張志勇 高海東

天津華信工程檢測有限公司 天津 300270

液化天然氣（LNG）的主要成分是甲烷，被公認為世界上最干凈的能源。很多國家都將LNG 列為首選燃料，因此該行業(yè)是全球增長最迅猛的能源行業(yè)。對于盛裝- 163℃的LNG 儲罐而言，必須保證“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”運行，而儲罐建造過程中的射線檢測則是質(zhì)量控制的主要手段。

全容式LNG 儲罐的外罐（次儲罐）是水泥結(jié)構(gòu)，內(nèi)罐（主儲罐）由06Ni9DR 鋼板焊接組裝。20 萬m3的LNG 儲罐內(nèi)罐由12 圈鋼板組焊，第一圈壁板厚度為34mm，第十二圈壁板厚度為10mm。設(shè)計要求內(nèi)罐罐底邊緣板對接焊縫、壁板對接焊縫均進行100%射線檢測，執(zhí)行標準為NB/ T 47013- 2015《承壓設(shè)備無損檢測》，檢測技術(shù)等級為AB 級。但像質(zhì)計應(yīng)識別絲號要比標準的要求提高一個指數(shù)，質(zhì)量等級為Ⅱ級。由于06Ni9DR 屬于高強鋼材料，射線檢測應(yīng)使用C4 類膠片。當前，我國生產(chǎn)、生活對LNG 的需求量遠大于供應(yīng)量，所以工期緊是LNG 儲罐安裝最大的特點。為此，施工單位會在有限的作業(yè)空間投入盡可能多的人力、物力，時間上實行“白加黑（白天夜里輪班）、五加二（周六周日不休息）”?，F(xiàn)場組裝時，下一批壁板組裝計劃要根據(jù)當前組裝完的壁板焊縫檢測結(jié)果制定和實施。檢測單位為了及時完成檢測任務(wù)，也必須配備足夠的人、機、料，更要通過優(yōu)化工藝來提高檢測效率，從每個環(huán)節(jié)進行管控，保證檢測結(jié)果及時出具。

以江蘇LNG（二期）工程1 臺20 萬m3的LNG 內(nèi)罐射線檢測為例，從人力、物力、檢測參數(shù)、檢測實施四個方面闡述了射線檢測工作的準備、開展及注意事項、操作技巧等，以便優(yōu)化工藝、優(yōu)質(zhì)高效完成檢測任務(wù)，更希望能給相關(guān)同行些許啟發(fā)。

1 LNG 內(nèi)罐射線檢測人員配備

無論是管理人員還是操作人員，都應(yīng)該有類似工程檢測的相關(guān)經(jīng)驗。至少，管理人員應(yīng)有5 萬m3或以上容積原油儲罐射線檢測的經(jīng)驗。管理人員要及時與施工單位的相關(guān)人員溝通，掌握施工單位的工作計劃，以便調(diào)配人、機、料等資源，同時對操作人員進行培訓(xùn)，使之盡快掌握操作技巧。一般情況下，要配備操作人員5—8 人，管理人員3—5 人。

2 LNG 內(nèi)罐射線檢測主要器材和雙膠片方法

選用的X 射線機型號為管電流5mA、最高管電壓300kV（或350kV，選用350kV 設(shè)備要避免使用過高的管電壓）、膠片類別C4 類（規(guī)格為300mm×80mm）、增感屏前后屏厚度為0.03mm 和中屏（采用雙膠片方法時需要使用中屏，中屏是雙面的）厚度為0.1mm×2 的鉛箔增感屏，像質(zhì)計型號為10Ni JB。自購和自制小滑車（設(shè)計小滑車的規(guī)格時要考慮到焦距，就是要保證最厚部位的焊縫，即第一圈壁板縱向焊縫透照時不小于標準要求的最小焦距）、龍門架和倒鏈等輔助器材，配備暗室設(shè)施和器材、評片設(shè)施和器材等，還需要記號筆、膠帶（06Ni9DR 鋼板不允許接觸磁性物質(zhì)，故使用膠帶將裝有膠片的暗袋粘貼在檢測部位）、鉛字、皮尺（用來做定位標記帶）、卷尺和手電筒等。

雙膠片方法（不同于NB/ T47013 中的雙膠片技術(shù)）：LNG 內(nèi)罐鋼板材料牌號是06Ni9DR（簡稱9 鎳鋼），Ni 含量在8.5%～9.5%；為保證焊接接頭的低溫韌性，所用焊材的Ni 含量在60%～70%左右。兩者Ni 含量相差較大，使得密度差較大，造成底片上母材（熱影響區(qū)）影像與焊縫影像的黑度相差較大。單膠片透照時底片黑度很難滿足標準要求，因此要用兩張膠片，之間放置厚度適宜的增感屏裝在同一暗袋中。黑度大的底片用于焊縫評級，黑度小的用于母材（熱影響區(qū)）評級。

