射线管道爬行器在进行长输管线

F Z N D T 射线管道爬行器在进行长输管线
无损检测施工中的应用
濮阳市方正工程技术服务有限公司
射线管道爬行器在进行长输管线
无损检测施工中的应用
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1 概述
在长输管道施工过程中，无损检测是保证焊接质量的主要保证手段之一，其中，由于利用X射线管道爬行器进行中、大口径的射线检测，效率高、单位成本低、中心单壁透照成像质量好等原因，目前已被国内外广泛采用，但在爬行器在检测过程中存在的大角度爬坡能力有限，转弯半径过小，爬行器定位偏差，电池续航力不足，超长胶片增感屏结合不好，自动洗片机处理胶片持久稳定性，爬行器管道内故障救援难等局限性，一直都困扰着检测工程技术人员，同时在长输管道中总是存在着一些爬行器不能拍的焊口，而这些焊口往往也是定向机不太好拍的工位。

因此我们通过采取一些有针对性的工艺措施和施工方法，可以做到使管道爬行器的使用范围极大的扩展，甚至有些局限性可以完全避免。

2 问题分析及解决
2.1 X射线管道爬行器的爬坡能力有限，目前大多数爬行器的爬坡能力都在20°左右，但是由于国内的长输管线大多数需要经过一些山区、丘陵地段，就是平原段也有许多的冲沟等地貌，因此，在工程中往往有许多管段的爬坡角度远远大于20°，尤其是出川管道，许多地段爬坡角度几乎垂直。

因此，利用爬行器自身的爬坡能力是不可能的，只有采取外力帮助爬行器爬坡的办法，其具体的做法是：
之完全自由运动，但不影响指令源的声控指令；
2）采用小型卷扬机和足够长的细钢缆连接爬行器的尾部（目前市面上很长见的越野车自救绞盘系统稍加改造即可）；
3）利用爬行器的自重和坡度使爬行器下行，并使用卷扬机控制其下滑速度；
4）定位采用两级定位，即，在快要到达预定定位点时提前使用指令源预警，并降低下滑速度，再在准确定位点停止爬行器，进行曝光。

5）在接近垂直的角度，可在爬行器机头的中间部分加装星形弹性定位轮，以使机头准确定位于管道中心。

2.2 因为X射线管道爬行器的机头部分和驱动车体部分连接在一起，整个爬机总长很长，因此允许转弯半径有时过小。

在弯头部分的焊缝拍片时往往十分困难，尤其是弯头部分一般管子壁厚较厚，若采用双壁单影透照则费时费力，且底片质量不高，而且弯头部分往往留在管段最后连头处，施工单位往往急于知道结果后进行后处理和回填，检测时间十分急迫，而若是能够利用爬行器进行检测则可事半功倍。

因此，针对其引起转弯半径过小的原因可采取一些临时措施，以利于弯头连头处的检测，其具体方法为：将爬行器驱动车体与机头小车部分的连接螺栓进行改造，更换为比原螺栓较细的长螺杆，两端加大螺帽，并不上紧，使之具有一定的水平方向活动空间，以增大其机头与车体之间的横向摆动空间，从而增大其转弯半径。

此方法并不适用于最后一道连头焊口和直管段。

因此，在实际工作时其定位并不十分精确。

对于大口径厚壁管道而言，由于射线机辐射场足够宽，一般影响不大，还不容易见到白边；但有时也多见到由于辐射场偏斜太大而造成的内外焊道焊缝边缘影像错位严重，甚至有可能影响到纵向裂纹的检出。

而对于小口径的管道则容易造成白边，甚至白片。

因此，精确定位，对于成片率及缺陷的检出至关重要，为保证定位准确，可采取一下针对措施：
1）针对不同的管线内表面状况，更换不同摩擦阻力的爬车主动轮；
2）适当降低爬机行走速度，以降低其惯性；
3）改造爬行器停车定位程序，因为降低爬机行走速度将带来效率降低的问题，尤其是大口径长输管道，其单管长度较长长，曝光时间也较长，有时仅仅等爬机返回就需要两个多小时；因此在采用高速爬行时，采取将指令源接受器前移，使爬行器接收器在接受到定位信号后先减速到很慢，然后延时停车定位的做法。

这样可以做到极高的定位精度。

2.4在使用X射线管道爬行器过程中，其中电池储能逐次下降，给检测100％的管线带来了不小的麻烦，同时不得不更换电池组也增加了不小的成本，因此怎样更加合理的使用和维护电池组也是提高检测效率的重要方面。

其具体措施如下：
1）采用带智能浮充功能的充电器；
2）在检测过程中尽量采用正向行进曝光，经验证明采用正向行进曝光比反向行进曝光可多曝光25％；
4）在电池组输出明显下降时找到下降点，适当调低控制部分电压预警点并增加曝光时间。

