1《石油化工用聚乙烯管道焊接接頭X射線數(shù)字成像檢測方法》編制說明年第三批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計劃的本標(biāo)準(zhǔn)起草單位由中國石油集團工程材料研究院有限公司……管道以其重量輕、耐腐蝕、高強韌性、優(yōu)良撓性、水流阻力小、制造能耗低、造價低、便于搬運和安裝等優(yōu)點，在石油化工流體輸送中部分取代傳統(tǒng)的金屬內(nèi)襯聚乙烯、聚丙烯、聚四氟、不銹鋼管堿腐蝕性液體、氣體的工藝管及排污管中，成為優(yōu)先選用的管材。以城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)為例，目前超過由于焊接設(shè)備性能、焊接工人經(jīng)驗、天氣和環(huán)境等多重原因影響，聚乙烯管材焊接接頭中不可避免地會存在焊接缺陷，成為管材快速失效最主要的因素，直接影響管道的服役安全。相比金屬管道焊接接頭，國內(nèi)、外聚乙烯管道焊接接頭無損檢測技術(shù)的研究和應(yīng)用相對滯后，在安裝施工、服役過程中無法對焊接缺陷進行有效、準(zhǔn)確的檢測評價，導(dǎo)致安全事故頻發(fā)。近幾年，頻繁發(fā)生的安全事故已引起政府安全主管部門和行業(yè)的高度關(guān)注，多次出臺政策要求全面排查隱患，及時更換和改造存在質(zhì)量問題的管道，但是由于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的無損檢測技術(shù)不成熟、不完善、不準(zhǔn)確，對隱患的排查和安全管理政策的執(zhí)行帶來很大的困難和問題，不少地方的特種設(shè)備監(jiān)檢部門只能采用目測等方式進行在役聚乙烯管道焊縫表面外觀檢測，這種方法，遠遠達不到質(zhì)量監(jiān)控、隱患排查的要目前，國內(nèi)外針對聚乙烯管道焊接接頭的無損檢測方法有射線、超聲、相控和相控陣技術(shù)對于裂紋、夾雜、孔洞等有型缺陷具有較高的檢出率，但對冷焊、過焊、未熔合等聚乙烯管焊接接頭特有的、出現(xiàn)頻率高、危害性大的缺陷檢出率低，因此，工程應(yīng)用受到很大限制。從技術(shù)原理上說，X射線數(shù)字成像檢測技術(shù)基于X射線的穿透性和材料衰減特性，通過探穿透物體后的射線強度差異，生成內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像，具有非破壞性檢測、高分辨率成像、多材料適用2焊接接頭的內(nèi)部質(zhì)量，避免因焊接缺陷（如冷焊、過焊、未熔合等）導(dǎo)致的線數(shù)字成像檢測技術(shù)還可以與其它檢測標(biāo)準(zhǔn)相互配套、優(yōu)勢互補，對提高聚乙烯管道焊接接頭缺陷檢測的準(zhǔn)確性、可靠性，保障焊接質(zhì)量和聚乙烯管道的使用安全性，保證化工生產(chǎn)、人民生命和財本標(biāo)準(zhǔn)依托省部級科研項目《在役聚乙烯管道老化評價技術(shù)研究》、中石油集團公司科研項目《油氣田非金屬管材應(yīng)用及配套檢測評價技術(shù)》、《油田用耐溫聚乙烯集輸油管道在長慶油田工業(yè)像檢測的投射角度、管電壓管電流、透照頻率、曝光時間等關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)選配成像檢測技術(shù)可有效檢測聚乙烯焊接接頭中存在的冷焊、過焊、夾雜、氣孔、未熔合等缺陷，檢出率大于95%。相關(guān)項目均已順利結(jié)題驗收，成果應(yīng)用于油田、城鎮(zhèn)燃管道無損檢測技術(shù)現(xiàn)狀、國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定情況以及標(biāo)準(zhǔn)需求情況。經(jīng)過多次研究，項目組成員一致認為非常有必要將聚乙烯管道焊接接頭缺陷檢測的X射線數(shù)字成像檢測技術(shù)準(zhǔn)，以指導(dǎo)X射線數(shù)字成像檢測在聚乙烯管道安裝過程中科學(xué)、規(guī)范、準(zhǔn)管道安裝可靠性，保證聚乙烯管道的長期安全穩(wěn)定運行，延長復(fù)議壽命。