楊光

海洋石油工程股份有限公司技術(shù)服務(wù)分公司 天津 300452

1 海洋工程的范圍

海洋工程是牽涉或是和海洋環(huán)境有關(guān)的工程，如海洋鉆井平臺(tái)、系泊系統(tǒng)、海底管道及其它開發(fā)海洋資源的設(shè)備與工程建筑（如陸地終端處理系統(tǒng)、海上風(fēng)力發(fā)電）。其中海洋平臺(tái)亦可分成移動(dòng)式平臺(tái)與固定式平臺(tái)兩類，因而系泊系統(tǒng)重要是指FPSO的海上系泊單點(diǎn)結(jié)構(gòu)，海底管道是透過密封的管道于海底時(shí)隔地運(yùn)送大量油（氣）的管道，通常分成雙層管與單層管兩種[1]。這些海洋工程結(jié)構(gòu)基本都是由鋼材料焊接而成，加之需要長(zhǎng)期在惡劣的海況環(huán)境下服役，受到長(zhǎng)期的腐蝕和疲勞應(yīng)力，使得海洋工程在結(jié)構(gòu)材料選擇、制造質(zhì)量方面的要求非常高，一般鋼材的屈服強(qiáng)度不小于355N/mm2。因此對(duì)原材料和重要鋼結(jié)構(gòu)焊縫的質(zhì)量也提出了更高的要求，其無損檢測(cè)檢測(cè)范圍接近于100%，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)也要求在一個(gè)比較高的水平。

2 無損檢測(cè)技術(shù)在海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

海洋工程以及裝備的無損檢測(cè)內(nèi)容重要是結(jié)構(gòu)的完整性檢驗(yàn)與焊縫的無損檢驗(yàn)等，常見的無損檢測(cè)方法重要是四小常規(guī)無損檢測(cè)技術(shù)：超音波偵測(cè)（UT）、磁粉偵測(cè)（MT）、滲入偵測(cè)（PT）、射線偵測(cè)（RT），近年來半自動(dòng)超音波偵測(cè)（AUT）、相控陣超音波偵測(cè)（PAUT）、超音波繞射時(shí)差法（TOFD）、渦流偵測(cè)（ET）等全新技術(shù)亦獲得了迅猛的發(fā)展與應(yīng)用。超音波偵測(cè)具備檢測(cè)靈敏度低、穿透能力弱、設(shè)備輕巧、手動(dòng)便于等優(yōu)點(diǎn)，能非常糟糕地偵測(cè)出構(gòu)件的外部缺陷，不過沒記錄，結(jié)論受檢驗(yàn)員技術(shù)影響比較??；磁粉偵測(cè)與滲入偵測(cè)依次適合偵測(cè)鐵磁性材料表面以及將近表面缺陷與非多孔材料的表面缺陷，均具備表明缺陷簡(jiǎn)單、靈敏度低、手動(dòng)便于等優(yōu)點(diǎn)，不過受材料性質(zhì)與表面狀態(tài)沖擊比較小，而且難以偵測(cè)外部缺陷；射線偵測(cè)局限在偵測(cè)各種材料的外部缺陷，尤其適合偵測(cè)體積型缺陷，并有膠片留存檢測(cè)結(jié)果，不過檢測(cè)成本低、效率高，對(duì)于人體有輻射危險(xiǎn)性，防御成本低，易于在交叉檢修[2]。

3 無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)在海洋工程領(lǐng)域中應(yīng)用措施

3.1 不斷提高國(guó)內(nèi)無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的整體水平

目前海洋工程及裝備項(xiàng)目主要使用歐美的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，例如API、ASTM、AWS、ISO等，對(duì)于國(guó)內(nèi)無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的使用率不高，這說明國(guó)內(nèi)無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)性和權(quán)威性還沒有達(dá)到國(guó)際水平，對(duì)于國(guó)內(nèi)的海洋工程制造，我們要根據(jù)實(shí)際制定符合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況，同時(shí)，遵守國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，做好標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用推廣工作。