2.5在大口径管道X射线管道爬行器检测中使用整张长胶片进行检测无疑效率极高，而且节省很多其他辅助材料，降低废片率。

但在使用2.7m甚至3m 的超常胶片时，带来的困难也不少。

如：暗室拆装片困难，很难将底片装入和拉出暗盒；长胶片在贴片过程中，增感屏内外侧起拱、起皱，引起底片出现严重的横向伪缺陷；增感屏报废量极大，成本增加。

因此，采取专门的拆装片和贴片工艺措施，是保证底片质量的有力手段。

其具体要求为：
1）使两端开口且宽度为100mm的加宽暗盒，以利于拆装片；
2）将一副增感屏的一端使用透明胶固定，以防止前后屏错位严重；
3）装片前对增感屏进行清洁，并严禁在增感屏间拖拉胶片；
4）装片时先将增感屏固定端续入暗盒，并在增感屏固定端的暗盒外表面做标记，以便于贴片人员能够识别；
5）贴片时，先将增感屏固定端压上焊道，并顺序将整张底片感过焊道整个圆周，以防止内外增感屏中间起拱；
6）整个暗盒的尾端一定要压在首端之上，以防止增感屏错头端影像影响搭接部位的底片质量。

2.6 对于长输管道100％射线检测，胶片数量极大，因此采用全自动洗片机效率极高，但是一旦全自动洗片机出现故障或洗片参数不稳定，则往往造
1）必须保证将洗片机内所有胶辊，每天工作后取出并用清洁水泡洗干净后遮盖存放；
2）定时清洁显、定影药液槽和药液的循环回路，防止污物沉积和结晶堵塞循环回路；
3）水洗部分的供水必须加压供水，以保证水洗充分。

目前国内的多数洗片机的水洗部分没有采用强制通水，往往使用生活水网供水，但经使用胶片保存期测试剂(Thio Test)检测发现，多数经全自动洗片机处理的胶片保存期达不到要求，即，水洗不充分。

2.7多数检测工程均出现过X射线管道爬行器在管道内发生故障，因而，不得不进行救援车救援，有的甚至还需要割开焊口，其处理起来难度极大，成本高，影响施工进度。

但总结爬行器发生故障的原因，并做好防止工作，可以明显的降低爬行器在工作中发生故障的几率。

1）管道内的异物形成的障碍影响爬行器的行走功能；针对这种情况则必须和施工单位的现场人员强调到位，一旦在组焊过程中清管不彻底，则有可能造成爬行器被卡住，造成割口，这样以来影响施工进度；从而使施工机组重视清管质量；
2）由于爬行器长时间在管道内爬行，而爬行器一般又没有很好的减震措施，因此，长时间震动会造成爬行器内的各种紧固件松动或脱落，导致电路部分发生故障，或行走轮脱落；针对这种情况则必须制定严格的爬行器维护保养措施，要做到每天检查紧固；
电路板和电子元件上，极易造成电子元件的损坏，导致爬行器突然失控；因此每天施工完毕后对爬行器进行除尘保养是必须严格执行的纪律；
4）坚决不可为了增加爬行器工作的稳定性而拆除其中的各种保护功能，如：低电压保护、过热保护、防撞保护、防水保护等。

一旦发生了各种保护功能启动时，一定要查清原因再行处理，不能为了强制爬行器工作而关闭其中的保护功能。

5）对于爬行器救援车的电池组要定期检查补充，做到一旦需要救援电量充足。

3 实际效果验证
针对以上所述的问题及原因分析和各种措施的实施，我们在各条管线施工中取得了良好的效果。

如：去年我们在苏丹3/7区检测的243Kmφ813×11.71原油外输工程，其检测要求为100％射线检测，设计压力10MP，通过以上措施的实施，我们仅用了实际6个月的有效检测时间即完成了全部约22,000道焊口的检测任务。

最终的底片资料装了一个标准集装箱
远超出了射线管道爬行器的爬坡能力，就是专用的越野车辆要爬上去也是很困难，但是整个冲沟地段两上两下，全长总共一公里多，如果采用传统的定向机检测方法，一是人员和设备都危险，二是每道焊缝仅仅曝光时间就需要近40分钟，所有焊缝全部检测完成就要滞后焊接进度近10天；但我们采用了上述方法，仅仅两天时间就完成了所有焊缝的检测任务，节约了大量人力和工期，底片质量也有了保证。

牵引力达1800Kg的12V电动绞盘
焊工们在斜坡上连夜施焊
改造后的爬行器先完成两道活动焊口的检测，最后使用定向机实施固定口检测，则每处弯头部位的检测时间比预计所需时间提前半天完成，为施工机组及时防腐和回填赢得了时间。

3.3通过以下两张底片则可明显感觉到实施精确定位措施实施前后的对比：
定位偏，内外焊道明显错位
定位精确，内外焊道投影正确
↑↑
增感屏存在折损增感屏起拱
增感屏结合良好，影像清晰
3.5对全自动洗片机的使用保养执行严格的工艺纪律后，大大延长了其中胶辊的使用寿命，在传动尼龙齿轮磨损更换了两次后才有部分胶辊因老化严重而被更换，同时，因暗室处理而造成的底片质量不合格现象大大减少。

执行洗片机工艺纪律前，废片率4.5％；执行洗片机工艺纪律后，废片率下降到0.8％
像质量较好，但个别局限性给目前的长输管道检测带来了一定不便，使的管道爬行器不能在所有的管道焊口上发挥他的长处和优点，因此我们通过一些实践中解决问题及困难的经验和思路，针对性的提出了一些工艺措施和施工手段，大大地宽展了爬行器地运用范围，多数措施还都经过了我们的实际运用，取得了一定的效果。

但是，由于水平有限及经验的局限性，这仅仅是我们自己的一些经验，希望经验丰富的，高水平的兄弟单位能有更多更好的方法措施。

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