得焊縫在正常壓力作用下處于較高的應(yīng)力狀態(tài)，導(dǎo)致焊縫金屬發(fā)生屈服；管道壁厚過(guò)大，焊接過(guò)程中需要進(jìn)行多層多道焊接，由于坡口角度或焊接電流過(guò)小等原因，會(huì)導(dǎo)致焊接位置表面殘留氧化物，導(dǎo)致焊縫逐漸被氧化；當(dāng)焊接時(shí)采用不合理的焊接結(jié)構(gòu)，就容易造成焊縫出現(xiàn)較高的應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生裂紋；在焊接時(shí)，焊道間的焊渣如果未進(jìn)行徹底的清理而殘留在焊縫中，就容易導(dǎo)致焊縫中形成夾渣、氣孔等缺陷；進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，如果缺乏有效的監(jiān)督檢查，但出現(xiàn)一定的工藝錯(cuò)誤，而未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，也是導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生缺陷的主要原因之一。

2.2 焊縫缺陷的預(yù)防措施

焊接前，要根據(jù)管道的特點(diǎn)選擇適宜的坡口角度并應(yīng)徹底清理焊接區(qū)及附近的油污等雜物；焊接時(shí)，焊條要保持一定的傾角，這能有效避免體積型缺陷的出現(xiàn)；選擇正確的運(yùn)條方式，有規(guī)律地?cái)噭?dòng)熔池，促使熔渣與鐵水分離；適當(dāng)降低焊接速度或增加焊接電流，這樣能夠使熔渣更容易浮出；對(duì)焊條藥皮、焊劑的化學(xué)成分進(jìn)行合理調(diào)整，使熔渣的熔點(diǎn)降低，有效地使熔渣分離出來(lái)。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）利用X射線檢測(cè)技術(shù)對(duì)管道對(duì)接焊縫進(jìn)行檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫缺陷的位置、大小及形狀進(jìn)行較為精確的判定，而且能夠有效降低檢測(cè)成本，因此，針對(duì)這些技術(shù)開(kāi)發(fā)出更為方便使用的檢測(cè)設(shè)備。

（2）利用超聲波檢測(cè)技術(shù)時(shí)，檢測(cè)人員除了需要對(duì)檢測(cè)到的缺陷回波所反應(yīng)的情況有詳細(xì)的了解之外，還要對(duì)其他一些回波信號(hào)進(jìn)行判斷，如各種雜波、工件輪廓回波等，以免出現(xiàn)因回波判斷錯(cuò)誤而影響檢測(cè)結(jié)果的情況出現(xiàn)。

（3）焊縫中的主要缺陷是在焊接過(guò)程中的多種外界因素和人為因素所造成的，因此，對(duì)焊接人員的綜合素質(zhì)要求較高，要求焊接人員能夠在焊接作業(yè)中對(duì)各種異常因素進(jìn)行判斷，以便及時(shí)處理，避免焊縫缺陷的出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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