近年來，玻璃鋼管作為一種新型的高性能管道，得到了越來越廣泛的應用，特別是在油氣田領域，其優良性能得到了充分利用。玻璃鋼管具有耐腐蝕、高強度、輕質、易安裝、輸送阻力小及成本較低等優點，目前已成為傳統金屬管道腐蝕問題的重要解決方案。

然而，受材料缺陷、安裝或使用不當、超服役工況運行以及第三方破壞等因素影響，玻璃鋼管失效行為也時有發生，主要包括裂紋、變形及連接失效等。而針對玻璃鋼的缺陷評價，目前還缺乏有效的實時評價及識別手段，評價工作多在實驗室開展，甚至是在事故發生后才進行失效分析，對失效過程進行復盤及失效原因推斷，屬于有損評價及事后評價。

無損檢測技術具有非破壞性及時效性，對于玻璃鋼管質量控制具有重要意義。傳統的玻璃鋼管檢測方法主要包括目視檢測、超聲檢測等，這些方法存在一定的局限性，如檢測精度不高、操作繁瑣等。

隨著科技的不斷發展，數字射線檢測技術逐漸應用于玻璃鋼管的質量檢測。數字射線檢測技術具有高精度、操作簡便、檢測結果直觀等優點，在各類工程材料的缺陷檢測中得到了廣泛應用。

為進一步明確數字射線檢測技術在玻璃鋼管道缺陷檢測中的適用性，中石油工程材料研究院有限公司等單位的技術人員對含各種預制缺陷的玻璃鋼管本體及接頭位置的試樣進行了檢測分析，以期為數字射線檢測技術后續在油氣輸送用玻璃鋼管缺陷識別的規?；瘧玫於ɑA。

01試驗方法

1試驗對象

試驗對象為玻璃鋼管，對應的產品分別為地面集輸用高壓玻璃鋼管和井下用玻璃鋼油管，采用的產品標準分別為SY/T 6267—2018和SY/T 7043—2016。

在玻璃鋼管的管體上和接頭位置處預制缺陷后進行數字射線檢測識別，從而研判數字射線檢測技術用于玻璃鋼管（包括管體、連接螺紋及密封圈等結構）缺陷檢測的可行性。

在實際檢測過程中，調整數字射線檢測設備的參數，如曝光時間和管電壓等，可以提高檢測結果的準確性和可靠性。

另外采用先進的圖像處理技術（如去噪、對比度增強等），可以對檢測圖像進行優化處理，從而提高缺陷識別的準確率。

2試驗設備

試驗選用YXLON-300DS型便攜式高頻數字射線機，如圖1所示。該射線機焦點尺寸為1 mm，成像板型號為1717M，對應的像素為139 μm。

圖1 數字射線檢測設備實物

3缺陷設置

為了模擬油氣田用玻璃鋼管常見失效形式，預制了5種類型的缺陷形式，分別為槽型缺陷、孔型缺陷、螺紋缺陷、密封圈不完整以及外力載荷破壞。

預制缺陷一：

槽型缺陷

玻璃鋼管在制造及施工過程中，受到劃傷或剮蹭時，管道上可能會出現不同深度的槽型缺陷。為了模擬該類缺陷，在管道的內外表面分別預制了環向和軸向刻槽，如圖2所示。

圖2 預制刻槽缺陷示意

其中，分別在玻璃鋼管的外壁和內壁預制一條環向刻槽缺陷。該刻槽距軸向端部約30 mm，刻槽長度約50 mm，刻槽深度為玻璃鋼管管體壁厚的10%，刻槽寬度不大于0.5 mm。同樣，在玻璃鋼管的外壁和內壁預制一條軸向刻槽缺陷，刻槽深度為玻璃鋼管管體壁厚的10%，刻槽寬度不大于0.5 mm。

預制缺陷二：

孔型缺陷

玻璃鋼管可能存在孔型缺陷，該缺陷形成后可能發展成為輸送介質的泄漏通道，從而導致管道整體失效。為了模擬該類型缺陷，在玻璃鋼油管接箍外表面預制不同規格的孔型缺陷，如圖3所示。

