【摘要】針對(duì)管道焊縫泄漏事故頻頻發(fā)生的現(xiàn)狀，詳細(xì)闡述了鋼質(zhì)管道焊縫泄漏的檢測(cè)方法，對(duì)管道焊縫泄漏的原因進(jìn)行了研究,認(rèn)為主要是由外力破壞、設(shè)計(jì)不合理、安裝質(zhì)量及檢測(cè)驗(yàn)收不合格等原因造成,并對(duì)每一項(xiàng)進(jìn)行了深入分析,在此基礎(chǔ)上給出相應(yīng)的對(duì)策。
　　關(guān)鍵詞：管道；焊縫泄漏；檢測(cè)；原因分析；對(duì)策
　　1引言
　　目前,我國(guó)有很大一部分管道使用時(shí)間已超過(guò)20年,管道強(qiáng)度和涂層完整性都已進(jìn)入危險(xiǎn)期,整個(gè)管道網(wǎng)絡(luò)也進(jìn)入事故高發(fā)期,泄漏、爆管等事故頻頻發(fā)生,成為我國(guó)管道檢修問(wèn)題的重點(diǎn)。即便是新建管道,由于一些原因也會(huì)使管道破壞從而導(dǎo)致管道內(nèi)輸送介質(zhì)外泄。小規(guī)模的泄漏會(huì)影響用戶正常使用,大規(guī)模的泄漏會(huì)使企業(yè)和國(guó)家蒙受巨大損失,甚至?xí)�威脅人民生命安全。因此,通過(guò)分析管網(wǎng)泄漏檢測(cè)、原因分析，進(jìn)而解決管網(wǎng)泄漏的問(wèn)題是十分必要的。
　　2鋼質(zhì)管道焊縫泄漏的檢測(cè)
　　在長(zhǎng)距離、大口徑輸送管道的建設(shè)運(yùn)營(yíng)中,管道對(duì)接焊縫質(zhì)量的檢測(cè)至關(guān)重要,管道在焊接過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些缺陷,出現(xiàn)在表面的缺陷有:未焊透、咬邊、焊瘤、表面氣孔、表面裂紋等;內(nèi)部缺陷有:夾渣、夾雜物、未焊透、未熔合、內(nèi)部氣孔、內(nèi)部裂紋等。對(duì)表面缺陷可采用磁粉檢測(cè)或滲透檢測(cè)。也可以采用渦流檢測(cè),對(duì)內(nèi)部缺陷可用X射線檢測(cè)或超聲波檢測(cè),在油氣管道檢測(cè)中,較多采用的方法是射線檢測(cè)和超聲波檢測(cè)。
　　2.1射線探傷
　　以前的射線檢測(cè)主要采用雙壁單影法,其檢測(cè)速度慢、成本高、成像質(zhì)量一般。目前,管線環(huán)焊縫檢測(cè)采用了先進(jìn)的檢測(cè)工藝(如爬行器等自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備等),對(duì)于管道環(huán)焊縫射線檢測(cè),一般分為X射線和射線檢測(cè)。前者用于壁厚在26mm以下的管線環(huán)焊縫檢測(cè),后者多用于大壁厚、架空管或X射線探傷機(jī)難以到達(dá)的部位。由于環(huán)焊縫缺陷一般以體積性缺陷為主,如;夾渣、氣孔等,故利用射線穿過(guò)介質(zhì)的能量衰減,在膠片上記錄缺陷是環(huán)焊縫無(wú)損檢測(cè)的主要方法。由于X射線檢測(cè)的清晰度、靈敏度均高于射線檢測(cè),因此,一般盡可能采用X射線檢測(cè)。
　　射線檢測(cè)的主要局限在于裂紋探測(cè)和裂紋尺寸測(cè)量方面,對(duì)裂紋探測(cè),特別是在厚焊縫中,射線照相技術(shù)沒(méi)有超聲波技術(shù)可靠。
　　另有CT技術(shù),即計(jì)算機(jī)輔助層析成像技術(shù),采用一面狀射線束透過(guò)工件的一個(gè)層面,檢測(cè)器陣列在射線束處在同一平面,通過(guò)機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)工件表面形成一定的掃描透射,采集射線束穿過(guò)該層面的圖像,實(shí)現(xiàn)對(duì)這一層面的檢測(cè)。
　　2.2超聲檢測(cè)
　　超聲波是超聲振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播,其實(shí)質(zhì)是以波動(dòng)形式在彈性介質(zhì)中的傳播的機(jī)械振動(dòng)。超聲波檢測(cè)是使超聲波與被檢工件相互作用,根據(jù)超聲波的反射、透射和散射行為,對(duì)被檢工件進(jìn)行缺陷檢測(cè)、幾何特性測(cè)量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測(cè)和表征,并進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)的一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。
