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小徑管超聲波探傷技術

發(fā)布時間：2018-03-23  點擊次數(shù)：人次  分享：

小徑管指管徑較?。?/span>DN100以內(nèi)），管壁較?。ㄒ话銥?.5mm～8mm）的小徑管。過去對這些小徑管焊縫多采用射線檢測，但射線探傷方法有其自身的局限性；如裂紋、未熔合等,特別是當其與射線束方向夾角較大時，不易發(fā)現(xiàn)，容易漏檢。而超聲波探傷由于不受場地、環(huán)境限制，并且對那些面狀缺陷檢出率高、且價格低廉并可與其他工種進行交叉作業(yè)，可以大大提高效率而在管道探傷中得到了較好的應用，下面我結(jié)合自己的工作實踐，主要對小徑管探傷存在問題、探傷方法、要點及缺陷波識別等，談談自己的一些認識：

一 小徑管對接焊縫超聲波探傷存在以下問題：

1） 小徑管壁薄，壁厚較薄時超聲波聲束在管壁中產(chǎn)生的聲程較短，易受聲壓不規(guī)則的近場區(qū)干擾，給缺陷定性，定量帶來困難。

2） 管壁曲率較大，管內(nèi)外表面聲能損失較大，聲束傳輸路徑更復雜，經(jīng)過多次發(fā)散，聚集聲壓反射異于常規(guī)，使聲能有一定量損失，降低了探傷靈敏度。

3） 焊縫焊波高度、焊瘤尺寸與管壁厚度為同一數(shù)量級，在較高靈敏度探傷時雜波多，這給缺陷的識別增加了難度。

4） 同一截面管子在壁厚上有時存在較大的公差，因而給缺陷定位帶來了一定的困難。

二  小徑管對接焊縫超聲波探傷方法及要點：

小徑管對接焊縫進行超聲波探傷時，探頭應使用高阻尼、短前沿、大K值的單晶橫波探頭；晶片尺寸一般不大于6mm×6mm，前沿距離≤5mm，偏差＜0.5mm，工作頻率為5MHZ。探傷中要注意如下幾點：

（1） 探頭耦合問題：

為保證探頭與工件表面充分耦合，探頭耦合面應修磨成圓弧，使其曲率半徑與小徑管外表面盡量一致，不同管徑的小徑管焊縫探傷，應配備專用的探頭，避免混用。如果探傷前不認真修磨探頭耦合面，而是不同外徑的管子混用一個探頭，其結(jié)果不但使探傷工作受到油面波、變形表面波的干擾，更重要的是隨著探頭的磨損，使超聲場特性發(fā)生較大變化，使探傷結(jié)果變的不可信；另外，打磨準備工作也是保證探傷順利進行的重要環(huán)節(jié)，如飛濺物消除不徹底，會使探頭與管壁耦合不好，在檢查過程中出現(xiàn)“不起波”或“起雜波‘，必須認真去打磨探頭移動區(qū)，消除飛濺物、銹斑、油垢等，以便于探頭掃查。

（2） 關于探頭參數(shù)的測定及復核

準確測定探頭的重要參數(shù)，是超聲波探傷的重要基礎，如果探頭參數(shù)測量不準，就會造成缺陷定位、定性的困難，甚至造成誤判或漏判，在小徑管探傷檢驗中，由于工件尺寸小，對缺陷定位更要求準確，對探頭主要參數(shù)的測定，準確性尤為重要，在探傷前，探傷人員必須認真測定探頭參數(shù)，在探傷過程中，對探頭主要參數(shù)和探傷靈敏度必須復核。

（3） 關于探傷靈敏度

    在超聲波探傷中，確定探傷靈敏度是一個關鍵的步驟，它將直接影響到探傷結(jié)果，在小徑管焊縫探傷中同樣顯的極為重要。小徑管探頭由于晶片尺寸較小，發(fā)射功率較低加上探頭前沿尺寸小，加工困難相應增大，因而，探頭在探傷靈敏度下雜波很多，但有時在探傷時為了便于觀察，往往不適當?shù)亟档土颂絺`敏度其結(jié)果必然造成漏檢，因此，做對比試塊時，須選用外徑、壁厚以及內(nèi)外粗糙度與被探管子相同或基本相近的材料。

