CN109781754A - 一种管道环焊缝缺陷安全评价方法 - Google Patents
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Abstract
一种管道环焊缝缺陷安全评价方法，环焊缝无损检测采用射线加超声相结合的检测方法；对环焊缝外检测结果进行检测结果评价，若射线和超声检测结果评判结果均为Ⅱ级及以下，则环焊缝安全评价结束，能够安全运行；若射线和超声检测任一评判结果为Ⅱ级以上缺陷，则通过缺陷规则化处理原则，进行尺寸规则化处理；对尺寸规则化后缺陷，进行评价，对于通过适用性评价的缺陷，则安全评价结束，安全运行；对未通过适用性评价的缺陷，开展补强修复、降压运行或者换管工作。通过使用本发明给出的管道换焊缝安全评价方法和流程，可以有效评价裂纹、气孔、未焊透、未熔合、夹渣、咬边等常见环焊缝缺陷的安全性，为管道的完整性管理及维护提供建议。
Description
技术领域
本发明属于油气管道完整性评价这一技术领域，涉及一种管道环焊缝缺陷安全评价方法。
背景技术
油气管道运输对国民经济起着重要作用，但油气管道一旦发生失效，往往造成巨大经济损失、环境污染和人员伤亡。环焊缝往往是管道安全的最薄弱环节，因为环焊缝缺陷导致油气输送管道失效的案例是屡见不鲜的。根据美国管道安全办公室(Office ofPipeline Safety)的统计结果，1985年至1996年期间，因为管道环焊缝问题导致输送危险液体管道和天然气管道失效的事故率分别占12％和8％。在我国，环焊缝缺陷导致管道失效的问题显得尤为突出，约占管道失效事故的1/3。因此实施切实有效的在役油气管道环焊缝缺陷安全评价对保证我国油气管道的安全运行至关重要。
管道环焊缝的安全评价需要基于焊缝缺陷的定量无损检测结果开展。目前，在役油气管道的定量无损检测主要由内检测和外检测两类方法，而管道内检测多为采用漏磁原理的内检测器，对因金属损失导致的管体缺陷检测较为准确，对受焊缝余高、表面成型质量等多种影响的环焊缝缺陷无法有效识别，多表示为焊缝异常，仍需进行开挖进行外检测验证。由于错边、斜接等焊缝几何缺陷尺寸量化比较直观，适用性评价相对简单，本发明只针对常见的环焊缝缺陷类型，如裂纹、气孔、未焊透、未熔合、夹渣、咬边等常见环焊缝缺陷。由于射线检测和超声检测方法尺寸定量的弊端(射线探伤对体积型缺陷较敏感，定性直观，无法定量缺陷深度；超声探伤则对裂纹型缺陷更有效，不易定性，且人为因素影响大)，因此采用射线检测+超声检测相结合的方法，同时为满足适用性评价的开展，需要进行建立超标缺陷尺寸规则化处理原则，且国内外还没有切实有效的尺寸规则化处理方法。
发明内容
本发明的目的在提供一种管道环焊缝缺陷安全评价方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种管道环焊缝缺陷安全评价方法，包括以下步骤：
1)外检测
环焊缝无损检测采用射线加超声相结合的检测方法；
2)环焊缝安全评价
2.1检测评价
对环焊缝外检测结果进行检测结果评价，若射线和超声检测结果评判结果均为Ⅱ级及以下，则环焊缝安全评价结束，能够安全运行；若射线和超声检测任一评判结果为Ⅱ级以上缺陷，则进行步骤2.2；
2.2尺寸规则化处理
按照检测结果类型划分为三种类型，类型1为：射线和超声均检测到，且其中有一检测结果显示超标；类型2为：射线结果超标，超声未检测到；类型3为：射线未检测到，超声结果超标；
对三种类型，通过缺陷规则化处理原则，进行尺寸规则化处理；
2.3适用性评价
对尺寸规则化后缺陷，进行评价，对于通过适用性评价的缺陷，则安全评价结束，安全运行；对未通过适用性评价的缺陷，开展补强修复、降压运行或者换管工作。
本发明进一步的改进在于，进行步骤1)前，进行以下过程：进行环焊缝定位和开挖，并进行防腐层的剥离和环焊缝两侧表面处理。
本发明进一步的改进在于，步骤1)中，超声检测时采用手动超声和超声相控阵结合或手动超声和TOFD结合的方法。
本发明进一步的改进在于，步骤2.2中，缺陷规则化处理原则为：对于类型1，深度通过超声检测确定，长度为射线和超声检测的最大长度，自身高度为超声检测自身高度或距内表面深度；对于类型2：深度为距内表面距离，长度为射线检测长度，自身高度为距内表面距离；对于类型3：深度为超声检测深度，长度为超声检测长度，自身高度为超声检测自身高度或距内表面深度。
