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无缝钢管超声检测技术

字号+ 作者:admin 来源:技术文章 发稿:2019-06-26 05:46:40 我要评论

关于 无 缝钢管 手动超声波检测的方法 无缝钢管广泛应用在化工行业,在长期运行过程中受工作条件的影响容易产生由内至外延伸发展的裂纹缺陷。针对此裂纹类缺陷的检测目前应用最...

关于缝钢管手动超声波检测的方法

无缝钢管广泛应用在化工行业,在长期运行过程中受工作条件的影响容易产生由内至外延伸发展的裂纹缺陷。针对此裂纹类缺陷的检测目前应用最广的是超声波检测法。超声波检测时只有当声波方向与被检工件内缺陷垂直或近似垂直时才有可能得到最高反射回波。下面对无缝钢管母材纵向/横向缺陷的检测方法分别作介绍。

1横向缺陷的检测

1.1检测仪器的各向性能指标圴应满足GB/T27664.1标准的要求。

1.2探头的选择要求

垂直于管轴内、外壁的横向裂纹缺陷采用横波K1斜探头检测,探头频率选用5MHZ。T(壁厚)=6-15mm,晶片尺寸为5X6 mm,T≥16 mm, 晶片尺寸为6X6 mm。探头前沿长度一般为5-6 mm。

1.3试块的选择要求

考虑耦合因素对检测结果的影响,可以选用GS和SGB系列标准试块,使用上述试块完成横波扫描基线校准,探头K值与前沿长度测试。为最大限度减少探头与标准试块或对比试块的数量,外圆轴向曲率斜探头的曲率半径可以是被检工件的0.9-1.1倍。

1.4  检测DAC曲线的制作

1.4.1根据检测管子的规格,制备与被检管子相同材质/管径/壁厚试件并在管子的内/外壁加工人工刻槽的标样管以满足检测灵敏度要求。(人工刻槽的尺寸可以按照相关检测标准的要求或客户技术协议要求来执行)

1.4.2 将探头放至在标样管外表面用直射波法找到内壁刻槽最高反射回波,然后调节仪器增益使反射波高至屏幕80%基准波高记录为点1;仪器灵敏度不变用二次波找到标样管外壁刻槽最高反射回波记录为点2;仪器灵敏度不变再移动探头用三次波找到标样管内壁刻槽最高反射波记录为点3,将此3点连成一线即为超声检测的DAC曲线。(如果检测重点为内壁横向缺陷,可以用回波高度法在标样管外表面用直射波法找到内壁刻槽最高反射回波,将最高波幅调至基准高度80 %。)

2纵向缺陷的检测

2.1 横波周向扫查系统的建立

2.1.1横波折射角βs理论最大值发生在βmax发生在主声束与钢管内壁相切时,

βmax=sin-1r/R 式中R-钢管外圆半径,r为钢管内圆半径。参见图1

                            图1

利用横波检测,则纵波入射角αL应大于27.6°(第一临界角);依据折射定律sinα/CL=sinβmin/CS;

式中   αL-纵波入射角;

    CL-探头斜楔纵波声速;

    CS-被检工件横波声速;

      βmin-横波折射角度最小值。

横波外圆周向曲率斜探头横波折射角度最佳值为:

 βs=(βmax-βmin)/2+βmin       βs的取值范围:βmin<βs<βmax

2.1.2等效校准试块

考虑到探头作周向扫查时与工件耦合因素,为方便调校探头的零点,前沿及K值,为此引入等效校准试块概念。根据无缝钢管的规格可以借鉴双弧单孔法等效校准试块即可以完成探头参数的校准。

2 .2 检测仪器各向性能指标圴应满足GB/T27664.1标准要求。                                                                                                                                                            

2.3  探头的选择要求

平行于管轴内、外壁的纵向裂纹缺陷采用横波外圆周向曲率斜探头检测,探头频率为5MHZ;探头K值可按上述2.1.1的要求来选择合适角度的探头。探头晶片:可以根据管径、壁厚及考虑工作效率来选择合适晶片尺寸

探头前沿长度的要求:为了获得足够的检测灵敏度,外圆周向曲率斜探头前沿长度应该是普通斜探头的2-3倍。

2.4试块的选择要求

  考虑耦合因素对检测结果的影响,可以用上述2.1.2里的等效校准试块完成横波扫描基线校准,探头K值与前沿长度测试。为最大限度减少探头与标准试块或对比试块的数量,外圆轴向曲率斜探头的曲率半径可以是被检工件的0.9-1.1倍。

2.5  检测DAC曲线的制作

2.5.1根据检测管子的规格,制备与被检管子相同材质/管径/壁厚试件并在管子的内/外壁加工人工刻槽的标样管以满足检测灵敏度要求。(人工刻槽的尺寸可以按照相关检测标准的要求或客户技术协议要求来执行)

2.5.2将探头放至在标样管外面用直射波法找到内壁刻槽最高反射回波,然后调节仪器增益使反射波高至屏幕80%基准波高记录为点1;仪器灵敏度不变用二次波找到标样管外壁刻槽最高反射回波记录为点2;仪器灵敏度不变再移动探头用三次波找到标样管内壁刻槽最高反射波记录为点3,将此3点连成一线即为超声检测的DAC曲线。(如果检测重点为内壁纵向缺陷,可以用回波高度法在标样管外表面用直射波法找到内壁刻槽最高反射回波,将最高波幅调至基准高度80 %。)

近年来我司在现场检测工作中,发现了很多问题对于超声检测发现缺陷反射回波的位置进行了表面探伤复验,检测结果(如下图)与超声检测结果相吻合。

      

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