　　超聲波檢測(cè)技術(shù)在焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。這是由于超聲檢測(cè)諸多優(yōu)點(diǎn)和超聲自動(dòng)檢測(cè)相關(guān)技術(shù)日益成熟決定的,超聲檢測(cè)能可靠地檢測(cè)缺陷,而且能夠?qū)θ毕轀?zhǔn)確定位。同射線檢測(cè)相比,超聲波對(duì)裂紋的檢出靈敏度高得多,對(duì)焊縫中的危險(xiǎn)缺陷——裂紋、未焊透,尤其是微裂紋和輕微未焊透,用超聲波探傷比其它幾種常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法更容易,且超聲波儀器簡(jiǎn)單,檢測(cè)速度快。
　　3鋼質(zhì)管道焊縫泄漏問(wèn)題原因分析
　　為了更好的預(yù)防管道泄漏以及迅速及時(shí)地對(duì)管道泄漏部位進(jìn)行搶修,了解造成管道泄漏的因素是相當(dāng)必要的。造成管道泄漏的原因主要有以下幾個(gè)方面:
　　3.1設(shè)計(jì)不合理
　　合理的設(shè)計(jì)是確保管網(wǎng)安全運(yùn)行的第一步,也是十分重要的一步。設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞直接影響整個(gè)工程質(zhì)量的好壞及管道能否安全可靠地運(yùn)行。
　　（1）工藝流程、設(shè)備布置不合理
　　對(duì)輸送介質(zhì)組分、雜質(zhì)等分析不夠清楚,缺少必要的雜質(zhì)清除設(shè)備,導(dǎo)致對(duì)管道易損部位沖刷嚴(yán)重從而縮短管道壽命,以及導(dǎo)致閥門(mén)、設(shè)備等故障、損壞而發(fā)生泄漏。沒(méi)有確切地考慮管材質(zhì)量、施工水平等實(shí)際情況而提高管道的設(shè)計(jì)壓力,造成管道較早就出現(xiàn)了焊縫開(kāi)裂或管道破損。沒(méi)有考慮到溫度補(bǔ)償或管道的保溫設(shè)計(jì)不符合要求,使得管道及其附件在溫差(設(shè)計(jì)溫度與實(shí)際溫度之間的差值)變化頻繁時(shí)不斷地伸縮,進(jìn)而導(dǎo)致管材、焊口處疲勞失效加速?gòu)亩�縮短管道使用年限,以及導(dǎo)致法蘭連接處螺栓斷裂、墊片損壞而出現(xiàn)泄漏。與傳動(dòng)機(jī)械或者產(chǎn)生振動(dòng)的設(shè)備相連的法蘭、墊片及螺栓組合沒(méi)有考慮到振動(dòng)失效而引起的泄漏。缺少必要的保護(hù)裝置,如安全閥、自動(dòng)切斷閥等,使得管道超壓時(shí)無(wú)法自動(dòng)泄壓,造成下游管道破壞及用戶端設(shè)備損壞。
　　（2）管道敷設(shè)選線不合理
　　沒(méi)有根據(jù)地形、工程地質(zhì)等實(shí)際條件進(jìn)行勘察,或勘察結(jié)果與實(shí)際相差很大,或在選擇線路時(shí)沒(méi)有避開(kāi)不良工程地質(zhì)地段,導(dǎo)致當(dāng)自然或非自然因素作用時(shí),易發(fā)生地質(zhì)變化而造成管道破損、斷裂。當(dāng)管道穿跨越環(huán)境惡劣地域時(shí),沒(méi)有做相應(yīng)的防護(hù)措施或措施不足,而使管道更易于遭受破壞。
　　（3）管道強(qiáng)度計(jì)算不準(zhǔn)確
　　由于根據(jù)管道所經(jīng)區(qū)域的地質(zhì)條件或管道穿跨越公路等級(jí)、鐵路運(yùn)載能力、河流大小等情況所確定的強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)不滿足實(shí)際需要,管內(nèi)介質(zhì)的不穩(wěn)定流動(dòng),或由于穿越公路、鐵路的地基振動(dòng),導(dǎo)致管道強(qiáng)度易損部位破壞的加快。當(dāng)管道穿越抗震設(shè)防烈度為6度或者高于6度地區(qū)時(shí),沒(méi)有做相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)或抗震強(qiáng)度設(shè)計(jì)不足,導(dǎo)致當(dāng)地震發(fā)生時(shí)管道震裂泄漏。當(dāng)管道不滿足抗震驗(yàn)算時(shí),未選用延展性良好的管材及相應(yīng)的焊條,從而導(dǎo)致地震時(shí)管道破損。
