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            輸氣管道用89mm×9mm不銹鋼無縫管表面發紋的檢驗與判定

            某油田多條輸氣管道投產運行一年之后探傷發現不銹鋼無縫管表面存在發紋。經過對不銹鋼無縫管表面發紋情況進行試驗分析后認為,此類發紋屬于折疊類缺陷,其深度沒有超過標準規定的公差范圍;該類缺陷是在制管廠產生的,在使用過程中沒有擴展;該批不銹鋼無縫管表面肉眼檢查未發現超標缺陷,經過打磨探傷才發現發紋,根據訂貨標準GB/T8163-1987規定,該批管線管質量符合訂貨技術要求。

            某油田多條輸氣管道運行一年后經打磨探傷檢查發現管線管表面存在發紋。該油田輸氣管道設計埋深1.5m,該處的地溫為-3~13℃;管線實際運行工作壓力7~8MPa,工作溫度19~30℃。該批不銹鋼無縫管是按照GB/T8163-1987《輸送流體用無縫鋼管》標準(該標準已被GB/T8163-1999取代)訂購的。本文將介紹對該批不銹鋼無縫管表面發紋產生原因所進行的調查研究與試驗分析結果。

            1試驗分析

            1.1取樣編號及管線管規格

            在規格為Φ89mm×9mm的管道上取9個樣,編號分別為1、2、3、4、5、6、11、12、13號;在規格為Φ114mm×10mm的管道上取2個樣,編號分別為7號和10號;在規格為Φ325mm×8mm的管道上取1個樣,編為8號。

            1.2探傷檢查

            1.2.1探傷檢測條件

            1)超聲波探傷儀器及對比試樣

            儀器:CTS-26型。

            探頭:5P13X13KZ。

            耦合劑:機油。

            對比試樣:按GB/T8163-1987規定取同規格、同鋼級的無縫鋼管作為對比試樣,其刻槽深度為鋼管壁厚的12.5%,刻槽長度為25mm,寬度為0.3mm。

            2)磁粉探傷儀器及方法

            儀器:磁軛。

            磁粉:黑磁粉。

            磁化方法:磁扼法。

            靈敏度試片:A-30/100。

            1.2.2探傷檢查結果

            試樣除去表面防腐層(但未經過打磨)之后超聲波和磁粉探傷結果以及經過打磨的管線管試樣表面磁粉探傷檢查結果見表1和圖12所示。

            從表1和圖12可知,按照GB/T8163-1987規定,除去防腐層的管線管試樣表面肉眼檢查未發現發紋;采用超聲波探傷,其內、外表面未發現超標缺陷。對除去防腐層的試樣不使用反差劑磁粉探傷,其外表面未發現發紋;使用反差劑之后,部分試樣磁粉探傷發現有發紋。表面打磨過的試樣磁粉探傷結果表面均有發紋存在。

            1.3金相分析

            從管線管試樣探傷發現裂紋的部位取樣進行金相分析,結果見表2及圖34所示。

            從表2及圖34可明顯看出,所有裂紋垂深沒有超過鋼管公稱壁厚的12.5%。所有裂紋與表面傾斜一定的角度,裂紋兩側有脫碳現象,裂紋尖端較鈍,具有軋制折疊的特征。折疊尖端在使用之后沒有擴展,仍保持原始形貌。

            1.4理化試驗

            對所有試樣進行化學成分分析和力學性能試驗,結果均符合GB/T8163-1987標準的規定。

            2管線管表面發紋性質及質量判定

            該批管線管是依據GB/T8163-1987標準訂購的,在使用過程中經過打磨和探傷發現管線管外表面有發紋存在。下面就管線管表面發紋性質及該批管線管是否符合標準予以分析。

            2.1管線管表面發紋性質

            試驗結果表明,管線管表面發紋屬于軋制折疊類缺陷,其尖端在使用過程中沒有擴展,仍然保持其原始形貌。因此,軋制折疊缺陷是在工廠產生的,與使用無關。

            2.2管線管質量判定

            1)材質判定

            依據試驗結果,該批管線管材料化學成分和力學性能符合GB/T8163-1987標準規定。

            2)表面質量判定

            GB/T8163-1987標準第2.6條規定:“供方可用渦流檢驗或超聲波檢驗代替水壓試驗。超聲波檢驗的對比樣塊刻槽深度為鋼管公稱壁厚的12.5%”。GB/T8163-1987標準第2.7條規定:“鋼管的內、外表面不得存在如下缺陷:裂縫、折疊、軋折、離層、發紋和結疤,這些缺陷必須完全清除掉。清除深度不得超過鋼管公稱壁厚的負偏差(12.5%),其清除處的實際壁厚不得小于壁厚所允許的最小值”。

            同時該標準第3.2條規定,鋼管的內、外表面用肉眼逐根進行測量。

            本次所取的樣品,除去表面防腐層之后(未打磨)的原始表面,肉眼檢查未發現裂紋,超聲波探傷未發現有表面裂紋。

            本次所取的樣品表面經過打磨之后進行磁粉探傷,發現其外表面確實存在發紋。根據金相分析結果,管線管表面發紋很淺,屬折疊類缺陷,其深度遠小于鋼管公稱壁厚的負偏差。

            按照GB/T8163-1987標準第2.6條和3.2條的規定,該批管線管的表面質量合格;而按照第2.7條的規定,該批管線管卻又不合格。因此,用同一標準不同條款判定該批管線管表面質量,得出了似乎相反的兩個結論。經咨詢該標準歸口單位的專家,解釋如下:關于鋼管內、外表面質量的檢查,標準規定很明確,其方法只限于用肉眼對鋼管的內、外表面逐根進行檢查測量,檢查結果符合該標準第2.7條的規定則判其表面質量檢查合格。如對鋼管質量有特殊要求并在合同中注明的,可采用打磨、酸洗、超聲波探傷等方法進行檢查。該批管線管原始表面(不打磨)用肉眼檢查無裂紋,用超聲波探傷檢查也無裂紋。依據GB/T8163-1987標準規定,其表面質量屬合格。

            2.3管線管表面發紋對使用的影響

            管線管表面存在的裂紋在使用過程中容易擴展,一旦裂紋穿透壁厚,就會發生泄漏事故。管線管材料韌性越差,裂紋越容易擴展。從安全角度考慮,輸氣管道表面不允許存在裂紋。該批管線管外表面打磨之后探傷發現有折疊缺陷,但實際使用一年之后裂紋并沒有擴展。根據試驗分析結果,如果馬上報廢該油田的輸氣管道,會產生不必要的浪費。從經濟和安全兩方面同時考慮,輸氣管道應當繼續使用,在輸氣管道使用過程中應當定期檢測,一旦發現裂紋開始擴展應當立即停止使用。

            3結論及建議

            1)管線管表面打磨之后磁粉探傷發現的發紋和使用反差劑之后在未打磨的管線管原始表面用磁粉探傷發現的發紋均屬折疊類缺陷,其垂直深度遠小于管線管壁厚負偏差(12.5%)。

            2)管線管表面存在的發紋是在制管廠產生的,在使用過程中沒有擴展。

            3)管線管材質和表面質量符合GB/T8163-1987標準規定。

            4GB/T8163-1987標準適用于輸送流體用一般無縫鋼管。在油田輸氣用管訂貨時,應參照GB/T9711/ISO3183《石油天然氣工業輸送鋼管交貨技術條件》,并根據輸氣管道工作條件提出附加技術要求。

            文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|不銹鋼換熱管

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