無損檢測技術在城市地下管網建設中的應用

     新世紀以來, 城市規劃建設迅猛發展, 市政基礎設施不斷完善, 綜合功能進一步加強,一條條新建的寬闊大道縱橫交錯，一條條擁擠的背街小巷也正在擴建改造。這些城市道路的下面絕大部分敷設有地下管線,以滿足人們正常的生活、生產能源需要。城市地下管網是城市的重要基礎設施，也是城市實施可持續發展戰略的重要組成部分，因此市政地下管網也被稱為第二城市。

    地下管線工程是指鋪設在地下的管線及相關的人防、地鐵等工程，包括：城市供水、排水（雨水、 污水）、燃氣（煤氣、天然氣、液化石油氣）、熱力、電力、電信、廣播電視、照明電纜、工業管道 等地下道及電纜管線，防空地下通道、地下鐵路等 交通廊道，及其他穿越公用道路的輸送排放工業生產各種物料的專業性管道。

    當前城市建設快速發展，帶動了地下管網建設與改造工程的大規模進行。比較熟知的地下管網就是用于輸送石油、天然氣和成品油的壓力管道，因為地下壓力管道的工作特點，其具有泄漏和爆炸的潛在危險,大多數的發達國家都頒布了有關法規來對地下壓力管道的設計、施工焊接、運行等過程進行嚴格控制, 以確保地下管道的運行安全。SIUP Expo 2014上海國際城市地下管網建設工程展覽會市場總監周成告訴筆者，目前無損檢測技術在城市地下管網建設中的應用主要有以下幾個方面：

一、地下管道元件的無損檢測

地下管道元件的無損檢測地下管網由各種壓力管道元件安裝而形成，這些包括管子、管件、法蘭、閥門、膨脹節、波紋管、密封元件及特種元件，材質分為金屬和非金屬兩大類。

地下管道用的材料主要有無縫鋼管和焊接鋼管, 無縫鋼管用的是液浸法或接觸法超聲波檢測，以用來發現縱向缺陷。焊接管又分為螺旋和直縫焊接鋼管，焊縫采用射線抽查或100%檢測，而對于100%檢 測，通常采用X射線實時成像檢測技術。

鍛制管件主要包括法蘭、三通、彎頭和封頭等，通常采用超聲波來檢測鍛件中的危害性冶金缺陷。一般情況下采用縱波直探頭對加工過程中的實心鍛 件進行檢測，采用橫波斜探頭對內外徑之比<80%的 環形或筒形鍛件進行周向檢測。

鋼棒材主要用于鍛件和螺栓的制造。對于直徑< 50mm的鋼螺栓件需采用超聲來檢測螺栓桿內存在的冶金缺陷。超聲檢測采用單晶直探頭或雙晶直探頭的縱波檢測方法。

管道附件的非金屬鑲裝件、填料和密封墊，應根據管道所輸送的介質，進行相應的介質耐腐蝕性、耐溫等的檢測。

二、管道安裝過程的無損檢測

管道安裝過程中的焊接施工是管道建設中最主要的環節之一。在施工作業中, 安裝單位在具備ISO9000 質量體系認證資質的前提下還需按照 ISO 9000 質量管理和質量保證系列標準,建立起管道施工焊接質量體系,由無損檢測對管道焊接施工質量進行著直接的監督。

管口焊接、修補和返修完成后應及時進行目視檢測,包括焊縫及管體表面清潔狀態的檢查,焊縫余 高、寬度、錯邊量和咬邊深度的測量，焊縫表面裂紋、未熔合、夾渣、氣孔等缺陷的檢查等。焊縫外觀需達到規定的驗收標準，目視檢測不合格的焊縫不得進行無損檢測。檢測工作開始前，檢驗量具需 經計量部門按照有關標準校準，且只能在校準期內使用。

射線檢測一般使用X射線周向曝光機，用管道內爬行器將射線源送入管道內部環焊縫的位置，從外部采用膠片一次曝光，但膠片處理和評價需要較長的時間，往往影響管道施工的進度，因此，近年來國內外開發出專門用于管道環焊縫檢測的X射線實時成像檢測設備。

