[发明专利]双金属复合管管头堆焊焊缝的射线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及管道环焊缝的射线检测领域，具体是一种双金属复合管管头堆焊焊缝的射线检测方法。

背景技术

双金属复合管一般由碳钢外基管与不锈钢内衬管复合制成，主要应用于原油、天然气等流体的管道输送。双金属复合管充分发挥了不锈钢内衬管的耐蚀性以及碳钢外基管良好的机械性能和廉价的优势，实现了管道可靠性与经济性的最佳组合。

双金属复合管的长度可达18米，为保证复合管管头部位的耐蚀性，需在复合管两端堆焊楔形不锈钢层，焊缝沿不锈钢内衬管长3mm～10㎜，沿碳钢外基管壁厚方向高2mm～8㎜。经过氩弧焊接后，堆焊焊缝可能会产生裂纹、角顶未焊透、未熔合、气孔，夹渣等危害性缺陷，这些缺陷的存在会降低复合管不锈钢内衬管的腐蚀性，严重影响管道的使用寿命和设备效能，甚至可能造成原油泄漏，严重环境污染。

双金属复合管管头堆焊焊缝是一种构造特殊的角焊缝，射线检测是唯一可选择的常规检测手段。目前，对双金属复合管管头堆焊焊缝的射线检测方法主要有两种：

第一种方法是采用射线源在外单壁单影透照，使用定向射线机和传统胶片系统。该方法的主要缺点是效率太低，一次只能透照一张胶片，一个管头堆焊焊缝按直径大小不同至少分6至10次进行透照，完成一根复合管的透照工作至少需要1.5至2个小时，效率很低不适合批生产。此外，采用该方法每次透照均需转动复合管，复合管单根重量超过2吨，转动难度较大且不易控制角度，故极少采用该方法。

第二种方法是射线源在内的中心透照法，使用周向射线机和传统胶片系统。该方法主要有以下几个缺点：

透照厚度范围为2mm～12㎜，透照厚度差过大。依据对比度公式_△D＝-0.434μG_△T，其对比度已经超出了胶片的宽容度，焊缝需按不同曝光量透照2～3次方可满足检测要求，检测效率较低。厚度差过大也会造成影像黑度差过大，使缺陷影像难以辨别甚至无法辨别。

此外，由于焊缝距复合管管头边沿距离过近，由此造成的边蚀会严重影响焊缝成像质量；焊缝直径较小且表面空间狭小，胶片不能紧贴焊缝，几何不清晰度和散射线也会严重影响焊缝成像质量。同时，受射线有效宽度限制，底片上的焊缝标识辨识困难。

发明内容

为克服现有技术中存在的透照差过大、检测效果差的不足，本发明提出了一种双金属复合管管头堆焊焊缝的射线检测方法。

本发明采用具有补偿段的射线检测辅助成像装置，该装置包括防边蚀段，补偿段，内撑固定段。射线检测辅助成像装置的内径大于X射线机的外径。所述射线检测辅助成像装置的一端为防边蚀段，该检测辅助成像装置的中部为锥面的补偿段，并且该补偿段与防边蚀段的衔接处有双金属复合管不锈钢内衬管的定位端面；所述补偿段的另一端与内撑固定段衔接，并且该内撑固定段的外径小于防边蚀段的外径；所述补偿段与防边蚀段以及与内撑固定段的外形过渡面均垂直于射线检测辅助成像装置的轴线。

本发明的具体实施过程是：

步骤1，确定射线检测辅助成像装置的参数。

所述射线检测辅助成像装置的参数包括：射线检测辅助成像装置的内径D₀、防边蚀段的外径D₁、补偿段的最大外径D₂及最小外径D₃、补偿段的长度L和内撑固定段的外径D₄。其中所述防边蚀段的外径D₁与不锈钢内衬管的外径d₁相等。

所述补偿段的最大外径D₂与内撑固定段外径D₄相等，且所述补偿段和内撑固定段均与不锈钢内衬管内径d₀采用间隙配合；该间隙配合的公差等级为IT7～11级。

所述补偿段长度L≥不锈钢内衬管端面到碳钢外基管端面的距离L₀，补偿段的最小外径D₃＜不锈钢内衬管的内径d₀，且L和D₃的关系满足公式(1)：

L/(D₂-D₃)＝b/(2×a)   (1)

公式(1)中，b是堆焊焊缝在不锈钢内衬管外表面上的焊脚尺寸，a是堆焊焊缝在碳钢外基管端面上的焊脚尺寸。

所述射线检测辅助成像装置的内径D₀≤D₃-1mm。

步骤2，将射线检测辅助成像装置的补偿段嵌入双金属复合管不锈钢内衬管内，直至不能嵌入为止；