基于超声波检测的小径弯管缺陷识别.pdf

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1、植测与控制·机械研究与应用·基于超声波检测的小径弯管缺陷识别魏同锋，范希民(1．渤海船舶职业学院材料工程系，辽宁葫芦岛125000；2．中石油管道公司兰州输油汽分公司，甘肃兰州730101)摘要：基于超声波检测原理，重点介绍利用改进的超声波探头对小径弯管进行探伤。利用超声波检测仪器对小径弯管进行了测试，通过分析计算，改进了超声波探伤小径弯管的工艺，并通过实验对工艺的准确性进行验证。关键词：超声波探伤；弯管；缺陷中图分类号：TH13文献标识码：A文章编号：1006—4414(2011)02—0085

2、—02DefectrecognitionforsmalldiametercurvedpipebasedonultrasonicinspectiontechnologyWeiTong—feng．FanXi—min(1．Materialengineeringdlep0rtmem，Bohaishipbuildingvocationalcollege，HuludaoLiaoning125000，China；2．Lanzhoubranchofpipeline，CNPCpipelinecompany，Lanz

3、houGansu730101，China)Abstract：Basedontheprincipleofultrasonicinspectiontechnology，thedefectrecognitionforsmalldiametercurvedpipeismainlyintroducedinthispaper．Thesmalldiametercurvedpipeistestedbyultrasonicinspectionequipment．Throughthea-nalysisandcalcu

4、lation，theultrasonicinspectiontechnicsisimprovedforcurvedpipe，andtheaccuracyoftheprocessisveri-fled．Keywords：ultrasonicwaveinspection；curvedpipe；defect1前言声束轴线的方向以及一次波的声程(入射点至底面管道运输业已成为现代社会不可缺少的组成部反射点的距离)有较大的影响。在实际探伤检验中，分，弯管则是管道系统中的重要组成部分，由于在工超声波卢束与裂纹垂

5、直时，反射波能量最高。作中会受到高压、高温和恶劣环境的影响，常使弯管出现泄漏事故。因此，研究在役弯管的缺陷检测对预测和防范重大恶性事故的发生具有重要意义。沿管壁传播的超声波用于检测直管中的腐蚀坑、裂纹等缺陷。该方法能够实现快速检测，并可对难以接近的管道系统进行检测。实际上，管道系统主要由直管和弯管组成。超声波在直管中的传播特性研究相对较子的内壁相切，此时声束与管子的法线之间的夹角图1弯头探伤探头K多，然而在工程应用中，常需要检测带有弯的管道系为直角，可得：JB。：sin一，r／值理论计算图统。管道

6、的弯曲部分由于结构的变形在一定程度上影响超声波在管道中的传播，从而影响了对缺陷的检R=sin一73／89=55．10(。)；K=ta=tan55．10。=测¨J。鉴于弯管的超声波探伤工作中存在的问题，1．4；sina／sin／3=CL／Cs；CL=2730m／s为纵波在第一笔者针对不同规格和材质的小径弯管进行了现场超介质(有机玻璃)中的传播速度；C=3230m／s为横声波探伤试验和割管检验。波在第二介质(钢)中的传播速度。=sin～C。．r／C2技术要点R=sin2730×73／3230×89=4

7、4(。)。2．1探头的选择在试验和现场检验中，笔者选择入射角=35。2．1．1探头频率的选择～45。的斜探头进行探伤，折射角=45。一55。，探头一般在保证灵敏度的前提下尽可能选用较低的K值为1．0～1．5，既能满足检验弯头裂纹等缺陷的探伤频率。考虑到所检工件的材质和形状及现场工要求，又能保证探头灵敏度处于较高范围内J。作条件的限制，笔者选用频率为5MHz的探头用于弯2．1．3适量磨制探头可提高弯头探伤耦合效果头超声波检验。由于管的规格较多，许多弯头的曲率较大，探伤2．1．2探头角度和值的选择时的

8、耦合问题就显得尤其突出。通过试验发现，对于在横波探伤中，探头角度和K值对探伤灵敏度、≤89规格的管道弯头用未经磨制的探头沿弯头圆收稿Et期：2011—03—10作者简介：魏同锋(1982一)，男，山东临沂人，助教，主要从事材料工程方面的教学和科研工作。·85·越潮与控毒Ⅱ·机械研究与应用·周方向进行探伤，几乎很难达到探头与管子之间的耦者相差不多，可用声程代替水平距离对管道弯头内壁合。采用磨制探头，由于有机玻璃磨损较大，波的散裂纹等缺陷进行近似定位。因为管道弯头内壁裂纹射明显加大，影