油气管道环焊缝缺陷适用性评价现状与展望

油气管道的环焊缝质量好坏与管道能否安全运行密切相关,近年来管道环焊缝问题日益突显,因此准确评价管道环焊缝缺陷的适用性对于保障管道安全运行具有重要的意义。为了给环焊缝缺陷安全评定提供参考,系统总结了现行的环焊缝缺陷适用性评价方法并归纳为6种类型,剖析了各类方法的原理、特点及适用性,从焊接缺陷、内外部载荷及材料性能等3个方面分析了目前环焊缝缺陷适用性评价过程中遇到的瓶颈问题,并针对高钢级管道环焊缝所暴露出的新问题,提出了环焊缝缺陷适用性评价的未来展望。研究结果表明:(1)环焊缝缺陷可分为体积型缺陷和平面型缺陷两大类;(2)对于体积型缺陷,主要考虑塑性失效模式,推荐采用修正的Miller方法;(3)对平面型缺陷,应同时考虑塑性失效和断裂失效模式,推荐采用BS 7910:2015标准中基于失效评估图(FAD)的方法,并根据可用材料参数及保守性选用通用失效评估曲线(FAC)或特定FAC。结论认为,该研究成果有助于保障管道的安全运行。

油气管道周向励磁漏磁检测技术优势与发展前景

为了研究周向励磁漏磁检测技术的适用性,基于漏磁检测原理分析了该技术对于检测轴向导向缺陷的潜在优势,以及存在的技术局限性。周向励磁在管壁产生的磁场是非均匀磁场,临近磁极的磁场强度大,远离磁极的磁场强度小,缺陷漏磁通与缺陷距磁极的距离相关,两磁极间仅存在一段有效检测区域,要求传感器探头必须具有很小的间距和较高的测量精度;周向励磁产生的磁力线垂直于管道轴线,信号采集对检测装置的运行速度提出了更高的要求。从励磁方式、磁场分布状态、检测适用性和技术成熟度四个方面对比分析了周向励磁与轴向励磁漏磁检测技术,得出结论:两种检测技术的本质区别在于励磁方式和磁场分布状态的不同,且分别对轴向导向缺陷和环向导向缺陷敏感;轴向励磁漏磁检测技术更成熟且应用更广泛。最后,阐述了周向励磁漏磁检测技术的国内外技术发展与应用现状。

高钢级管道环焊缝裂纹失效分析

含裂纹缺陷的环焊缝失效分析,是解决X70及以上高钢级管道环焊缝质量风险的必要环节。文中对现阶段含裂纹缺陷的环焊缝排查和失效分析进行了梳理和成果总结分析,及时发现问题和规律,为后续安全管控和裂纹机理研究提供参考。已有失效分析规律总结如下:X70及X80管道环焊缝裂纹以根焊开裂形式为主;变壁厚、管道顶部和底部等位置容易发生环焊缝裂纹缺陷,焊接施工和缺陷无损检测及评判时应重点关注,尽量避免漏评误判;焊瘤、错边、余高等外观检测指标超标,导致环焊缝成形较差,影响裂纹缺陷的检出并加重根焊位置的应力集中。基于上述规律,建议对新建管道需加强针对管道环焊缝外观检测、根焊裂纹检测工艺。而对于在役管道,重点防范弯曲等附加载荷影响,依托环焊缝裂纹失效分析,进一步研究环焊缝裂纹形成的微观机理和控制参数。

中俄东线管道射线检测底片图像的智能识别

基于中俄东线管道射线检测底片图像和数据,采用Faster R-CNN、YOLO等深度学习算法,建立了全自动焊接环焊缝射线检测缺陷样本数据库,完成了未熔合等主要缺陷类型智能识别技术的研究和开发,初步实现了未熔合、裂纹等危害性缺陷的智能识别。在中俄东线智慧管道建设的目标框架下,射线检测底片图像识别等人工智能新技术的开发和应用,有助于实现管道大数据价值的充分挖掘,提升管道智能化运营管理的水平。