由此，項目組聯(lián)合行業(yè)專家團隊開展了廣泛的研究和討論，總結(jié)了項目組積累的相關(guān)經(jīng)驗及國內(nèi)外先進做法，并結(jié)合國內(nèi)工程的實際情況，開展了《石油化工用聚乙烯管道焊接接頭X射線數(shù)字成像檢試驗結(jié)果進行了討論，明確了標(biāo)準(zhǔn)制訂工作的任務(wù)分工及時工程師協(xié)會（SPE）等國際組織獲取國際標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和研究現(xiàn)狀，分析國際上先進的聚乙烯管道無同行在聚乙烯管道數(shù)字射線檢測方面的相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗，對標(biāo)準(zhǔn)中的主要技術(shù)參數(shù)進行了試驗驗證，包括專用像質(zhì)計的研發(fā)、電壓選擇的系列試驗、冷焊及過焊力學(xué)試驗、典型缺陷圖譜的制定等，完召開了本標(biāo)準(zhǔn)第一次研討會，對標(biāo)準(zhǔn)工作組討論稿的內(nèi)容進行了深入的討論，提出了進一步補充完測項目中得到應(yīng)用，通過在實踐中應(yīng)用，對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)參數(shù)進烯管道生產(chǎn)、施工、使用及檢測等相關(guān)專家，對標(biāo)準(zhǔn)工作組討論稿進行了深入的研討，提出了標(biāo)準(zhǔn)3基于X射線數(shù)字成像檢測技術(shù)在我國聚乙烯管道焊接接頭缺陷檢測領(lǐng)1、嚴格按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分乙烯管道焊接接頭X射線數(shù)字檢測提供技術(shù)依2007—2016年，數(shù)字射線技術(shù)在金屬管道中進行了一些零散的、試驗性工程應(yīng)用。2016年—2021年，中俄東線北段建設(shè)，為了滿足數(shù)字化管道需要，新建項目的管道安裝過程中均開展了小規(guī)模的數(shù)字射線工程應(yīng)用。2016年以來，隨著聚乙烯管道事故頻發(fā)，數(shù)字烯管道焊接接頭的檢測，大量實驗及工程應(yīng)用結(jié)果表明，數(shù)字射線能夠?qū)垡蚁┕艿篮附咏宇^的多國內(nèi)針對聚乙烯管道缺陷的無損檢測技術(shù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均較缺乏，未形成聚乙烯管道焊接的無損法》等，但均因檢測效果不佳和可檢測的缺陷受限等原因仍無法在現(xiàn)場得到廣泛應(yīng)用。在數(shù)字射線金屬管道及壓力容器的X射線數(shù)字成像檢測，自標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以來，通過實踐證明4屬管道及壓力容器中的應(yīng)用不斷成熟。近年來，X射線數(shù)字成像檢測技術(shù)也在聚乙烯管無損檢測中得到了廣泛應(yīng)用，但卻沒有有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)對X射線數(shù)字成像檢測方法進行規(guī)范X射線數(shù)字成像檢測技術(shù)在聚乙烯管道焊接質(zhì)量無損檢測領(lǐng)域的應(yīng)用，本標(biāo)準(zhǔn)的制訂將線檢測第2部分：使用數(shù)字化探測器的第1部分：絲型像質(zhì)計像質(zhì)值的測定》、GB/T214728:2019；在規(guī)定檢測方法時，參考了GB/T33488.3-201孔型像質(zhì)計的結(jié)構(gòu)型式、尺寸和要求時，參考了GB/T23901.1-2019和G在基于聚乙烯材料焊接接頭中缺陷的特點以及在大量試驗驗證的基礎(chǔ)上47013.11規(guī)定的檢測設(shè)備參數(shù)要求、像質(zhì)計放壁厚管段的管電壓選擇曲線、靈敏度值、分辨率，該壁厚范圍幾乎覆蓋了GB/所有壁厚，又完全包含了目前化工流體輸送工程常用的聚乙烯管道壁厚，因此將本標(biāo)準(zhǔn)適用的被檢工件公稱厚度范圍確定為2mm~100mm，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測對于針對X射線數(shù)字成像檢測技術(shù)的術(shù)語和定義，在GB/T3323.2、GB/T12604.