3 LNG 內(nèi)罐射線檢測參數(shù)

LNG 內(nèi)罐組裝之前，工藝試板的對接焊縫需要進行射線檢測。該時期有充足的時間對每臺擬用的X 射線機檢測參數(shù)進行逐一驗證，同一廠家的同種型號、同批次的X 射線機能量差別不大，所以確定了一臺X 射線機最優(yōu)的參數(shù)組合后，其余的就相對容易了。雖然試板的規(guī)格只有2、3 種，但仍可以利用驗證得到的最優(yōu)參數(shù)，通過插入法計算，對X 射線機的曝光曲線進行修訂，以便編制射線檢測操作指導(dǎo)書。表1 列舉了使用某廠家的X 射線機透照不同厚度鋼板縱向焊縫（長度均為3291mm）時的主要檢測參數(shù)。環(huán)向焊縫多為不同厚度的鋼板焊接，檢測參數(shù)要按兩種板厚的算術(shù)平均值調(diào)整。

使用C4 類膠片需要比使用C5 類膠片更長的曝光時間。另外，曝光時間的平方與焦距成正比，一次透照長度與焦距成正比關(guān)系。所以，為了提高檢測效率，不必追求更大的一次透照長度，上述膠片規(guī)格300mm×80mm，是將一次透照長度控制在250mm 以內(nèi)。例如高度為3291mm 的縱縫，表1 中所列最厚的第一圈壁板縱向焊縫（厚度為34mm）一次透照長度為235.1mm，有效評定長度為251.8mm，一張片位曝光時間為9.0min。配備6—8臺X 射線機（其中2—4 臺備用）就能滿足現(xiàn)場檢測的設(shè)備需求。

表1 X 射線檢測參數(shù)

4 LNG 內(nèi)罐射線檢測實施要點

4.1 片位號（定位標識）標注技巧

鋼板預(yù)制后，操作人員根據(jù)坡口形式，選兩個鄰邊（圖1）用皮尺實測其高度和長度，根據(jù)擬分段數(shù)平均分段；用記號筆（或蠟筆）在鋼板的兩個面畫好片位號，根據(jù)設(shè)計的圖紙或各檢測單位的工藝規(guī)程，片位號標注也可以采用其他方式。鋼板高度3291mm（縱向焊縫），分為14 個片位；長度為11026mm（環(huán)向焊縫），分為46 個片位。第一個片位號是“2”，最后一個是“1”，長度方向的第一個片位和最后一個片位是其他片位長度的一半，組焊后與鄰近鋼板合成為一個片位：1- 2。在兩個面同時畫片位號的目的是罐內(nèi)側(cè)X 射線機對焦和外側(cè)貼膠片不至于錯位，使超標缺陷的定位不論從罐內(nèi)側(cè)還是外側(cè)都準確無誤。

圖1 片位號標注（左：安裝后內(nèi)罐內(nèi)壁視圖，右：內(nèi)罐外壁視圖）

預(yù)制階段沒能夠完成片位號標注的，在組焊完成后要盡快標注。由于環(huán)向焊縫存在弧度，內(nèi)側(cè)周長和外側(cè)周長不等，這時候就要確定一定數(shù)量的位置，這些位置的內(nèi)外標記在徑向線上。通俗的講，就是“找中心”。先要確定該條焊縫兩端的O 點內(nèi)外標記在徑向線上（一張鋼板兩側(cè)的縱向焊縫與環(huán)向焊縫交叉的中心點），再確定O 點間的中心位置A 點（內(nèi)外標記各1 處）在徑向線上，然后確定O 點與A 點之間的中心位置B 點（內(nèi)外標記各2 處）。以此類推，逐步確定OB 之間、BA 之間、AB 之間、BO 之間的C 點（4 處）、D 點（8 處）、E 點（16 處）等多個中心點，再參照中心點進行片位號標記。中心點越多，罐內(nèi)側(cè)和外側(cè)片位的吻合度越高。

實際操作時，片位號采用鉛制的數(shù)字，用膠帶粘貼在X 射線機側(cè)的焊縫邊緣。縱向焊縫的片位“1”和“15”由于處于環(huán)向焊縫處，可用環(huán)向焊縫影像作為定位標記，不貼鉛字。