本发明进一步的改进在于，由于射线检测无法对缺陷进行缺陷深度和缺陷自身高度的定量，因此依托超声检测给出结果，对于超声检测无法给出缺陷自身高度时，判断该缺陷为内表面缺陷，自身高度为距内表面距离；对于超声未检测到时，将射线检测缺陷等效为内表面裂纹型缺陷，自身高度为3mm。
本发明进一步的改进在于，维护工作具体为补强修复、降压运行或者换管。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明通过建立一种基于管道环焊缝射线+超声无损检测结果超标缺陷的尺寸规则化处理原则，结合SY/T 6477或API 579中裂纹型缺陷评价方法，实现对含裂纹、气孔、未焊透、未熔合、夹渣、咬边等常见环焊缝缺陷管道的安全评价，进而确定管道的安全性或维护做法，填补了国内的技术空白。应用本发明可给出基于射线+超声方法定量检测出常见焊缝缺陷的安全评价结果，为环焊缝的安全运行和维护提供决策支持。
本发明在油气管道环焊缝无损检测方法和评判检测结果的基础上，对超标缺陷建立规则化处理原则，SY/T 6477或API 579中裂纹型缺陷评价方法，实现环焊缝缺陷适用性评价。通过使用本发明给出的管道换焊缝安全评价方法和流程，可以有效评价裂纹、气孔、未焊透、未熔合、夹渣、咬边等常见环焊缝缺陷的安全性，为管道的完整性管理及维护提供建议。
附图说明
图1为按照SY/T6477中环向半椭圆形内表面裂纹进行评价结果。
图2为本发明的一种基于外检测的管道环焊缝缺陷安全评价流程图。
具体实施方式
以下结合附图1对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
参见图2，本发明在油气管道环焊缝无损检测方法和评判检测结果的基础上，对超标缺陷建立规则化处理原则，SY/T 6477或API 579中裂纹型缺陷评价方法，实现环焊缝缺陷适用性评价。包括以下步骤：
(1)开展射线+超声的管道环焊缝的外检测；
(2)开展射线+超声结果的检测评价；
(3)射线和射线均检测到，且其中有一检测结果显示超标；射线结果超标，超声未检测到；射线未检测到，超声结果超标等三种类型的超标缺陷尺寸规则化处理；
(4)对尺寸规则化后缺陷按照裂纹型缺陷进行适用性评价。
具体方法和步骤简述如下：
1)环焊缝开挖和外检测准备：
基于管道内检测或者竣工底片核查结果进行环焊缝定位和开挖，可依据Q/SY1267《钢质管道内检测开挖验证规范》进行防腐层的剥离和环焊缝两侧表面处理，为外检测做准备。
2)外检测
环焊缝无损检测应采用射线+超声相结合的检测方法，超声检测方法可以采用手动超声和超声相控阵结合或手动超声和TOFD(超声波衍射时差法)结合的方法。检测过程应按照SY/T4109《石油天然气钢质管道无损检测》的相关规定执行。
3)环焊缝安全评价
3.1检测评价
对环焊缝外检测结果进行检测结果评价，裂纹、气孔、未焊透、未熔合、夹渣、咬边等常见缺陷的评价过程按照SY/T 4109《石油天然气钢质管道无损检测》执行。若射线和超声检测结果评判结果均为Ⅱ级及以下，则环焊缝安全评价结束，可以安全运行；若射线和超声检测任一评判结果为Ⅱ级以上缺陷，则进行尺寸规则化处理和适用性评价。
3.2尺寸规则化处理
按照检测结果类型划分为三种类型，射线和射线均检测到，且其中有一检测结果显示超标；射线结果超标，超声未检测到；射线未检测到，超声结果超标。缺陷规则化处理原则如表1所示。由于射线检测无法对缺陷进行缺陷深度和缺陷自身高度的定量，因此主要是依托超声检测给出结果，而对于超声检测无法给出缺陷自身高度时，认为该缺陷为内表面缺陷，自身高度为距内表面距离；对于超声未检测到时，将射线检测缺陷等效为内表面裂纹型缺陷，自身高度为3mm(一层焊道的宽度3mm)。
表1超标缺陷规则化处理原则
3.3适用性评价
对尺寸规则化后缺陷，按照SY/T6477《含缺陷油气输送管道剩余强度评价方法》中环向半椭圆形内表面裂纹进行评价。对于通过适用性评价的缺陷，则安全评价结束，可以安全运行；对未通过适用性评价的缺陷，开展补强修复、降压运行或者换管等维护工作。
下面通过一个具体实施例进行说明。