本部分對各缺陷的定義均基于在項目實施過程中對缺陷形成的原因、特征以及項目組在研究過程中的經(jīng)驗總結(jié)形成，其中，熱熔焊接頭和電熔焊接頭并未在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)中有定義，標(biāo)準(zhǔn)起草組參和電熔焊接接頭的定義；對于冷焊、未熔合、孔洞、過焊、夾雜、承插不到位及裂紋的定義，標(biāo)準(zhǔn)起草組在查閱了大量的相關(guān)文獻，并結(jié)合了在項目中的發(fā)現(xiàn)、積累、總結(jié)的大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上而提出，定義中除了對缺陷形成的原因及特征進行描述外，還以注的形式描述了這些缺陷在數(shù)字射線影5本章對環(huán)境條件、輻射安全防護、人員要求提出了要求，基于及特征缺陷均有很大差異，需要檢測人員對此有基本的了解，才能對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性提供幫助，因此本章規(guī)定“從事聚乙烯材料焊接接頭X射線數(shù)字成像無損檢測的人員，應(yīng)了解聚乙烯管道的檢測設(shè)備及器材的性能選擇和參數(shù)的合理設(shè)置是保證檢測結(jié)果有效的基礎(chǔ)，本文件中的檢測設(shè)測設(shè)備及器材的各項性能要求以及檢測過程中需要的本文件對X射線探傷機的參數(shù)要求，依據(jù)項目組在PE管材的密度為0.91~0.97g/cm3,依據(jù)X射線的基本理論，對低密度材料只有采用小焦點、大電射線源的焦點越小則影像的分辨率越高，因此小焦點可能的小焦點并大電流。通過試驗驗證得出：管電流不宜小于30時，能夠滿足對聚乙烯管道缺陷檢測靈敏度的最低要求，目前，市面上滿足該要求的成熟數(shù)字射線射線影像上表現(xiàn)為一條線，如果采用的數(shù)字探測器成像板的像素點過大，則熔合面的成像放大后難指標(biāo)的科學(xué)性和可靠性也在大量的試驗驗證得到了證實：目前工業(yè)領(lǐng)域使用的DR平板像素點在6密度特征，其缺陷部位的灰度差異比金屬小很多，采用一般的顯示器雖然也能夠通過灰度對比識別出缺陷，但效果較差，不理想。灰階顯示器是一種通過精確控制亮度層次實現(xiàn)畫面細節(jié)還原的顯示現(xiàn)出缺陷與非缺陷部位的灰度對比，從而幫助檢測人員更快速準(zhǔn)確地識別出缺陷，因此本章節(jié)推薦使用灰階顯示器，并對灰階顯示器的主要參數(shù)提出了最本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的檢測方法使用的像質(zhì)計包括雙絲型像質(zhì)計、絲型像質(zhì)計和階梯孔型像質(zhì)計三種類型。系統(tǒng)分辨率的標(biāo)定采用雙絲型像質(zhì)計，因為與金屬像質(zhì)計是通用的，所以其型號和規(guī)格應(yīng)符標(biāo)準(zhǔn)針對的是金屬材質(zhì)像質(zhì)計，其絲或孔的尺寸、誤差等規(guī)定都適合金屬材料，并不適用于聚乙烯材料。為了保證聚乙烯管道焊接接頭檢測方法的科學(xué)性、可靠性和準(zhǔn)確性，項目組研發(fā)了適用于聚乙烯工件的絲型像質(zhì)計和階梯孔型像質(zhì)計，具體結(jié)構(gòu)、主要尺寸及偏差以避免塑封對聚乙烯絲顯像灰度的影響。因為在金屬材料的射線檢測中，射線束強度較大，聚乙烯塑封對像質(zhì)計的金屬絲射線顯像的影響可以忽略的；但是聚乙烯結(jié)構(gòu)的數(shù)字射線檢測需要采用較弱的射線束，塑封會對像質(zhì)計的成像灰度產(chǎn)生極大的影響，導(dǎo)致檢測人員判斷錯誤，因此需要在聚乙烯絲部位開鏤空窗口，使聚乙烯絲直接暴露于空氣中，這樣在數(shù)字射線成像時，能夠保證在聚乙烯絲部位的圖像是純粹的絲的影像，而沒有塑料封70.13和0.10，尺寸公差由原來的±0.005烯材料具有較大的變形能力，過小的缺陷尺寸對管道整體的變形和承載能力影響不大，可以忽略不8絲√√√√√√√√√√√√√W10√√W11√√W12√W13√W14√W15√W16烯孔加工尺寸公差最小為±0.02mm，本文件規(guī)定的像質(zhì)計加工公差不能低于這個值，因此GB/T幾個孔徑的尺寸公差改成±0.02mm，那以滿足聚乙烯材料的孔加工精度。另外，聚乙烯材料具有較大的變形能力，過小的缺陷尺寸對管道陷識別。最后，根據(jù)GB/T23901.2對孔的編號規(guī)9√√√√√√√√√√√√√√√√√√小距離fmin計算、技術(shù)分級、管電壓選擇射線檢測》，采用了管道透照布置的相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測對象熱熔焊和電熔焊接頭特點，分別創(chuàng)新性地制定了專有的透照布置方案，使標(biāo)準(zhǔn)使用者能夠更加清晰地理解本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的當(dāng)單壁透照無法實現(xiàn)時，可選擇垂直透照，最后才是傾斜透照。