在役壓力管道定量檢評新技術(shù)及其應(yīng)用

在役壓力管道定量檢評新技術(shù)及其應(yīng)用
在役壓力管道事故頻發(fā)及其定量檢評新技術(shù)的開發(fā)受到全國廣泛關(guān)注與重視。但要實(shí)現(xiàn)管道快速定量檢測，現(xiàn)有無損檢測技術(shù)必須進(jìn)行以下重大突破：
（1）突破超聲方法不能對小直徑薄壁管道進(jìn)行檢測的限制（盲區(qū)大、大曲率引起超聲散射使靈敏度大為降低）。
（2）突破磁粉探傷只能檢測表面缺陷的限制，方能替代現(xiàn)用常規(guī)射線方法檢測的勞動強(qiáng)度大、效率低、周期長、成本高；對危險的面狀缺陷檢出率低；不能實(shí)現(xiàn)在用檢測；不能提供缺陷高度的定量數(shù)據(jù)等缺點(diǎn)。要實(shí)現(xiàn)定量評判尚需掌握管系應(yīng)力定量計算與“弱環(huán)”分析技術(shù)及編制修定“管道缺陷評定規(guī)程”。
中國石油化工集團(tuán)公司科技開發(fā)中心針對上述問題下達(dá)“壓力管道焊縫定量檢評新技術(shù)試驗(yàn)研究”重點(diǎn)課題，由安徽華夏高科技開發(fā)有限責(zé)任公司、正立石化裝備研究所及高橋石化分公司上海煉油廠，九江石化分公司共同進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，經(jīng)幾年努力取得如下主要科研成果。
1、研制成功管道專用低頻調(diào)制磁探儀，針對交流磁場的趨膚效應(yīng)及直流磁場的磁粉顆粒不能膜動的特點(diǎn)而試制出直交流并用的管道專用DPM-1型低頻調(diào)制磁探儀，通電后2秒鐘即能檢測管道整圈焊縫表面及內(nèi)部缺陷，對Φ108mm以下管道可檢測埋藏深度達(dá)5-8 mm的缺陷，使檢測方便、快捷、直觀。
2、研制成功小前沿瓦狀線聚焦超聲傳感器，主要采用瓦狀線聚焦方法克服薄壁管聲束散射以提高檢測靈敏度；采用小前沿使其一次波掃查到缺陷；使傳感器具有窄回波脈沖以提高分辨率，始波占寬控制在2.5 mm內(nèi)解決3.5 mm薄壁管缺陷準(zhǔn)確定位；改進(jìn)楔塊設(shè)計及選材以減少雜波，保證傳感器穩(wěn)定性；采用新晶片材料以提高檢測靈敏度，加大晶片背襯阻尼以增加聚焦效果提高分辨率等，使探頭靈敏度提高20dB；不僅實(shí)現(xiàn)對小直徑薄壁管檢測、且定高準(zhǔn)確度能達(dá)到±0.5 mm以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用中定高、定長、定位、定性的四定要求。
3、管系應(yīng)力計算及“弱環(huán)”分析提供四大功能：a.為定量綜合評判提供各類定量應(yīng)力數(shù)據(jù)。 b.以高應(yīng)力弱環(huán)部位為重點(diǎn)抽查對象，使抽查科學(xué)合理。c.提供管線合理布置建議。d.為管道失效分析提供依據(jù)。
4、修訂“在役壓力管道缺陷評定規(guī)程CPDA-2001”
在我們原編制的CPDA-96基礎(chǔ)上進(jìn)行帶缺陷管道爆破與應(yīng)力測試并結(jié)合新研究成果與工程試用經(jīng)驗(yàn)，共補(bǔ)充了四章內(nèi)容：其中包括管道高應(yīng)變區(qū)（三通、四通部位）定量評定方法；疲勞壽命定量計算方法；應(yīng)力腐蝕定量評定方法，腐蝕疲勞定量評定方法；考慮各類幾何缺陷及壁厚減薄量等因素的綜合評定方法等，以滿足現(xiàn)場確保安全實(shí)際評定需要，是國內(nèi)外資料所沒有的。
5、石化廠40項(xiàng)工程應(yīng)用
應(yīng)用本課題各項(xiàng)科研成果及完整的硬、軟件配套新技術(shù)先后對九江石化總廠、廣州石化總廠、岳陽石化總廠、茂名石化公司、上海煉油廠、云南天然氣化工廠、上海石化總廠、南京揚(yáng)子石化公司武漢石化勝利油田石化總廠、合肥熱力管線、合肥煤氣管線等40項(xiàng)工程進(jìn)行了全面現(xiàn)場應(yīng)用并獲得成功，受到用戶廣泛歡迎與好評。
如廣州石化總廠用戶證明認(rèn)為：該在役管線定量檢評成套新技術(shù)具有快速、準(zhǔn)確、可靠、科學(xué)等優(yōu)點(diǎn)，較常規(guī)方法不僅提高面狀缺陷的檢出率，還大大減少缺陷返修和復(fù)檢工作量，為工廠帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益，初步估算節(jié)省費(fèi)用帶來效益約500萬元。
云天化股份有限公司出具證明認(rèn)為：“證明這套硬、軟件相結(jié)合的成套定量檢評新技術(shù)科學(xué)合理，經(jīng)濟(jì)適用，為企業(yè)創(chuàng)造明顯的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益”。
九江石化總廠出具證明認(rèn)為：“可在在用狀態(tài)下檢評，大大減少因停工帶來的經(jīng)濟(jì)損失，初步估算可帶來直接和間接經(jīng)濟(jì)效益在500萬元以上”等等。
此外該成套新技術(shù)還一改老方法抽查部位決定的隨意性，新方法對“弱環(huán)”進(jìn)行抽查確保管線安全運(yùn)轉(zhuǎn)；老方法檢測必需停產(chǎn)，新方法可實(shí)現(xiàn)在用檢測；老方法不能定高檢測，更不能定量評定引起極大浪費(fèi)，新方法定量檢評在保證安全運(yùn)轉(zhuǎn)前提下可大大節(jié)省返修及復(fù)檢工作量，創(chuàng)造明顯的經(jīng)濟(jì)效益等。
中國石油化工集團(tuán)公司科技中心主持的技術(shù)鑒定會于2002年4月28-29日在九江石化分公司舉行，鑒定委員一致認(rèn)為：“課題組研制的便攜式DPM-1型低頻調(diào)制磁探儀，通電后2秒鐘即能檢測整圈焊縫缺陷，對Φ89mm以下管道可檢測埋藏深度達(dá)6-8 mm”；“課題組研制的系列小前沿瓦狀線聚焦探頭實(shí)現(xiàn)了定量檢測”，“形成了一套管道焊縫定量檢評新技術(shù)”。
并認(rèn)為“該管道焊縫定量檢評新技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)空白，整體上處于國內(nèi)領(lǐng)先，達(dá)到國際先進(jìn)水平”。“建議在石化及其他行業(yè)組織推廣應(yīng)用”。