北京管道公司

徐俊杰 雷宏峰 霍曉彤

 

摘要：從竣工資料排查、底片復核、內檢測數據對齊、內檢測數據復核、現場開挖復檢等方面，梳理總結了陜京管道系統近4年來的環焊縫排查成果，分析環焊縫缺陷焊口性質與規律，提出下一步環焊縫排查應努力做到開挖選點精細化，結合內檢測等新技術、新方法，提高缺陷發現準確率，降低管道環焊縫隱患風險。

關鍵詞：環焊縫；風險排查；陜京管道

 

北京管道公司自2017年8月開始對所轄陜京三線、永唐秦管線、唐山LNG外輸管線、大唐煤制氣干線、港清三線、寶香西管線、采通線、靖邊聯絡線、陜京二線9條管線共計2790多公里管道（表 1）、24.4萬多道焊口進行環焊縫質量風險排查。通過選擇性開挖驗證，無損檢測再次檢驗，經風險評價對有缺陷的環焊縫采取補強或換管處理，降低管道安全隱患，為管道安全平穩運行打下堅實基礎。

表 1 北京管道9條管線基本情況

1  排查內容和流程

環焊縫質量風險排查包括建設期底片排查、疑似黑口排查、內檢測信號復核及高后果區特殊焊口抽查四大類。排查流程為：竣工資料排查→內檢測數據對齊→建設期底片復核→現場開挖→底片復拍→底片第三方復核→安全評價與處置建議→修復處置等[1-2]。其中開挖復檢流程為：定位開挖點→開挖→環焊縫處防腐層外觀檢查與清除→表面缺陷測量和無損檢測及報告→防腐層修復→作業坑回填→環焊縫缺陷開挖復檢報告→開挖復檢成果數字化。

2  排查完成情況

（1）資料排查。對北京管道9條管線竣工資料排查，共計排查里程2790.19公里，焊口244879道，發現無檢測報告14626道，邏輯關系錯誤12362道。

（2）底片復核。對陜京三線等7條管線（陜京二線、采通線底片已被檢測單位銷毀）底片復核，共計復核焊口147834道，發現底片存疑230道，其中建議返修、復拍95道（剩余3道原底片黑度不足無法復評未開挖），建議質量關注94道（已全部開挖或經定量風險評價），組對不規范41道（無需處理）。

（3）數據對齊。對陜京二線等8條管線焊口開展數據對齊工作（靖邊聯絡線未設置收發球筒不具備內檢測條件，不能通過內檢測數據進行數據對齊），共計對齊里程2789.39公里，確定需開挖疑似黑口85道。

（4）信號復核。對內檢測信號復核2412.48公里（陜京二線剩余約370公里未復核），共計發現嚴重異常焊口221道，較嚴重異常焊口929道。各管線嚴重異常焊口及開挖情況見表 2。

表 2 各管線內檢測嚴重異常焊口開挖情況統計表

（5）焊口開挖。截至2021年底，累計開挖復拍焊口1434道，發現不合格焊口202道，不合格比例14.09%，需修復焊口42道，需修復比例2.93%，其中，含裂紋焊口8道，占比0.56%。焊口需修復比例及裂紋比例均低于集團公司平均統計水平。

3  排查結果分析

根據數理統計學中最少樣本大于30法則，累計開挖復拍焊口1434道，需修復焊口42道。按照焊口類型、所屬管線、施工單位、檢測單位、裂紋口等指標進行分析，截至2021年底情況如下。

（1）按焊口類型分析，底片存疑焊口、內檢測異常焊口需修復比例最高，分別為16.06%和7.14%，見表 3。

表 3 按焊口類型分析修復焊口統計表

（2）按所屬管道線路分析，陜京三線裂紋焊口及需修復焊口最多，唐山LNG管線需修復焊口比例最高，見表 4。

表 4 按管道線路分析修復焊口統計表

（3）按建設施工單位分析，A公司、B公司、C公司施工的焊口需修復比例最高，均占5%左右，見表 5。

表 5 按施工單位分析修復焊口統計表

（4）按檢測單位分析，A公司、B公司的焊口需修復比例最高，分別為11.4%、4.63%，見表 6。

表 6 按檢測單位分析修復焊口統計表

（5）按裂紋口分析，8道中有7道分布在陜京三線且3道集中在良西段（另有3道根部缺陷加B型套筒修復口也集中在該段），1道在唐山LNG。所有裂紋均為根部裂紋（圖 1），其中發生裂縫擴展的4道。根據焊口失效分析，產生上述裂紋主要原因有根部未融合、夾渣、焊瘤、內凹、返修工藝錯誤等[3]，見表 7。