這種規(guī)定主要是考慮到聚乙烯管道焊接接頭的特殊性，聚乙烯管道的冷焊、過焊等危害性缺陷均表現(xiàn)為數(shù)字射線圖像上的一條線，因只有當(dāng)檢測條件不允許的情況下，才能退而求其次地選擇傾斜射線源至受檢部位距離f的計算屬于射線類檢測的通用要常規(guī)工業(yè)用數(shù)字探測器的管電壓范圍為40kV－320kV，但是這種管電壓只適材料密度較低，需要采用低電壓20kV~120kV之間壓，確保數(shù)字成像質(zhì)量，確定了每種壁厚下的最大允許中對金屬焊縫的透照次數(shù)要求，可以滿足聚乙烯管道熱熔接頭的透照要求。對于電熔焊接接頭，由于是電熔套筒結(jié)構(gòu)，按照熱熔接頭透照次數(shù)時，數(shù)字射線檢測方法只能將電熔接頭熔合面的兩個切線進行成像，能夠檢測出的缺陷僅限于360°圓周的兩條線，所以檢測次數(shù)越多，其對缺陷的檢出率越高，但是如果要把360°圓周全覆蓋顯然不現(xiàn)實。實際工程中，業(yè)主既要考慮檢測成本，又要圖像處理是數(shù)字射線檢測區(qū)別于傳統(tǒng)射線檢測的重要部分，圖像的靈敏度和分辨率應(yīng)同時滿足1）、圖像分辨率采用雙絲型像質(zhì)計進行測定，項目組針對目前常見的透照厚度范圍），），本章主要包含缺陷識別、缺陷幾何尺寸測量。本標(biāo)準(zhǔn)中提出缺陷的識別可采用人工識別或計算機輔助識別，人工識別可通過圖譜對比進行，典型缺陷特征圖譜見附錄C缺陷幾何尺寸的測量方法屬于數(shù)字射線檢測技術(shù)的通用做法。參考本部分首先提出了X射線數(shù)字成像檢測技術(shù)能檢測出的化工用聚乙烯管道焊接接頭的缺陷類管道的熱熔焊接的特殊缺陷，是本標(biāo)準(zhǔn)中的創(chuàng)新性規(guī)定，因為化工流體腐蝕性較強，當(dāng)電熔接頭有金屬絲裸露時，一旦輸送介質(zhì)與金屬絲接觸，會迅速腐蝕金屬絲，造成腐蝕穿孔，導(dǎo)致介質(zhì)泄漏；集孔洞時、或電阻絲錯亂、或卷邊過大影響管道有效流通面積時，此缺陷為不可接受缺陷；未熔合檢測報告屬于數(shù)字射線檢測的通用要求，本部分參考了NB/T4項目組在大量試驗驗證的過程中，不斷調(diào)整儀器參數(shù)，確保檢測結(jié)果最優(yōu)化，總結(jié)了典型缺陷的影像圖，以此作為資料性附錄，供三、主要試驗（或驗證）的分析、綜述報告，技術(shù)經(jīng)濟論證本標(biāo)準(zhǔn)依托省部級科研項目《在役聚乙烯管道老化評價技術(shù)研究》、中石油集團公司科研項目《油氣田非金屬管材應(yīng)用及配套檢測評價技術(shù)》、《油田用耐溫聚乙烯集輸油管道在長慶油田工業(yè)字成像系統(tǒng)參數(shù)要求，采用滿足要求的射線數(shù)字成像設(shè)備，通過大量試驗驗證了射線數(shù)字成像技術(shù)試驗過程中對PE管焊接接頭檢測數(shù)字成像系統(tǒng)由TXGXP70WD/TWK700型PE管專用高頻恒字平板間為無線通訊方式，在筆記本計算機上對高頻恒壓X射線機和TDR射線照相工藝的合格性以及缺陷檢驗?zāi)芰Γ谴_保檢測結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的關(guān)鍵通過近半年的設(shè)計和嘗試，研發(fā)了絲型像質(zhì)計（圖6a和階梯型像質(zhì)計（圖6b。絲型像質(zhì)計采用特殊工藝對聚乙烯材質(zhì)進行拉絲加工，保證聚乙烯絲線直徑和材質(zhì)的均勻性，部位采用鏤空方式，避免了封裝塑料對檢測精度的影響。階梯孔型像a）絲型像質(zhì)計b）項目組采用研發(fā)的絲型像質(zhì)計對聚乙烯管道熱熔接頭缺陷項目組采用常見聚乙烯管材制作了一批電熔接頭和熱熔接頭試樣，采用本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測試方法1/2/34/5/6/789/熔接壓力過大造成粘流態(tài)熔質(zhì)擠對正常的合格電熔接頭進行檢測，檢測結(jié)果見圖9，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測方法能夠檢測出電熔接對電熔接頭金屬絲夾雜、孔洞、冷焊及過焊等缺陷試樣分別進行X射線