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油气输送管道对接环焊缝检测现状与研究进展

随着经济的快速发展，油气输送管道行业成为了我国重要的经济增长，加

强油气输送管道工程中对接环焊缝检测技术的研究，对我国油气输送管道工程的

发展起着至关重要的作用。本文将从管道焊缝检测、环焊缝缺陷的常见类型及油

气输送管道对接环焊缝检测现状与研究进展等几个方面进行分析。

标签：油气输送管道;对接环焊缝;检测

一、前言

目前由于油气输送管道工程的不断壮大，油气输送管道工程中施工技术水平

的提高，尤其提高对接环焊缝检测技术的问题得到了人们的广泛关注。虽然我国

在此技术上有所完善和进步，但是仍然存在一些问题和不足需要改进。在建设社

会主义和谐社会的新时期，进一步加强油气输送管道工程的对接环焊缝检测技

术，保证施工中的安全质量，是促进油气输送管道工程发展的一个重要环节。

二、管道焊缝检测

在长距离、大口径输送管道的建设运营中，管道对接焊缝质量的检测至关重

要，对表面缺陷可采用磁粉检测或渗透检测。也可以采用涡流检测，对内部缺陷

可用X射线检测或超声波检测，在油气管道检测中，较多采用的方法是射线检

测和超声波检测。

1、射线探伤

以前的射线检测主要采用双壁单影法，其检测速度慢、成本高、成像质量一

般。目前，管线环焊缝检测采用了先进的检测工艺（如爬行器等自动检测设备等），

对于管道环焊缝射线检测，一般分为X射线和射线检测。前者用于壁厚在26mm

以下的管线环焊缝检测，后者多用于大壁厚、架空管或X射线探伤机难以到达

的部位。由于环焊缝缺陷一般以体积性缺陷为主，如;夹渣、气孔等，故利用射

线穿过介质的能量衰减，在胶片上记录缺陷是环焊缝无损检测的主要方法。由于

X射线检测的清晰度、灵敏度均高于射线检测，因此，一般尽可能采用X射线

检测。

射线检测的主要局限在于裂纹探测和裂纹尺寸测量方面，对裂纹探测，特别

是在厚焊缝中，射线照相技术没有超声波技术可靠。另有CT技术，即计算机辅

助层析成像技术，采用一面状射线束透过工件的一个层面，检测器阵列在射线束

处在同一平面，通过机械驱动装置对工件表面形成一定的扫描透射，采集射线束

穿过该层面的图像，实现对这一层面的检测。

2、超声检测

超声波是超声振动在介质中的传播，其实质是以波动形式在弹性介质中的传

播的机械振动。超声波检测是使超声波与被检工件相互作用，根据超声波的反射、

透射和散射行为，对被检工件进行缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性

能变化的检测和表征，并进而对其进行评价的一种无损检测技术。

目前无损检测技术发展趋势正由无损检测技术（NDT）向无损检测评价

（NDE）方向发展，向高准确度、高可行性方向发展。超声波检测的数字化、自

动化、智能化和图像化成为超声无损检测技术研究的热点，标志着超声无损检测

的现代化进程。其中超声成像技术可提供直观和大量的信息，直接反映物体的声

学和力学特性，有非常广阔的发展前途。

三、环焊缝缺陷的常见类型

在焊接过程中，常见的焊缝缺陷类型有裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔

和形状缺陷等，其主要特点如下：

1、裂纹是指焊接材料由于局部断裂而形成的缺陷。按其产生的原因可分冷

裂纹、热裂纹和再热裂纹等。裂纹外表端部形状尖锐，因此应力集中严重，对承

受静拉力、冲击载荷的影响较为明显，此种缺陷存在较大的危险。

2、未熔合是指焊缝和母材金属之间，或焊缝金属之间没有熔化，造成没有

结合成一体的缺陷。未熔合是一种面积型缺陷，可以分为坡口面未熔合和层间未

熔合两种。这种缺陷大大减小了承载截面积，应力集中严重，该种缺陷的危害仅

次于裂纹的影响。

3、未焊透指的是母材之间金属没有完全熔化，焊缝金属未能进入接头的根

部而形成的缺陷。可以分为双面未焊透和单面未焊透两种。对强度、疲劳等性能

有较大的影响，这种缺陷的危害主要取决于其形状、深度以及长度。

4、夹渣主要是焊缝金属中残留有别的固体物质而形成的缺陷。按形态可将

夹渣分为点状、块状、条状夹渣等。夹渣属于体积型缺陷，大大减小了焊缝受力

面积，夹渣的棱角容易形成应力集中，造成了交变荷载下的疲劳源。

5、气孔是指在焊接过程中，气体未能及时逸出，从而在焊缝金属内部或表

面所形成了空穴造成的缺陷。按分布状态，气孔可分为单个、密集、链状和虫状

气孔等。主要是由于H2和CO造成气孔缺陷，属于体积型缺陷，其减少了受力

面积，深气孔可能破坏焊缝的致密性。