• 超声波无损探伤在无缝钢管中的运用

    发布日期:2016-10-12

    无缝钢管质量的检测成了备受关注的话题。对无缝钢管的检查一般从以下三个方面入手,主要包括其外观、材料的属性以及化学成分等,其检查结果要求单纯、均匀和连续。这三者任何一方面村存在缺陷即表示钢管的质量不过关,这不仅仅会给工程质量   带来隐患而且会严重影响工程的进度。如果将这种存在弊端的无缝钢管应用到建筑工程当中就会出现如钢管断裂等严重的工程事故。现在通过超声波无损探伤技术无缝钢管进行全面检测,不仅不会损伤无缝钢管,而且效率   ,准确度也可以得到保障,因此超声波无损摊上技术在当今的建筑行业中被广泛应用。
      1、数字超声波探伤仪探伤的原理
      数字超声波探伤仪探伤的原理我们可以认为是通过特定的干扰源激发超声波,使其在弹性介质中传播,其传播速度主要和介质的本身的一些性质有关,如介质自身的密度、弹性特质以及环境条件等因素有关,因而当超声波会在诸多界面上出现多次反复的折射与反射现象。通过这种折射和反射的现象可以检测出无缝钢管是不是存在多个界面,即无缝钢管是不是存在某些缺陷。
      2、超声波无损探伤方法
      资料显示,超声波无损探伤技术存在很多种探伤方法。其中   常用的一种方法叫做脉冲反射法。由于待检测的物体内部多多少少会存在有缺陷,会使物体内部表面不光滑不平整不连续,因此当用脉冲反射法进行检测时,脉冲传播到不连续处时会产生相对不同的声阻,而脉冲则会在两个声阻不一致的地方产生反射的现象,同时超声波反射回来的能量方向和大小都与交界面处的取向大小相互关联。脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这一原理被设计出来的。超声波无损探伤方法还有以下几种缺陷定量法、裂纹检测法以及损伤、裂化等评价方法。
      3、超声波的谐振模式和频射特性
      3.1超声波无损检测技术的谐振模式
      通过结构不同的探头的激发,可以发射出轴对称和非轴对称这两种不同的导波谐振模式。在管子的外面将探头以环状形式进行摆放,可得到一种激发较容易的模式即为轴对称谐振模式的导波;如果想得到轴对称的纵向谐振模式的导波,就   把探头放到管子中间去,因处于探头之外的管子始终保持其平面稳定不变,同时绕着中心旋转就可以出现激发出的轴对称模式;利用不同的方法在管壁内产生间隔一致的导波形成的谐振模式只能在纵向进行伸展和压缩运动,不能在横向进行挪动。非对称谐振模式导波的出现是因为超声波探头在管子内部倾斜放置的原因,它一般以双螺旋形式出现,此种形式的导波是由探头处向管子两边散开的,到达尽头后再聚拢再散开,以这样的一种方式在管子中传播。
      3.2超声波无损探伤导波的频射特性
      假设我们要检测的所有物体均为弹性均匀介质,那么波将会以恒定的速度在管子内部进行传播,因此只有介质本身的材料可以影响反射波的速度。当超声波斜向进入同性管中时,由于管子表面的反射作用,使得机械振动在管中不断的传播,由于反射波的轴向运动和径向运动的合成,从而促使超声波可以在管内形成导波。
      4、无缝钢管中的常见缺陷
      无缝钢管中常见的缺陷主要是指管坯中常见的缺陷,主要表现在管坯的表面质量。管坯的表面质量不允许存在肉眼可见的结疤,不允许存在重皮,不允许存在气孔或者针孔,不允许存在凹坑和沟槽,不允许管坯耳子的存在。
      5、小口径和大口径钢管的探伤方法
      5.1大口径钢管的探伤方法
      大口径的探伤过程中主要采用的是脉冲反射法。在检测过程中,仪器产生多个高压脉冲,脉冲通过耦合剂和晶体以期渗透到被检测的材料当中,当被检测材料中存在缺陷或者内部材质出现凹陷不连续等状况时,进而影响原有超声波的回波路线,造成回波时间的差异,仪器反馈的回波时间和声速进行处理,就可以找到缺陷的具体位置,实现缺陷的自动检测。将检测仪器的两个探头(规格为5P9×9K2.5)分别放置在要探测部分钢管的两侧,垂直于探测部分前后移动探头,同时沿着钢管的周向移动扫查,记录结果。
      5.2小口径的钢管的探伤方法
      由于其曲率半径很小,选用接触法进行探伤往往会出现耦合不良、波束严重扩散等情况,探伤的灵敏度严重降低,因此,在选择小口径的探伤方法时不建议采用接触法,一般选择水浸聚焦探头利用横波束探伤。利用此种方法对小口径钢管进行探伤,不仅可以快速准确的发现管材外表和近表面的缺陷同时还能发现隐藏在内部的不足,因其声束的能量比较集中,大大提高了检测的灵敏度和分辨率,是小口径钢管检测中   佳的选择。另外在小孔径探伤的过程中,对小口径的探伤我们一般选择点聚焦探头,一般采用2.5~10MHz这个频率范围进行检测。探测方法如下所示:1)脉冲反射液浸探伤对管子逐根作两个相反圆周方向的螺旋式扫查。2)应将内、外伤信号幅度调到显示屏满刻度(或饱和值)的50%~80%以上。内、外伤的波高应尽可能一致,差值应不大于2dB。3)扫查时螺距应小于等于1mm。
      6、结果评定与检测报告
      实际检测时选取了20个无缝缸筒进行检测,利用专门制成的超声波无损探伤仪对这些钢筒进行检测,用以探究该仪器是否适用于无缝钢管的探伤。在进行测试时,发现缺陷的即为不合格产品,我们需对其进行解剖,观察超声波检测结果和解剖后我们看到的结果是不是大体一致。实验选择的产品为厚度22mm缸筒,规格Φ217×22mm,材料45钢,粗机加工后检测,选用仪器型号PXUT-320C,耦合剂选择机油,采用沿管壁周向扫查的扫查方式,探头型号2.5P13×13K1。轧制面为检测面扫描线调节深度1∶1,选用试块种类为60°1mmV型槽。使内圆面的标准沟槽   大反射高度为满刻度的80%,表面补偿0dB,选用检测标准为JB/T4730.3-2005,检测比例100%,验收标准JB/T4730.3-2005,合格级别Ⅰ级。测试结果表明超声波可以检测到其他检测方法检测不到的大面积凹陷等情况。
      7、结束语
      虽然超声波无损探伤技术仍有很多不足如:要求操作的技术人员有丰富的经验,要求被测物体的表面足够光滑和平整等。但是它的优点远远大于它的缺点,它能检测到其他检测方法检测不到的凹陷,这一点在无缝钢管的检测中是没有办法取代的。

    合金管帽
    Cr5Mo合金管
    合金法兰
    P11合金管
    P91无缝合金管
    15CrMoG无缝合金管
    碳钢大小头
    碳钢法兰
    12Cr1MoVG合金无缝管
    承插管件
    碳钢弯头
    碳钢管帽
    碳钢三通
    合金弯头
    合金三通
    厚壁P22无缝合金管
    Cr9Mo合金管
    R102合金管
    合金大小头