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《双面埋弧焊钢管焊缝自动超声波检测工艺的优选》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、双面埋弧焊钢管焊缝自动超声波检测工艺的优选石油工程建设2006年2月黄磊(中国石油天然气集团公司管材研究所,陕西西安710065)摘要:双面埋孤焊缝的内部质量主要靠自动超声波检刺来确定,而自动超声波栓蒯的准确一要靠检剥I艺来保证.文章从探头的选择,耦合方式及耦合荆的选择,探头布置和跨距选择,对比试堍的制作,检测灵敏度的确定,扫查方式等方面介绍了自动超声波检测工艺.可供专业技术人员参考借鉴.关键词:钢管;焊缝;超声波检测;5-艺中围分类号:TE973.6TG1l5285文献标识码:B文章编号:1ool一2206(2006)01—0066—04随着我国经济的
2、发展,油气输送管道建设电正在飞速发展,而这些管道主要是双面埋弧焊钢管.焊缝内部质量的优劣对于管道的安全运行至关重要,其质量主要靠自动超声波检测来确定,而自动超声波检测的准确性要靠检测工艺来保证.因此,笔者在这里对双面埋弧焊焊缝自动超声波检测工艺进行论述,供同行借鉴和参考.l设备或仪器的选择目前,国内外超声波检测仪器种类多,性能各异,检测前应根据探测要求和现场条件选择仪器.自动超声波检测仪器应具有良好的水平线性和垂直线性,较大的动态范围.较高的分辨力和灵敏度,各通道无杂波,还应具有灵敏度自动监控,失波报警,耦台报警和自动喷标功能.2探头的选择2.1晶片足寸
3、的选择由文献【1】中公式N=/T/4A及=122A/D(式中:Ⅳ～探头近场长度;D一晶片直径;^一超声波波长;探头指向角)知:在波长一定的情况下晶片直径大时,探头近场长度大,指向角好;反之,晶片直径小时,探头近场长度小,指向角差.因此,晶片尺寸的选择要依据检测钢管的厚度来选择,对于双面埋弧焊钢管焊缝探头晶片尺寸选择8mm×9mm,9I/I/10X9n'fin,12mmXl2mm等较适宜.2.2频率的选择超声波频率在很大程度上决定了超声渡探伤的探测能力.必须选取台适的频率.由公式C=hf(式中:c一超声波声速;,一超声波频率J及上述公式知:在超声渡声速一定
4、的情况下,频率高时,波长短,声束窄,扩散角小,能量集中,因而发现小映陷能力强(发现缺陷的最小尺寸一般为其波长的一半),分辨力好.缺陷定位准确,但扫查空间小,仅能发现声柬轴线附近的缺陷对于裂纹等面状缺陷,因其有显着的反射指向性,所以如果超声波不是近于垂直地人射到裂纹面上,在检测方向就不会产生足够大的回波,频率越高这种现象越显着.探伤面粗糙时,高频声波散射大,不易射人当超声波波长与金属晶粒的大小相当或更小时,即频率过高或晶粒粗大时,超声波衰减很显着,往往得不到足够的穿透力,此时由于晶界之类的反射还会出现草状回波使缺陷检出困难.也就是说,信噪比会降低,在这种情
5、况下,应选择低频率.据此,频率上限一般应由衰减(底波出现状况)和草状回渡信号的大小来决定;而下限则由榆测灵敏度,脉冲宽度及指向性决定对于脉冲接触法来说,双面埋弧焊钢管焊缝超声渡自动检测的频率选2MHz,2.25MHz,4MHz或5.OMHz较适宜.2.3折射角的选择焊缝中的危险缺陷大多垂直或近于垂直于探第32卷第1期黄磊:双面埋弧焊钢管焊缝自动超声波检测工艺的优选67测面,所以一般宜选用斜探头.对于斜探头折射角的选择应从以下3个方面考虑:(1)声束能扫查到整个焊缝截面.(2)声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直.(3)保证有足够的探伤灵敏度.一般情况下声束
6、都能扫查到整个焊缝截面,只有当焊缝较宽,折射角选择不当时才会出现扫查不到的情况.探头折射角的选择见图1.上焊缝宽度一半;b.F焊缝宽度一半;lc.探头前船长度;钢管壁厚;口.探头折射角(即K:t~n/3)图1探头折射角的选择由图1可以看出,用一,二次波单面探测双面焊时,dl=(a+to)/K,=b/K(式中K=tan),其中一次波只能扫查到d以下的部分(受余高限制),二次波只能扫查到d2以上的部分(受余高限制).为保证能扫查整个焊缝截面,必须满足d+≤,从而得出:K≥fⅡ+b+lo)/T一般斜探头折射角可根据钢管厚度来选择,薄钢管采用大折射角,以便避免近
7、场区探伤,提高定位定量精度.厚壁钢管采用小折射角,以便缩短声程,减少衰减,提高探伤灵敏度.结合生产实际,一般采用较大K值探头,这样可保证避开近场区的影响,一般选K=2.0～3.0或折射角=60.～75.的探头.另外,由于焊缝中的缺陷位置是随机出现的,还要设计一组检测横向缺陷的探头,根据横向缺陷检测的特点,一般探头的折射角选用口=45.即可.3耦合方式及耦合剂的选择3.1耦合方式的选择探头耦合是保证探伤结果准确性的重要一环.目前探头耦合一般采用两种方式,一种是机械支点和护水围裙并用;另一种是硬质尼龙护套和护水围裙并用.其作用是保持支撑面与钢管具有相同曲率的
8、良好接触,保证探头表面与钢管的切线面平行,保证探头与探测面有适当的水层间隙,保证