　　（4）材料選擇、設(shè)備選型不合理
　　在確定管子、管件、法蘭、閥門(mén)、機(jī)械設(shè)備及儀器儀表時(shí),未充分考慮材料與介質(zhì)、材料與材料之間的相容性,導(dǎo)致使用過(guò)程中產(chǎn)生腐蝕。
　　（5）防腐設(shè)計(jì)不合理
　　管道的防腐設(shè)計(jì)中,未充分考慮土壤的電阻率、管道附近建筑物和電氣設(shè)備的影響,管道內(nèi)、外表面防腐材料選擇不合理,保護(hù)站間距過(guò)大,犧牲陽(yáng)極選材不當(dāng)?shù)榷紩?huì)加快管道的腐蝕速度。
　　3.2安裝質(zhì)量及檢測(cè)驗(yàn)收不合格
　　施工質(zhì)量的好壞是決定管道能否安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。
　　（1）焊接質(zhì)量問(wèn)題
　　焊接工藝技術(shù)的發(fā)展水平和焊工的操作水平會(huì)直接影響焊口的質(zhì)量。焊接材料與母材不匹配會(huì)加速管道的腐蝕;焊縫系數(shù)及焊縫坡口形式選擇不當(dāng)可能降低焊口處的強(qiáng)度;若管道接口處剛性太強(qiáng),發(fā)生不均勻沉降時(shí),管道也會(huì)產(chǎn)生環(huán)向斷裂或大頭處撓斷而造成較大漏損;焊縫在焊接前沒(méi)有進(jìn)行預(yù)熱處理,使得焊接殘余應(yīng)力增加,進(jìn)而出現(xiàn)冷裂紋。
　　(2)補(bǔ)口質(zhì)量問(wèn)題
　　管體預(yù)熱溫度不夠或熱收縮套加熱不夠,熱溶膠未熔融而影響粘結(jié)性能,進(jìn)一步造成熱收縮套內(nèi)外表面起皺、失粘,導(dǎo)致粘結(jié)密封不良;熱收縮套溫度過(guò)高將使外層聚乙烯焦化,破壞補(bǔ)口完整性,從而加速管道腐蝕。
　　(3)管溝不符合要求
　　管道局部埋深不夠,會(huì)造成管網(wǎng)不均勻沉降,從而導(dǎo)致管道斷裂、形成漏損。當(dāng)管道通過(guò)松軟土層時(shí),不進(jìn)行加固處理也會(huì)造成管道的不均勻沉降,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致管道斷裂。管溝回填時(shí),回填土料和回填密度不滿足要求,也可能使管道因承受重壓而斷裂。
　　（4）穿跨越不符合要求
　　在陸地穿越工程中,由于墻堵、套管內(nèi)管道防腐等級(jí)不夠等因素可能加速管道的腐蝕,進(jìn)而導(dǎo)致管網(wǎng)泄漏。在水下穿越時(shí),穩(wěn)管工程不符合要求,致使管道產(chǎn)生移動(dòng)、上浮,進(jìn)而導(dǎo)致管道破裂。
　　（5）檢測(cè)控制失效
　　焊口無(wú)損探傷的檢測(cè)數(shù)量、檢測(cè)技術(shù)水平未達(dá)到要求,都會(huì)造成管道在焊接處直接泄漏,或比其它部位更容易斷裂及被腐蝕。
　　3.3外力破壞
　　即便管道設(shè)計(jì)合理、正常操作運(yùn)行,一些無(wú)法預(yù)知的因素仍然會(huì)造成管道損壞泄漏,并且外力破壞往往是造成管道破損的最主要因素。
　　（1）自然災(zāi)害
　　地質(zhì)災(zāi)害,如地震、坍塌、地面沉降、土地沙化、水土流失等災(zāi)害產(chǎn)生的自然力對(duì)管道有著不同程度的破壞,有時(shí)甚至是毀滅性的,可以使整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)癱瘓或崩潰。滑坡、崩塌形成的巖石或泥石流擠壓管道,造成管道出現(xiàn)拉伸、彎曲、扭曲等變形甚至斷裂;造成管道地基沉降,進(jìn)而引起管道變形或斷裂。地質(zhì)沉降導(dǎo)致管道下部懸空或產(chǎn)生相應(yīng)形變,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生斷裂;設(shè)備位置偏移,造成設(shè)備與管道連接處變形或斷裂。土地沙化、水土流失可使管道裸露,進(jìn)而使防腐層易于老化,縮短管道的使用壽命;同時(shí)可使管道長(zhǎng)距離懸空,進(jìn)而產(chǎn)生失穩(wěn)而折斷,造成管道泄漏和停輸事故。溫差產(chǎn)生的拉(壓)應(yīng)力可使裸露部分的管道產(chǎn)生變形,進(jìn)而使管道在轉(zhuǎn)向處發(fā)生斷裂。綠化植物根系的生長(zhǎng)可能對(duì)管道產(chǎn)生彎曲應(yīng)力,進(jìn)而破壞管道。