圖3 預制孔型缺陷示意

其中，在其正面預制7個孔型缺陷，孔徑為2 mm，孔的深度為1~10 mm不等；在接箍頂部預制1個貫穿型孔狀缺陷，直徑為2 mm。

預制缺陷三：

螺紋缺陷

玻璃鋼管的螺紋由螺紋牙型（環氧樹脂材料制成）黏結于管體端部制作而成，極容易在外力條件下受損，從而降低連接強度及密封性能，形成失效薄弱點。

為了模擬螺紋受損情況，在外螺紋內側破壞原有螺紋牙型，缺陷長度約10 mm，預制螺紋缺陷如圖4所示。

圖4 預制螺紋缺陷示意

預制缺陷四：

密封圈不完整

部分玻璃鋼連接部分采用了密封圈與螺紋組合的形式，如圖5所示，其中密封圈主要起到密封完整性的作用，當密封圈受損或移位時，管道整體密封性會變差甚至發生泄漏，最終導致管道失效。

圖5 帶密封圈的玻璃鋼管實物

模擬了密封圈常見的兩種失效形式，一種是密封圈滑移變形，通過移動密封圈使其離開所在的密封槽位置來實現缺陷預制；一種是密封圈受損，通過切除長約5 mm的密封圈上的短節實現缺陷預制。

預制缺陷五：

外力載荷破壞缺陷

玻璃鋼管的基體樹脂為熱固性的環氧樹脂，在外力作用下易變形開裂，服役過程中管體常出現裂紋缺陷，進而降低管道的承壓能力。

模擬玻璃鋼管在承受外力載荷時管體出現裂紋的情況，即將玻璃鋼管置于夾緊裝置上并進行擠壓，使得鋼管受到環向載荷作用，導致管體表面出現裂紋，預制外力載荷破壞過程與缺陷形貌如圖6所示。

圖6 預制外力載荷破壞過程與缺陷形貌

02試驗結果

槽型缺陷識別

圖7 槽型缺陷數字射線檢測結果

由圖7可見，槽型缺陷能被明顯識別出。圖像呈現明顯的條形橫線，其形狀及幾何尺寸與預制缺陷的相當，從而可明顯判別缺陷類型及位置。

孔型缺陷識別

圖8 孔型缺陷數字射線檢測結果

由圖8可見，通過數字射線成像后，直徑為2 mm的不同深度（1~10 mm）的7個孔型缺陷，以及1個貫穿型的孔型缺陷，均可清晰地識別出。

螺紋缺陷識別

圖9 螺紋缺陷數字射線檢測結果

由圖9可以明顯看出預制螺紋缺陷形貌，較為直觀地反映出缺陷的真實狀態?？梢娐菁y缺陷也可通過數字射線進行識別。

密封圈缺陷識別

圖10 密封圈不完整缺陷數字射線檢測結果

由圖10可見，彎折的密封圈可以被清晰地識別出來，密封圈被截斷后也可被完整地呈現出來。由此可見，密封圈的安裝狀態可以通過數字射線進行檢測識別。另外，數字射線檢測技術也可用于服役過程中管道連接位置處的檢驗，以判別密封圈的老化狀態或位置的變化等。

外力載荷破壞缺陷識別

圖11 外力載荷破壞缺陷的檢測結果

由圖11可以識別出受擠壓而產生的條形裂紋缺陷，且與試樣中的裂紋分布狀態一致。

結束語

對試樣的檢測結果表明，數字射線檢測技術可以有效檢測出玻璃鋼管內部存在的平底孔、刻槽、模擬裂紋等缺陷，以及接頭螺紋損傷、內部密封膠圈質量狀況，數字射線對試樣中各類預制缺陷的識別率均較高，特別是對螺紋損傷和密封圈缺陷的識別效果尤為突出。

在進一步完善像質評價指標以及驗收指標等相關參數后，數字射線檢測技術有望作為玻璃鋼管現場質量控制的有效手段。