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大口径天然气管道环焊缝质量排查无损检测分析

来源:《管道保护》2021年第2期 作者:舒亮 赵万里 王春光 崔宝龙 王福德 汪佩佩 姚军花 时间:2021-4-7 阅读:

舒亮1 赵万里1 王春光1 崔宝龙1 王福德1 汪佩佩2 姚军花3
1.国家管网集团西气东输公司; 2.武汉三联无损检测工程技术有限公司; 3. 中国石油华东化工销售公司


摘要:焊接工艺、现场作业环境、施工监管以及应力条件变化等,会不同程度影响管道环焊缝质量。通常采取建设期底片复核、内检测数据比对和现场开挖验证等进行排查,为修复管道本体缺陷、消减管道失效风险提供科学依据。以某公司环焊缝底片复查时发现焊口存在裂纹缺陷为例,通过现场TOFD和相控阵检测,认为有扩展风险的可能,进而确定了相应的处理措施。
关键词:环焊缝;焊缝热影响区;裂纹缺陷;无损检测;管道失效;长输管道


某长输管道管径1219 mm,管材X80高强钢,一般地区壁厚18.9 mm,运行压力8 MPa,输送介质为天然气。2020年,在环焊缝无损检测底片复核时发现1道焊口底片(1#底片)存在疑似热影响区裂纹缺陷(坡口未熔合),决定第二次开挖复拍,并依据重新复拍结果(2#底片)由适用性评价单位现场进行专项验证,并最终确定处理措施。

1  焊缝缺陷类型评价存在异议

对焊缝1#底片复评时,评定结论争议为疑似热影响区裂纹或坡口未熔合二种意见。检测公司超声波检测未见上述底片区域缺陷,检测记录及检测报告(TOFD)也未显示该缺陷;检测公司未进行磁粉检测或表面渗透检测;结合复拍检测分析,不排除该焊缝存在不可接受缺陷(裂纹)的合理怀疑(图 1)。




1 焊口1#底片及外观检测


2  相关方复查情况

经公司环焊缝质量管理部门与施工单位、检测公司、监理公司、底片数字化单位等相关技术人员共同复查,确认现场情况包括但不限于以下内容。

(1)相关单位未能找到该道焊口建设期底片。

(2)未能查询到建设期管材质量合格证明。

(3)该道焊口为自动焊,X射线底片有疑似手工焊返修迹象,但施工、竣工资料均无返修记录。

(4)施工单位曾确认该道焊缝表面打磨符合标准要求。

3  二次开挖检测方案

二次开挖后先检查焊缝表面,再射线补拍底片并超声检测验证,最后进行磁粉表面检测。

(1)如确实是施工单位原焊接表面凹槽问题,按照外观缺陷类型进行处理。

(2)如复拍X射线检测无影像,进行超声波检测和磁粉检测。

(3)如射线检测有影像,磁粉检测没有,说明缺陷确实存在,需进一步准确定位缺陷点,重新出具检测报告。

(4)评定为次标准焊口,则履行适用性评价程序,依据环焊缝缺陷评价报告确定后续处理措施。

4  二次开挖现场复检情况

(1)检测公司对该焊口存疑部位进行射线底片复拍,复拍2#底片显示焊缝热影响区缺陷影像依然存在(图 2),射线检测结果评定为裂纹缺陷,缺陷位置44 mm起始至54 mm结束,缺陷长度10 mm;超声波检测结果评定为条形缺陷,缺陷位置44 mm起始至54 mm结束,缺陷长度10 mm,缺陷深度2.5 mm;磁粉检测结果评定为裂纹缺陷(图 3),缺陷位置44 mm起始至54 mm结束,缺陷长度10 mm,缺陷宽度1.0 mm;渗透检测未检测出该缺陷,说明缺陷为近表面缺陷。