（4） 小徑管焊縫探傷由于探頭晶片尺寸較小，容易產(chǎn)生漏檢，所以一定要在焊縫兩側(cè)探傷。

三   缺陷波的識別與判定：

1 缺陷反射波的識別

當采用一次波探傷時主要觀察儀器熒光屏上一次波標記點前面出現(xiàn)的反射波，因為波束掃過焊縫下半部，如果有反射波一般為缺陷反射（除盲區(qū)雜波外）。其次是位于一次波最大深度標記點上（焊縫根部）的反射波，當焊縫不存在錯口時，要確定反射波對應的反射點的位置，如果反射點位于焊縫中心點或探頭側(cè)則判為缺陷。當發(fā)現(xiàn)焊縫根部出現(xiàn)一定高度的反射波時、應對該處焊縫兩側(cè)的壁厚進行準確測定，儀器的掃描速度要準確調(diào)整，以準確定位，并根據(jù)探頭所在的位置對反射波進行認真分析，缺陷位置出現(xiàn)在一次波最大深度標記點處或以前，對應的反射體位于焊縫中心或探頭側(cè)。

當采用二次波探傷時，在一次波標記點和二次波標記點之間出現(xiàn)的反射波，可能為缺陷波，也可能是雜波，在這個區(qū)域之前或之后出現(xiàn)的反射波則為非缺陷波。缺陷波可用下述方法來判斷：

（1） 如果二次波聲束在內(nèi)壁上的轉(zhuǎn)折點位于焊縫區(qū)外，反射點位于焊縫中，則該反射波可判為缺陷波。

（2） 二次波聲束在內(nèi)壁上的轉(zhuǎn)折點在焊縫區(qū)內(nèi)則該反射波不能作為判傷的依據(jù)應根據(jù)位置、波形等其它情況綜合判斷。

當從焊縫兩側(cè)探傷發(fā)現(xiàn)反射波，若反射波出現(xiàn)在焊縫的同一位置，反射波高相同或不同則反射波判為缺陷波。

2． 雜波的識別

小徑管對接焊縫超聲波探傷時，除了缺陷反射波外，還會有一些雜波信號，這些信號干擾了缺陷的判定，易產(chǎn)生誤判，因此要認真分析。

（1） 縫根部成形影響：

    當焊縫根部成形較好時，一般在在一次波標記點附近無反射波或反射波強度很弱，當焊縫根部成形不良如存在焊瘤、表面不規(guī)則時，從焊縫兩側(cè)探傷一般均有反射信號，其位置與根部缺陷很相似，其強度隨根部成形所構(gòu)成的反射條件而異，稍不注意易判為缺陷，可 用下述方法區(qū)分：

 a.準確地調(diào)整掃描速度以便從聲程差上比較，焊瘤反射波深度略大于一次波標記點，有必要再次強調(diào)精確測量管子壁厚。

b.用水平定位法識別:如焊瘤反射波在偏離焊縫中心線遠離探頭的一側(cè)，而根部缺陷水平位置則應在焊縫中心線上或偏離焊縫中心線靠近探頭一側(cè) 。

c.通過轉(zhuǎn)動探頭觀察波形變化也可鑒別，移動探頭找到最大反射波后慢慢左右轉(zhuǎn)動探頭，觀察波形變化，缺陷波漲落大，瞬間消失，焊瘤波升降較緩慢、平穩(wěn)，同時焊瘤處除產(chǎn)生反射波外，多數(shù)還會產(chǎn)生變形縱波或變形橫波，并傳到焊縫加強面產(chǎn)生回波信號，水平位置在一，二次波標記點中間或二次波標記點附近，可用沾油的手指拍打加強面來識別。

(1)焊縫錯邊反射波：

當焊縫有錯邊出現(xiàn)時，聲束和錯邊方位將產(chǎn)生反射波，其水平定位在焊縫中心，但從另一側(cè)探傷時因無反射條件則無反射信號。

(2)擴散聲束引起的加強面反射波的識別：

由于小徑管壁薄，當一次波主聲束后面的擴散聲束經(jīng)底面反射到焊縫加強面時，在加強面處產(chǎn)生反射波，正好出現(xiàn)在一，二次波標記點之間，有時易誤判為焊縫中上部缺陷，可根據(jù)探頭位置和水平定位或用沾油的手指拍打加強面識別，必要時，用其它檢測手段做輔助檢查，

(1)變形波：

當聲束掃查到焊縫根部時，在一定條件下將產(chǎn)生變形波，可根據(jù)探頭位置和水平定位進行區(qū)別，一般情況下變形波水平定位點在焊縫之外。

四． 試驗驗證及結(jié)論

通過對不同管徑，不同壁厚管子經(jīng)超聲波探傷和射線探傷比較，二者結(jié)果是基本吻合的，現(xiàn)場實際應用也證明，小徑管對接超聲波探傷不僅切實可行，而且也具有較強的可靠性。小徑管對接超聲波探傷可以克服射線探傷的缺點，但在探傷過程中一定要從焊縫兩側(cè)探傷，認真分析波形，對探頭參數(shù)、儀器一定要調(diào)準。

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