圖 1 裂紋口斷面圖

表 7 按裂紋口分析修復焊口統計表

4  排查取得成果

（1）完善了陜京管道基礎資料。24.4萬多道焊口施工及檢測信息全部錄入平臺，完成15萬道焊口建設期底片的回收、整理與歸檔。

（2）消除了陜京管道系統部分管道安全隱患。目前發現裂紋缺陷焊口8處，修復管道各類缺陷焊口隱患42處，其中換管10處，B型套筒修復12處，及時發現和消除了陜京三線49#閥室附近一處貫穿性裂紋焊口的重大隱患。

（3）摸清了部分管道的施工質量。港清三線、大唐煤制氣、采通線發現問題較少，施工質量較好，且無裂紋焊口。陜京三線、唐山LNG、永唐秦管線發現問題焊口較多。寶香西、陜京二線目前開挖比例和數量不夠，尚不能判定施工質量。

（4）采用超高清漏磁技術檢測環焊縫缺陷[4]。2021年陜京三線良西段選取16處缺陷焊口進行開挖射線復拍，發現不合格焊口10道，包括裂紋口2道，經評價需修復焊口4道，表明超高清漏磁檢測缺陷發現率比普通漏磁高出2倍以上。

（5）規范了B型套筒修復方式。2021年以前公司干線管道缺陷基本采用換管方式治理，對管道運行連續性、成本和環境影響較大。2021年在環焊縫缺陷焊口修復中成功實施了5處B型套筒帶壓修復，施焊壓力突破了0.4倍設計壓力局限，共節約天然氣放空350萬立方米以上，節約施工、氮氣費用280萬元以上。根據這一成果，進一步完善了公司管道本體完整性管理體系文件，規范了B型套筒修復適用范圍及帶壓施焊壓力計算方法，明確了干線管道除裂紋以外的缺陷均可采用B型套筒修復[5-6]。

5  結語

陜京管道系統環焊縫底片存疑口和內檢測異常口需修復比例較高，因底片存疑口全部開挖復驗完成，內檢測異常口將為下一步環焊縫排查重點。陜京三線、永唐秦、唐山LNG管道需修復焊口數量、比例較高，今后將主要對這3條管線內檢測嚴重異常口重點開挖排查復驗。

陜京管道環縫縫質量風險排查盡管取得了一些進展，消除了發現的管道安全隱患，但受限于檢測、評價等技術瓶頸以及對環焊縫失效機理的認知局限，管道環焊縫失效風險依然存在，環焊縫缺陷仍處于“不可全知、很難全控”的狀態。下一步將探索新的技術手段，推廣應用超高清漏磁檢測等技術，提高環焊縫缺陷檢測的準確率。

 

參考文獻：

[1]王正卿，耿立平，劉小峰，等.長輸管道可疑環焊縫的排查方法[J].焊接質量控制與管理，2021，50(11) ：91-94.

[2]狄彥，帥健，王曉霖，等.油氣管道事故原因分析及分類方法研究[J].中國安全科學學報，2013，23(7) ：109-115.

[3]朱增玉.油氣管道環焊縫失效分析及預防措施[J]．中國石油和化工標準及質量，2018，38(11)：41-42.

[4]王婷，楊輝，馮慶善，等.油氣管道環焊縫缺陷內檢測技術現狀與展望[J].油氣儲運，2015，34(7) ：694-698.

[5]冼國棟，呂游.油氣管道環焊縫缺陷排查及處置措施研究[J].石油管材與儀器，2020，6(2) ：42-45.

[6]燕冰川.高強鋼管道環焊縫風險排查技術淺析[J].石油管材與儀器，2020，6(2) ：46-52. 

作者簡介：徐俊杰，1983年生，碩士，高級工程師，2009年畢業于中國石油大學（北京）油氣田開發工程專業，現從事長輸天然氣管道環焊縫排查整治工作。聯系方式：13810738977，xujj06@pipechina.com.cn。