2 焊口2#底片

3 磁粉检测复检


(2)焊缝外观检查时发现缺陷位置有明显错边,可能是由于建设期对口问题校正过且缺陷位置有建设期返修痕迹,焊接方法为自动焊,缺陷位置有手工补焊痕迹,怀疑是返修缺陷未处理干净或由于该位置应力集中造成返修后缺陷延迟开裂。

(3)经对该焊口缺陷位置进行磁粉检测,证实裂纹缺陷确实存在。

(4)适用性评价单位对此焊口进行TOFD检测及相控阵检测,并对该缺陷做出适用性评价。

5  检测结果

二次复检采取4种检测方法,2#底片评定结果分别是:射线评定为裂纹,超声波按照条型缺陷评定,磁粉评定为裂纹,渗透无显示。开挖复拍结果:44 mm处裂纹10 mm;现场TOFD和相控阵检测复核结果。

(1)裂纹:环向0:08位置,环向长度10 mm,缺陷高度2 mm,距表面深度3.8 mm。

(2)外表面裂纹:环向0:15位置,环向长度10 mm,缺陷高度1.7 mm。

经射线复检发现该位置存在缺陷影像,超声波复检缺陷深度2.5 mm,磁粉复检有缺陷显示,而渗透复检没有缺陷显示说明是近表面缺陷,适用性评价单位通过TOFD和相控阵检测,评价结果为本焊口缺陷在压力波动较小且无其他附加载荷(如地质移动等载荷)的前提下,该缺陷现状可满足运行安全,但该焊口存在裂纹缺陷,考虑到运行条件及周边环境变化(如地质沉降等),该焊口裂纹缺陷存在扩展而导致不满足运行安全的风险。考虑到焊口存在裂纹,有扩展风险,建议6个月内B型套筒或换管修复(注:复检确定缺陷后已立刻加装B型套筒修复)。

6  原因及措施

通过现场核实确认该焊口缺陷位置有明显错边,有明显返修痕迹,应是建设期因对口问题校正过,查阅资料时却未发现返修记录。该道焊口建设期采用自动焊接方法,但缺陷位置有手工焊返修迹象,应为建设期返修缺陷没有处理干净或由于该位置应力集中造成返修后缺陷而产生的延迟开裂。由于该焊口返修行为没有正常上报,返修过程不受控,造成此次缺陷。

据此,应在保持职业怀疑基础上,合理判断该焊口所在管线还会存在其他非受控的返修行为和因返修不彻底引起缺陷的异常状态。包括缺陷的类型、位置、分布;焊接状态信息不准确对复查评定会造成很大的影响,错评漏评误报风险明显增高;另外还可能存在多次返修,导致在役焊缝力学性能严重下降的情况。需对该段管线施工单位焊接情况进行详细核查,全面分析,对管线非受控返修情况、多次返修情况以及其他没有记录在册的非受控施工行为进行彻底排查。

7  启示

该焊缝二次开挖复拍重新检测,验证了各项检测过程和结果均符合SY/T4109―2013 《石油天然气钢质管道无损检测》《环焊缝排查开挖复拍操作规程》相关要求。

为避免类似情况再次发生,要持续加强焊缝外观检查,对开挖后的原始焊道和打磨焊道拍照存档。对有返修迹象的影像部位重点评价,增加检测方式,确保无错评。对环焊缝排查过程中发现的疑难、争议底片,应组织专家会审确定无损检测结论,避免错评漏评误报情况发生。



作者简介:舒亮, 1982年生,工程师,2004年毕业于江汉大学化学工程与工艺专业,就职国家管网集团西气东输公司武汉输气分公司,主要从事长输油气管道保护、腐蚀控制、管道环焊缝检测等方面的管理工作。联系方式:13971236769,30013608@qq.com。

通讯作者:王春光,男,1988年生,工程师,2010年毕业于华中科技大学自动化专业,就职国家管网西气东输公司武汉输气分公司,主要从事长输油气管道保护、管道环焊缝风险排查等方面的工作。联系方式:18986089900。

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