3.2 保證無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和更新速度

在制定無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的過程中，需要對(duì)該國(guó)海洋工程的各個(gè)方面進(jìn)行全面有效的研究，積極研究和收集各國(guó)的技術(shù)監(jiān)管和監(jiān)管申請(qǐng)以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，還應(yīng)全面實(shí)施，并積極研究并積極結(jié)合國(guó)際貿(mào)易協(xié)會(huì)的規(guī)章和標(biāo)準(zhǔn)。提高國(guó)內(nèi)無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確性和可行性的適當(dāng)方法。

4 現(xiàn)階段海洋工程無損檢測(cè)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）管狀TKY節(jié)點(diǎn)焊縫傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的完善提高及新方法研究。管狀TKY節(jié)點(diǎn)焊縫在海洋工程結(jié)構(gòu)中是非常重要的節(jié)點(diǎn)，廣泛存在與平臺(tái)導(dǎo)管架和上部組塊框架上，對(duì)管狀TKY節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)要求很高，一般都是100%的超聲波和磁粉檢驗(yàn)。但傳統(tǒng)超聲波檢測(cè)的可靠性因受各種結(jié)構(gòu)和環(huán)境因素的影響并不十分理想，且對(duì)人員的技術(shù)要求較高，造成現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果的可靠性偏低。同時(shí)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜性很難使用先進(jìn)的檢測(cè)手段來替代，目前已經(jīng)有公司對(duì)TKY節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相控陣的檢驗(yàn)可行性研究以及智能化檢測(cè)的研究，從而解決缺陷定位困難的問題。

（2）推廣超聲波衍射時(shí)差法（TOFD）在海洋工程上的應(yīng)用。海洋石油平臺(tái)的鋼樁、導(dǎo)管焊縫是海洋工程的重要構(gòu)件，此類焊縫約占整體工程檢測(cè)比例的1/3。鋼樁、導(dǎo)管屬大管徑、大壁厚結(jié)構(gòu)，直徑主要在2000-3000mm，壁厚主要在32-80mm范圍內(nèi)，目前此類焊縫檢測(cè)主要采用手工超聲波檢測(cè)，需要手動(dòng)使用0°、45°、60°、70°4個(gè)探頭雙面雙側(cè)進(jìn)行掃查，檢測(cè)一道焊口耗時(shí)較長(zhǎng)，檢測(cè)效率低下。TOFD技術(shù)是基于手工超聲檢測(cè)的新型檢測(cè)技術(shù)，目前主要應(yīng)用在壓力容器的無損檢測(cè)。TOFD配有自動(dòng)或半自動(dòng)掃查裝置，一次掃查幾乎能夠覆蓋整個(gè)焊縫區(qū)域（除上下表面盲區(qū)），可以實(shí)現(xiàn)非常高的檢測(cè)速度，缺陷檢出率也高，并且可以永久保存數(shù)據(jù)，非常適合檢測(cè)鋼樁、導(dǎo)管這種大管徑、大壁厚的環(huán)縱縫。對(duì)TOFD技術(shù)的推廣是海洋工程無損檢測(cè)發(fā)展的趨勢(shì)[3]。但是目前TOFD在鋼結(jié)構(gòu)方面的標(biāo)準(zhǔn)支持比較薄弱，這也是應(yīng)用推廣的一項(xiàng)難點(diǎn)，需要我們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)制定時(shí)予以明確和加強(qiáng)。

（3）推廣相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)（PAUT）在海洋工程上的應(yīng)用。在工藝管線的檢測(cè)上，PAUT技術(shù)對(duì)比射線技術(shù)能夠提高3倍的檢測(cè)效率，并且可以實(shí)現(xiàn)無輻射作業(yè)，提高作業(yè)安全性。在標(biāo)準(zhǔn)方面主要使用ASME標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)的PAUT相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不夠完善，及時(shí)，也是推廣PAUT的一個(gè)制約因素。

5 結(jié)語

提高無損檢測(cè)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的綜合水平是當(dāng)前海洋工程領(lǐng)域的一項(xiàng)重要任務(wù)。同時(shí)，還必須確保無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)和更新速度。另外，可以積極加強(qiáng)無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)開發(fā)，有效提高無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際應(yīng)用，促進(jìn)海洋工程領(lǐng)域各項(xiàng)任務(wù)的順利開展，取得良好的效果。