普光氣田集輸系統厚壁管道射線探傷技術淺談

孫連偉 王魏 羅光明 李康

摘 要在普光氣田大灣區塊地面集輸工程的建設中，站外集輸系統涉酸管線采用了壁厚較大的管道。由于壁厚較大，使得無損檢測的難度增加。通過選用合適的射線源以及采用合理的探傷技術參數，不僅提高了探傷效率，而且保證了大壁厚管道焊口的無損探傷質量。

關鍵詞普光氣田；涉酸管線；焊口傷；雙壁單影；γ射線

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

前言

在普光氣田大灣區塊地面集輸工程的建設中，由于輸送的天然氣中含有有毒物質，集輸系統管線采用了壁厚較大的管道，例如DK01-D402管線采用的管道規格為φ508×22.2mm，D402-D403管線采用的管道規格為φ457×28mm。在管道焊口的實際檢測中，采用了100%超聲波和100%射線的檢測比例。由于焊口壁厚較大，加上工程實際中的彎頭、連頭很多，只能采用雙壁單影的透照方式，從而在很大程度上增加了射線探傷的難度。本文以φ457×28mm管道焊口的射線探傷為例，通過選用合適的射線源以及正確的探傷技術參數，不僅提高了探傷效率，而且確保了大壁厚管道焊口的無損探傷質量。

1、射線源的選擇

普光氣田大灣區塊地處山區地段，彎頭和連頭較多，射線探傷時可采用管道爬行器單壁透照的焊口較少，大部分焊口要采用雙壁透照，透照厚度達到了56mm，使用X射線機探傷的效率極低，無法滿足工程進度的需要，另外由于X射線機在探傷中長時間處于高負荷運轉狀態，因此設備的故障率極高。這些原因使得X射線機無法單獨完成厚壁管道焊口的射線探傷?？紤]到γ射線源透照厚度大、穿透能力強、設備故障率低等優點，我單位多次向建設單位提交了使用γ射線源申請報告，最終獲得了有條件的使用。

2、γ射線現場檢測技術要點

2.1γ源強度的選擇

根據以往的探傷經驗，對于透照厚度TA≥20mm~25mm時，選用源強50Ci左右，當TA≥25mm~ 30mm時，選用源強65Ci左右，當TA≥30㎜~40㎜時，選用源強80Ci左右。我們在φ457×28mm的射線探傷時選用的最初源強為90Ci。

2.2曝光時間

由于γ射線源的強度是隨時間衰減的，不能進行人為的控制，因此選用合理的曝光時間就變的非常重要。確定曝光時間的方法有查尺法和計算法兩種方法，在實際操作時我們選用了西南反應堆工程研究設計院制作的計算尺計算曝光時間(查尺法)。經過長期探傷實踐和實驗，業界普遍認為在透照厚度為10~100mm范圍內可使用γ射線探傷曝光計算尺確定曝光時間，在采用T2類別膠片時，照射量取3~3.5倫琴可取得理想的底片。

2.3膠片的選擇

射線照相檢驗中底片的影響質量與膠片的種類密切相關，不同的影像質量要求選用不同的膠片。下面按比較測定法思路對三種種膠片（天津N-Ⅲ型，富士 100、愛克發C7）進行特性曲線的測試和比較。實驗選用ICM--SITE-320固定式X射線機，管電壓130KV,焦距1.0m，電流5.0mA，曝光時間為4，8，16，32，64，96，128，192和2565s，三種膠片同吋曝光后按標準條件沖洗，晾干后測試黑度值，用黑度計的修正曲線修正后的黑度數據示于表1

序號 對數

一 天津N-Ⅲ C7 富士 100

1 1.4 0.34 0.24 0.17

2 1.6 0.62 0.48 0.45

3 1.9 0.85 0.69 0.65

4 2.2 1.82 1.45 1.47

5 2.5 3.17 2.86 2.57

6 2.7 3.81 4.32 4.42

7 2.8 4.22 4.54 4.61

3 3 4.49 一 ―

9 3.1 ― 一 一

10 3.2 一 一 一

表一

幾種射線膠片的特性曲線及比較

膠片特性

膠片型號 感光度56 平均梯度；"

天津N-III 56.23 4.17

AGFA C7 45.71 5.41

富士 100 41.69 5

最后我們選用在業內被廣泛認可的細顆粒，高反差、平均梯度好的愛克發C7膠片，一方面保證了檢測的效果，另一方面也提高了檢測效率。

由于γ射線在檢測裂紋、未熔合等面積型缺陷的能力低于X射線，因此根據標準JB/T4730-2005的規定，我們選用的膠片型號為AGFA C4，屬于膠片系統中的T2類別。

2.4暗室條件的選擇

暗室處理質量的好壞，直接影響底片質量的好壞，要做好暗室處理工作，因此要認真選擇好每個暗室條件，只有才能提到射線底片的質量，提高射線探傷的一次成功率。

2.4.1溫度控制

顯影溫度：18~22度；

定影溫度：16~24度；

水洗溫度：16~24度；

干燥溫度：40度以下。

2.4.2時間控制

顯影時間：5min；

停顯時間：0.5min；

定影時間：8~10min；

水洗時間：30~60min。

2.5γ射線與X射線的對比

由于同等條件下，γ射線照相的靈敏度一般不如X射線，因此為了驗證在選定的條件下γ射線照相靈敏度滿足實際探傷的要求，我們進行了如下對比試驗。

試驗項目 膠片 透照厚度 射線能量 曝光時間

X射線 AGFA C7 50mm 320Kv 25min

γ射線 AGFA C4 50mm 90Ci 35min

在相同暗室處理條件下對膠片進行了暗室處理后，觀察后發現γ射線透照的底片像質計靈敏度和X射線透照的底片像質計靈敏度沒有明顯的差異。

3、γ射線的安全操作

1)使用前，仔細檢查γ射線探傷機是否泄露、導源管是否破損及暢通、傳動裝置是否正常。

2)確保緊急應變使用的保護用品及工具已經帶齊。確保已向有關安全部門申請射線作業并已通告射線作業影響區內有關部門人員撤離。

3)確保作業影響區四周已牽好警戒線、警告標志牌。

4)貼好底片，根據工藝卡選擇焦距。

5)確認警戒區域內無其他非相關人員并且工作人員已到達安全區域后，通過控制機構將γ源由輸源導管運送到曝光位置，開始曝光。

6)按工藝卡選擇曝光時間。

7)曝光期間嚴格控制警戒區域，防止非相關人員意外闖入。

8)曝光結束后，通過控制機構將源收回到源容器中。操作結束后檢查源是否收回到容器內，確保γ源沒有遺漏在現場，并檢查γ射線探傷機是否完好。

9)加強源在運輸過程中的保管，防止丟失和被盜。

10)定期對γ射線探傷機進行維護和保養。

4、結語

目前，由于受射線機穿透能力的影響，厚壁管道焊縫射線探傷仍是一個比較困難的，需要我們探傷人員深入的進行研究，如何提高管道焊縫的探傷水平，保證高含硫化氫氣田管道焊縫質量，對高含硫化氫氣田安全清潔開發提供強有力的技術支持是我們無損檢測人員共同追求的目標。