某管线输送介质为天然气，管径711mm，设计压力10MPa，钢级为X70，壁厚为12.5mm，在内检测的基础上开展环焊缝安全评价。针对该管线，本发明的应用如下：
步骤一：环焊缝开挖和外检测准备。该管道开展了内检测，针对异常环焊缝进行安全评价，按照内检测里程进行定位和开挖，依据Q/SY 1267《钢质管道内检测开挖验证规范》进行防腐层的剥离和环焊缝两侧表面处理，为外检测做准备。
步骤二：外检测；
环焊缝开挖后采用射线+超声相结合的检测方法，超声检测方法采用手动超声的方法。检测过程应按照SY/T 4109《石油天然气钢质管道无损检测》的相关规定执行。
步骤三：环焊缝安全评价；
3.1检测评价
对环焊缝射线+超声外检测结果进行检测结果评价，按照SY/T 4109《石油天然气钢质管道无损检测》执行，评价结果如表2所示。若射线和超声检测结果评判结果均为Ⅱ级及以下，则环焊缝安全评价结束，可以安全运行；若射线和超声检测任一评判结果为Ⅱ级以上缺陷，则进行尺寸规则化处理和适用性评价。
表2检测评价结果
3.2尺寸规则化处理
将表2中评定级别为Ⅲ级及以上环焊缝超标缺陷进行规则化处理，按照表1中规定类型进行缺陷的尺寸规则化处理，如表3所示。
表3环焊缝缺陷尺寸规则化信息
3.3适用性评价
对尺寸规则化后缺陷(见表3)，按照SY/T6477中环向半椭圆形内表面裂纹进行评价，结果参见图1，由图1可以看出，两处缺陷均能通过适用性评价，可以安全运行。
本发明通过建立管道环焊缝基于射线+超声方法定量检测结果的尺寸规则化处理原则，结合SY/T 6477或API 579中裂纹型缺陷评价方法，对常见管道环焊缝缺陷的适用性提供具体评价方法，填补国内的技术空白。应用本发明给出的方法，可以实现缺陷尺寸规则化，进而开展适用性评价，为环焊缝的安全运行和维护提供决策支持。
Claims (6)
1.一种管道环焊缝缺陷安全评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)外检测
环焊缝无损检测采用射线加超声相结合的检测方法；
2)环焊缝安全评价
2.1检测评价
对环焊缝外检测结果进行检测结果评价，若射线和超声检测结果评判结果均为Ⅱ级及以下，则环焊缝安全评价结束，能够安全运行；若射线和超声检测任一评判结果为Ⅱ级以上缺陷，则进行步骤2.2；
2.2尺寸规则化处理
按照检测结果类型划分为三种类型，类型1为：射线和超声均检测到，且其中有一检测结果显示超标；类型2为：射线结果超标，超声未检测到；类型3为：射线未检测到，超声结果超标；
对三种类型，通过缺陷规则化处理原则，进行尺寸规则化处理；
2.3适用性评价
对尺寸规则化后缺陷，进行评价，对于通过适用性评价的缺陷，则安全评价结束，安全运行；对未通过适用性评价的缺陷，开展维护工作。
2.根据权利要求1所述的一种管道环焊缝缺陷安全评价方法，其特征在于，进行步骤1)前，进行以下过程：进行环焊缝定位和开挖，并进行防腐层的剥离和环焊缝两侧表面处理。
3.根据权利要求1所述的一种管道环焊缝缺陷安全评价方法，其特征在于，步骤1)中，超声检测时采用手动超声和超声相控阵结合或手动超声和TOFD结合的方法。
4.根据权利要求1所述的一种管道环焊缝缺陷安全评价方法，其特征在于，步骤2.2中，缺陷规则化处理原则为：对于类型1，深度通过超声检测确定，长度为射线和超声检测的最大长度，自身高度为超声检测自身高度或距内表面深度；对于类型2：深度为距内表面距离，长度为射线检测长度，自身高度为距内表面距离；对于类型3：深度为超声检测深度，长度为超声检测长度，自身高度为超声检测自身高度或距内表面深度。
5.根据权利要求4所述的一种管道环焊缝缺陷安全评价方法，其特征在于，由于射线检测无法对缺陷进行缺陷深度和缺陷自身高度的定量，因此依托超声检测给出结果，对于超声检测无法给出缺陷自身高度时，判断该缺陷为内表面缺陷，自身高度为距内表面距离；对于超声未检测到时，将射线检测缺陷等效为内表面裂纹型缺陷，自身高度为3mm。
6.根据权利要求1所述的一种管道环焊缝缺陷安全评价方法，其特征在于，维护工作具体为补强修复、降压运行或者换管。
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