全自動超聲檢測技術目前在國外已被大量應用于長輸管線的環焊縫檢測，與傳統手動超聲檢測和射線檢測相比，其在檢測速度、缺陷定量準確性、減少環境污染和降低作業強度等方面有著明顯的優越性。全自動相控陣超聲檢測系統采用區域劃分方法，將焊縫分成垂直方向上的若干個區，再由電子系統控制相控陣探頭對其進行分區掃查，檢測結果以雙門帶狀圖的形式顯示，再輔以TOFD(衍射時差法) 和B掃描功能，對焊縫內部存在的缺陷進行分析和判斷。加拿大R/D Tech公司已開發了專用于長輸管線環焊縫檢測的相控陣超聲自動檢測系統。

地下管道在焊接施工完成后，要進行壓力試驗 和氣密性試驗。壓力試驗以液體或氣體為介質，對管道施加的壓力為設計壓力的1.5倍，對管道的強度 和嚴密性進行試驗，試驗結果應符合設計要求和GBJ 235—1982 標準中的相關規定。氣密性試驗以氣體 為介質，在設計壓力下，采用發泡劑、顯色劑、氣 體分子感測儀或其它專門手段等檢查管道系統中泄漏點。試驗結果應符合設計要求和GBJ 235—1982 標 準中的相關規定。

三、已用地下管道的無損檢測

對已用地下管道進行檢測的主要目的是評價管道本體的結構完整性，檢測內容包括位置走向勘測、腐蝕評價、泄漏檢測和缺陷檢測技術等四大方面。根據其特點，檢測技術又可分為內檢測和外檢測兩大類。將檢測儀器放在管道內部為內檢測技術，目前主要為管道內部爬行器和智能管道機器人。將儀器放置在管道外部，通稱為外檢測技術，但根據是否需要與管體直接接觸，外檢測技術又分為開挖檢測和非開挖檢測技術。

管道檢測機器人在管道檢測中得到較為廣泛的運用。目前，美國、英國、法國和德國等發達國家已開發出很成熟的產品，近年來我國也已開發出有關管道機器人的樣機，并在檢測中得到成功的應用。管道機器人是一種可在管道內行走的機械，可以攜帶一種或多種傳感器，操作人員在遠端控制而進行一系列的管道檢測作業。目前國外的管道機器人的技術已經發展得比較成熟，它不僅能進行管道檢測，還具有管道維護與維修等功能，是一個綜合的管道檢測維修系統。目前管道機器人很多使用漏磁通檢測技術、渦流檢測技術、激光檢測技術和超聲波檢測技術。

對地下管道的外部檢測，一般首先采用非開挖檢測技術對管道本體的腐蝕狀況進行快速測評，或采用在線泄漏檢測技術對管道的泄漏狀況進行診斷和評價，對于認為腐蝕嚴重或者發生泄漏的部位, 還需要進行開挖來對管道本體進行更進一步的檢測，以發現管道本體上產生的裂紋和腐蝕等缺陷。管道開挖后，使用最多的仍為常規超聲、磁粉和滲透檢測技術。

埋地管道的開挖檢測需要一定的工程量且會花費較長的時間，但有時如果不進行開挖會使指定檢測部位與實際腐蝕最嚴重的部位可能存在誤差，因此開挖點不一定是存在腐蝕缺陷或泄漏的部位，因此埋地管道的檢測需要一種通過一個開挖點能夠對兩邊較長范圍內的管道進行精確定位檢測的技術，常用的有超聲導波檢測技術。

元件的制造過程中，為保證快速、準確和高效的檢測，焊接鋼管的焊縫主要采用X射線實時成像檢測技術，無縫鋼管主要采用渦流檢測技術，而鍛件主要采用超聲檢測技術。安裝過程中，主要是保證焊接的質量和提高檢測效率，因此對環焊縫的檢測采用管道專用的射線實時成像技術或自動超聲檢測技術。在埋地壓力管道的使用過程中，主要檢測因介質、載荷、溫度和環境等因素的影響而產生的腐蝕、沖蝕和應力腐蝕開裂等缺陷，因此除開挖后采用超聲、磁粉和滲透等常規無損檢測方法外，還主要采用管道機器人和超聲導波等專門適用于埋地管道的無損檢測新技術和方法。

