在役壓力管道定量檢評新技術及其應用

在役壓力管道定量檢評新技術及其應用
在役壓力管道事故頻發及其定量檢評新技術的開發受到全國廣泛關注與重視。但要實現管道快速定量檢測，現有無損檢測技術必須進行以下重大突破：
（1）突破超聲方法不能對小直徑薄壁管道進行檢測的限制（盲區大、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，方能替代現用常規射線方法檢測的勞動強度大、效率低、周期長、成本高；對危險的面狀缺陷檢出率低；不能實現在用檢測；不能提供缺陷高度的定量數據等缺點。要實現定量評判尚需掌握管系應力定量計算與“弱環”分析技術及編制修定“管道缺陷評定規程”。
中國石油化工集團公司科技開發中心針對上述問題下達“壓力管道焊縫定量檢評新技術試驗研究”重點課題，由安徽華夏高科技開發有限責任公司、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行技術攻關，經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制磁探儀，針對交流磁場的趨膚效應及直流磁場的磁粉顆粒不能膜動的特點而試制出直交流并用的管道專用DPM-1型低頻調制磁探儀，通電后2秒鐘即能檢測管道整圈焊縫表面及內部缺陷，對Φ108mm以下管道可檢測埋藏深度達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內解決3.5 mm薄壁管缺陷準確定位；改進楔塊設計及選材以減少雜波，保證傳感器穩定性；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；不僅實現對小直徑薄壁管檢測、且定高準確度能達到±0.5 mm以內，實現工程應用中定高、定長、定位、定性的四定要求。
3、管系應力計算及“弱環”分析提供四大功能：a.為定量綜合評判提供各類定量應力數據。 b.以高應力弱環部位為重點抽查對象，使抽查科學合理。c.提供管線合理布置建議。d.為管道失效分析提供依據。
4、修訂“在役壓力管道缺陷評定規程CPDA-2001”
在我們原編制的CPDA-96基礎上進行帶缺陷管道爆破與應力測試并結合新研究成果與工程試用經驗，共補充了四章內容：其中包括管道高應變區（三通、四通部位）定量評定方法；疲勞壽命定量計算方法；應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，以滿足現場確保安全實際評定需要，是國內外資料所沒有的。
5、石化廠40項工程應用
應用本課題各項科研成果及完整的硬、軟件配套新技術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項工程進行了全面現場應用并獲得成功，受到用戶廣泛歡迎與好評。
如廣州石化總廠用戶證明認為：該在役管線定量檢評成套新技術具有快速、準確、可靠、科學等優點，較常規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檢工作量，為工廠帶來很好的經濟效益，初步估算節省費用帶來效益約500萬元。
云天化股份有限公司出具證明認為：“證明這套硬、軟件相結合的成套定量檢評新技術科學合理，經濟適用，為企業創造明顯的社會效益及經濟效益”。
九江石化總廠出具證明認為：“可在在用狀態下檢評，大大減少因停工帶來的經濟損失，初步估算可帶來直接和間接經濟效益在500萬元以上”等等。
此外該成套新技術還一改老方法抽查部位決定的隨意性，新方法對“弱環”進行抽查確保管線安全運轉；老方法檢測必需停產，新方法可實現在用檢測；老方法不能定高檢測，更不能定量評定引起極大浪費，新方法定量檢評在保證安全運轉前提下可大大節省返修及復檢工作量，創造明顯的經濟效益等。
中國石油化工集團公司科技中心主持的技術鑒定會于2002年4月28-29日在九江石化分公司舉行，鑒定委員一致認為：“課題組研制的便攜式DPM-1型低頻調制磁探儀，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6-8 mm”；“課題組研制的系列小前沿瓦狀線聚焦探頭實現了定量檢測”，“形成了一套管道焊縫定量檢評新技術”。
并認為“該管道焊縫定量檢評新技術填補了國內空白，整體上處于國內領先，達到國際先進水平”。“建議在石化及其他行業組織推廣應用”。