　　（2）第三方施工或其他相關(guān)活動(dòng)
　　第三方施工過(guò)程前,未對(duì)施工區(qū)域的管線敷設(shè)狀況做細(xì)致精密的勘探,或有些單位、個(gè)人根本不做勘察而私自開(kāi)挖,導(dǎo)致管線破損而造成泄漏。此外,管線在完工后沒(méi)有把相關(guān)檔案保存管理好,某些年久的管線甚至根本就沒(méi)有檔案,也是造成這種情況的發(fā)生原因之一。
　　（3）偷盜管內(nèi)介質(zhì)
　　管道內(nèi)輸送的燃?xì)饨橘|(zhì)具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,一旦盜取可以獲得一定的經(jīng)濟(jì)利益。一些不法分子為了謀求經(jīng)濟(jì)利益,不惜冒著生命危險(xiǎn)而破壞國(guó)家財(cái)產(chǎn),進(jìn)行各種管道盜氣活動(dòng)。過(guò)去,偷盜現(xiàn)象只是小規(guī)模、無(wú)組織、單個(gè)進(jìn)行,對(duì)管道造成的破壞小,損失也較小。近年來(lái),隨著能源的緊缺,天然氣的價(jià)格不斷上漲,不法分子在利益的驅(qū)動(dòng)下,已經(jīng)開(kāi)始發(fā)展成團(tuán)伙,有大規(guī)模組織地作案。
　　4鋼質(zhì)管道焊縫泄漏的對(duì)策
　　由于強(qiáng)度試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)無(wú)法檢測(cè)出此類(lèi)貫穿性微小缺陷的泄漏，因此，只有提高焊接質(zhì)量和加強(qiáng)對(duì)焊縫的無(wú)損檢測(cè)工作來(lái)防止此類(lèi)缺陷的產(chǎn)生和漏檢。
　　（1）提高焊工技術(shù)素質(zhì)
　　我們與建設(shè)單位、監(jiān)理單位聯(lián)合成立持證焊工上崗考核小組，對(duì)道路燃?xì)夤艿栏靼惭b單位持證焊工實(shí)行上崗考核，考核內(nèi)容為現(xiàn)場(chǎng)水平固定和垂直固定焊，綜合口試和焊縫射線檢測(cè)情況評(píng)分，考核合格的統(tǒng)一編號(hào)，發(fā)放胸卡和焊接鋼印，并登記造冊(cè)，各安裝單位上崗焊工數(shù)量直接影響工程招標(biāo)，上崗焊工在現(xiàn)場(chǎng)必須佩帶胸卡，在焊縫附近打上自己的鋼印號(hào)，在焊接記錄和無(wú)損檢測(cè)委托單上注明，便于監(jiān)檢人員檢查，對(duì)上崗焊工實(shí)行動(dòng)態(tài)管理，綜合現(xiàn)場(chǎng)違規(guī)情況和射線檢測(cè)結(jié)果合格率情況定期評(píng)分，不合格的，待崗重新考核，這種辦法清理了隊(duì)伍，也穩(wěn)定了隊(duì)伍，極大地提高了焊工技術(shù)素質(zhì)和現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量的管理，提高了焊接記錄和無(wú)損檢測(cè)委托單的真實(shí)性。
　　（2）加強(qiáng)無(wú)損檢測(cè)
　　CJJ33-1989《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》規(guī)定，中壓燃?xì)夤艿缹?duì)接焊縫除了特定部位，其他都是抽檢，鋼管與管件的對(duì)接焊縫沒(méi)有作為特定部位，由于成品管件與螺焊管的對(duì)接偏差要比螺焊管之間大一些，且厚度不同，焊接難度較大，SY0401一1998(輸油輸氣管道線路工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》7.3.8條是作為特定部位要求100%射線檢測(cè)，考慮到現(xiàn)在城市中壓鋼質(zhì)燃?xì)夤艿酪?guī)格大的已有DN600，遠(yuǎn)在CJJ33一1989《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》當(dāng)時(shí)考慮的范圍外，因此，鋼管與管件的對(duì)接焊縫應(yīng)進(jìn)行100%射線檢測(cè)。原則上，應(yīng)采用，射線檢測(cè)，當(dāng)作業(yè)坑狹窄、其他埋地設(shè)施限制造成管道焊口不易采用X射線檢測(cè)時(shí)，可使用，射線進(jìn)行透照。
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