4.2 X 射線機布置注意事項

（1）在遠離貼片的區(qū)域完成訓(xùn)機，之后進行X 射線機布置。X 射線機風(fēng)扇側(cè)的射線強度與電纜線接口側(cè)不同，要盡量使X 射線發(fā)生器的機體軸向與焊縫長度方向垂直；

（2）環(huán)向焊縫布置多臺X 射線機時，應(yīng)嚴格等間距固定，使每臺X 射線源正對所要檢測片位的中心；

（3）X 射線機曝光時需要較大電量，現(xiàn)場電源不能滿足4 臺同時曝光，因此要依次進行曝光。

4.3 像質(zhì)計擺放及布片技巧

按照NB/ T 47013 標準的要求：線型像質(zhì)計（表1 中的10 Ni JB）應(yīng)放在焊接接頭的一端（被檢區(qū)長度的1/ 4左右位置），金屬絲應(yīng)橫跨焊縫，細金屬絲置于外側(cè)。圖2中一次性布置了4 臺X 射線，則要在每個片位適當位置都貼一個像質(zhì)計。

圖2 環(huán)向焊縫射線檢測

焊接完成后，先進行的是余高打磨及表面缺陷的修磨，以實施滲透檢測。由于滲透檢測后處理不徹底，以及焊縫余高打磨的原因，使得夜間的射線檢測人員很難確定焊縫的中心線，貼的片位號或其他標識距焊縫邊緣的距離難以滿足標準要求，膠片中心線與焊縫中心線不吻合，出現(xiàn)“Pb”(鉛字上焊道）、焊縫影像不全等問題，造成廢片。因此，管理人員要安排白班的滲透檢測人員作業(yè)前在焊縫中心線兩個延伸方向的適當位置做好標記，滲透檢測完成后用墨斗將兩個標記連接為一條直線，給射線檢測人員提供方便。這里需要特別注意的是：為了避免“滲碳”發(fā)生，墨斗裝的染料應(yīng)控制碳元素含量。

無論是環(huán)向焊縫，還是縱向焊縫，在工藝驗證（重點是散射線檢查）后，均可按照隔一個片位貼一張膠片的方式布片。注意，當射線檢測技術(shù)等級采用B 級時，要使用厚度大于5mm 的鉛板減小X 射線機的輻射角，或采用隔兩個片位貼一張膠片的方式。對于環(huán)向焊縫，當上下兩圈壁板厚度不同時，膠片要與厚壁鋼板適度緊貼，不要同時貼緊薄壁鋼板。

4.4 暗室處理要領(lǐng)和結(jié)果出具

LNG 內(nèi)罐射線檢測的最大特點就是結(jié)果需要及時準確的出具?，F(xiàn)場操作、暗室處理、底片評審、結(jié)果出具這四大環(huán)節(jié)銜接很重要。為此，管理人員應(yīng)做如下安排：操作人員每檢測完一條焊縫，都要把膠片按片位順序單獨存放；待完成當天任務(wù)的3/ 5 左右時，將膠片送交暗室人員；暗室人員逐批處理每條焊縫的膠片，保證片位有序；干燥后，將排列有序的底片送交評審人員，使得評片人員能夠快速地整理。當發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合格的底片時，要列出清單、注明原因，拍照后以微信、短信形式發(fā)送給操作人員，并電話告知其及時補拍。這時候，剩下的2/ 5 的工作量也基本上完成了。

5 結(jié)語

當前LNG 儲罐工程建設(shè)，更能體現(xiàn)“開局便是是決戰(zhàn)、起步就要沖刺”的精神，但檢測工作仍需腳踏實地，嚴格執(zhí)行標準規(guī)范，保證檢測質(zhì)量和進度。由于X 射線的輻射生物效應(yīng)（對生物細胞有損害），射線檢測作業(yè)一般安排在其他工種下班后，多是夜間作業(yè)、高處作業(yè)，甚至有作業(yè)時間被占用的情況。射線檢測能否順利進行、工作能否順利完成，是管理人員首要關(guān)注的；更應(yīng)該在以身作則的同時，加強安全管理，提高操作人員的技術(shù)水平、工作質(zhì)量，以減少返工。這樣不僅可減小安全風(fēng)險，而且是保證檢測進度的前提。在工作期間，還要集思廣益、總結(jié)經(jīng)驗、反思教訓(xùn)、優(yōu)化工藝，使LNG 內(nèi)罐射線檢測更加優(yōu)質(zhì)高效。