周成先生告訴筆者，在即將舉辦的SIUP Expo 2014上，組委會特別設立了管道無損檢測展示專區，給檢測行業業內人士提供了一個更加專業的交流與合作的平臺，我相信在先進制造技術不斷發展的形勢下，管道檢測也會不斷趨于完善。注?SIUP-2014電話（021-3-1-1-3-0-0-7-6）

亞洲管網第一展-2014上海國際城市地下管網建設工程展覽會，9月3日揚帆起航，管領未來
    作為我國地下管網領域的一大盛會，第三屆上海國際城市地下管網建設工程展覽會（簡稱：上海國際管網展）將于9月3-5日在上海光大會展中心隆重舉行。本屆管網展迎來全新的承辦單位，佰笙會展服務（上海）有限公司強強聯手中國城市建設協會，致力將展會規模和品質推向一個新的高度：規劃展示面積達2萬平方米，包括室內外展區，將全面展示給排水管道、天然氣石油管道、供熱管道、電力通信管道、非開挖技術及管道探測防腐的各項技術產品；業內龍頭企業積極籌展；市場推廣如火如荼。隨著我國地下管網產業高速發展，以及城市中心的基礎功能和地位不斷提升，上海國際管網展也以打造國內乃至國際一流管網展為發展目標，與其主題“管行天下”完美呼應。
專家座談  預熱展會
    一月底，第三屆上海國際城市地下管網建設工程展組委會召開座談會，力邀近40位協會領導、行業專家和企業高管濟濟一堂。會議由佰笙會展服務（上海）有限公司市場總監周成主持，中國城市建設協會、中國城市建設工作委員會秘書長劉建斌、佰笙會展服務（中國）有限公司總經理閆簡森、住房和城鄉建設部城市建設司市政公用事業發展中心主任張明道、國際非開挖技術協會代表王軍等嘉賓做了主題演講，詳細闡述了當今城市地下管網建設的發展局勢、政策動向以及本屆展會規劃等大家關心的內容，并一致看好上海國際管網展的廣闊前景。
   城市地下管網是城市基礎設施的重要組成部分，是城市賴以生存和發展的物質基礎，關系到城市經濟的持續、穩定、健康發展，被稱為城市的“血管”和“神經”。 上海國際管網展這一集行業交流、技術研討、商貿合作的綜合平臺，自誕生以來就致力服務與推動我國的管網建設行業。同時，管網展自身也不斷創新轉型，今年就聯手佰笙會展服務（上海）有限公司為展會注入更多國際化元素、理念和模式，進一步提升展會的規模與影響力。在會上的自由討論環節中，來自寶鋼、金洲、珠鋼、鞍鋼、新興鑄管、圣戈班、徐工、浙華、亞達、永高、聯塑、聯洲、白蝶、遠大、方正、艾默生、邦浦、凱泉、南方、管道局、大眾燃氣、上海城建等展會支持單位和重點展商的與會代表也踴躍發言，從各自的專業視角，為今年展會和城市地下管網建設出謀劃策，提出寶貴意見。
全新架構  管行天下
   全新架構下的上海國際管網展由中國城市建設協會主辦；佰笙會展服務（上海）有限公司組織承辦。主題定為“管行天下”，旨在引導城市地下管網的進一步發展，為先進的產品展示和交流提供平臺，并致力促成更多優質的商貿合作。本屆展會將于9月3-5日在上海光大會展中心及室外展區隆重舉行，國內外領先企業蓄勢待發，正在緊鑼密鼓籌備參展事宜。
   此外，展會同期還將舉辦一系列增值活動，包括中國國際城市管網建設峰會、中國國際城市供氣、供熱管線建設峰會、中國國際非開挖工程技術研討會、全國城市地下管線探測、防腐蝕與保護應用技術論壇、塑料管道現場檢測認證等，以此吸引眾多用戶行業和專業觀眾赴會參觀、洽談貿易、收獲最大收益。展會組織方也積極與各大媒體開展合作，并利用微博、微信等新媒體工具全方位推廣展會，與展商和觀眾充分互動；不斷擴大展會的知名度，力爭將上海國際管網展打造成首屈一指的行業盛會。