管道斜接环焊缝适用性评价

斜接引起的应力集中效应致使斜接环焊缝比普通环焊缝更加危险,因此需进一步明确在役管道超标(斜接角度≥3°)斜接环焊缝的适用性。总结对比了现行斜接环焊缝(缺陷)评价标准,推荐采用SY/T 6477—2017 《含缺陷油气管道和强度评价方法》标准评价无缺陷斜接环焊缝,分别采用修正的米勒(Miller)方法和BS 7910:2019 《金属结构裂纹验收评定方法指南》标准评价含体积型缺陷和平面型缺陷斜接环焊缝,并将斜接导致的弯曲应力作为附加载荷考虑。通过有限元分析及全尺寸压力爆破试验明确了斜接与缺陷对于环焊缝失效的影响,评估了评价方法适用性及保守性。研究表明:纯内压作用下,内压导致的环向应力主导了无缺陷斜接管的失效,但随着斜接角度的增大,应力集中效应逐渐突显;压力试验数据验证了标准中斜接评价方法适用范围(斜接角度≤10°)的合理性;斜接和缺陷的存在导致钢管抵抗均匀变形能力及承压能力下降,对于含缺陷(尤其平面型缺陷)斜接,当斜接角度较小时,缺陷会成为环焊缝失效的主要致因。

环焊缝缺陷漏磁内检测图像识别技术研究

为解决油气管道环焊缝信号复核及缺陷排查工作严重依赖人工问题,采用高斯混合模型(GMM)聚类分析方法完成漏磁检测伪彩色图像的颜色特征提取和缺陷识别分类算法开发。考虑了信号断点、变壁厚等常见异常信号的影响,研制出环焊缝缺陷漏磁内检测图像智能分析软件,实现了环焊缝漏磁内检测信号图像的自动采集和缺陷智能识别分析。与人工复核结果比较,缺陷智能识别分类的准确率达到90%以上,可应用于环焊缝漏磁内检测信号复核并提高缺陷排查效率和智能化水平。

基于漏磁内检测的管道补口失效识别与判定方法

管道补口一旦发生失效,腐蚀介质自破损处渗入,将会严重影响管道完整性。基于漏磁内检测原理和管道补口失效形式,提出了补口防腐失效的识别与判定流程:通过分析管道补口结构特点、失效形式、可能产生腐蚀缺陷的位置与形貌特征,明确管道补口失效导致外腐蚀特征及其与漏磁内检测信号特征之间的对应关系,从而识别可能已经失效的管道补口。通过对多条管道的开挖验证,得出采用漏磁内检测技术识别与判定补口失效准确率,并验证了该方法的准确性,为基于漏磁内检测的补口失效识别与判定技术的工业化应用奠定了基础。(图7,表1,参20)

基于漏磁内检测的管道补口失效评价方法

为了制定高效的管道补口修复计划,确保缺陷及时修复,提出了一种基于漏磁内检测的管道补口失效评价方法。该方法将补口失效内检测信号分为4种类型,其中第1类和第4类信号特征较明显,第2类和第3类次之。分别采用RSTRENG 0.85dL方法和Kastner方法对轴向缺陷和环向缺陷进行评价,并基于腐蚀增长速率边界值对腐蚀增长作出预测。结合信号类型与腐蚀缺陷评价结果,建立了补口失效分级评价与响应准则。现场应用结果表明:该方法具有较高的识别与评价符合率,可以满足现场应用需求。

长输管道数字射线DR检测技术应用与展望

射线检测技术在缺陷定性检测等方面具有独特优势,是工业领域广泛应用的无损检测技术。根据缺陷成像技术特点,对比了工业主要射线检测技术发展现状,明确了数字射线(Digital Radiography,DR)检测的技术特点及优势。从焊缝检验和资格认证方面,总结了中国相关标准对长输管道射线检测的要求。相关标准在检测比例要求上略有差异,在缺陷评定标准上DR与RT-F一致。介绍了国内外DR检测技术在长输管道上的应用情况,剖析了中国应用DR检测技术过程中在检测效率与经济效益、平板探测器选型及缺陷评判方面存在的问题,展望了DR检测技术未来的发展趋势,并结合中俄东线等数字化管道的发展趋势,分析指出DR检测技术必将在远程高效评定、检测大数据管理分析等方面发挥更加重要的作用,其应用前景广阔。

Effects of loading condition on very-high-cycle fatigue behaviour and dominant variable analysis

The specimens of a high carbon chromium steel were quenched and tempered at 150℃, 180℃ and 300℃. Such specimens were tested via rotating bending and a push-pull type of axial loading to investigate the influences of loading condition on the behaviour of very-high-cycle fatigue （VHCF）. Experimental results show the different influences of inclusion size on the fa- tigue life for the two loading conditions. Predominant factors and mechanism for the fine-granular-area （FGA） of crack origin were discussed. In addition, a reliability analysis based on a modified Tanaka-Mura model was carried out to evaluate the sen- sitivity of inclusion size, stress, and AKFGA to the life of VHCF crack initiation.