煤氣管線小徑管超聲波探傷方法探討

摘要：本文探討關(guān)于小徑管探傷存在問題、探傷方法、要點(diǎn)及缺陷波識(shí)別等的一些認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：小徑管超聲波探傷

中圖分類號(hào)：TG115文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098x(2012)03(c)-0000-00

近年來經(jīng)常從事市政煤氣管網(wǎng)檢測(cè)工作，而煤氣管網(wǎng)入戶線多為管徑較小（DN80以內(nèi)），管壁較?。ㄒ话銥?.5mm～8mm）的小徑管。過去對(duì)這些小徑管焊縫多采用射線檢測(cè)，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(dāng)其與射線束方向夾角較大時(shí)，不易發(fā)現(xiàn)，容易漏檢。且施工環(huán)境在居民區(qū)內(nèi)，不允許采用射線探傷，而超聲波探傷由于不受場(chǎng)地、環(huán)境限制，并且對(duì)那些面狀缺陷檢出率高、且價(jià)格低廉并可與其他工種進(jìn)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(yīng)用，下面我結(jié)合自己的工作實(shí)踐，主要對(duì)小徑管探傷存在問題、探傷方法、要點(diǎn)及缺陷波識(shí)別等，談?wù)勛约旱囊恍┱J(rèn)識(shí)：

1 小徑管對(duì)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(shí)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(chǎng)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(fù)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(jí)，在較高靈敏度探傷時(shí)雜波多，這給缺陷的識(shí)別增加了難度。(4) 同一截面管子在壁厚上有時(shí)存在較大的公差，因而給缺陷定位帶來了一定的困難。

2 小徑管對(duì)接焊縫超聲波探傷方法及要點(diǎn)

小徑管對(duì)接焊縫進(jìn)行超聲波探傷時(shí)，探頭應(yīng)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(diǎn)：

2.1 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(yīng)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(yīng)配備專用的探頭，避免混用如果探傷前不認(rèn)真修磨探頭耦合面；而是不同外徑的管子混用一個(gè)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(chǎng)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(zhǔn)備工作也是保證探傷順利進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)，如飛濺物消除不徹底，會(huì)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(rèn)真去打磨探頭移動(dòng)區(qū)，消除飛濺物、銹斑、油垢等，以便于探頭掃查。

2.2 關(guān)于探頭參數(shù)的測(cè)定及復(fù)核

準(zhǔn)確測(cè)定探頭的重要參數(shù)，是超聲波探傷的重要基礎(chǔ)，如果探頭參數(shù)測(cè)量不準(zhǔn)，就會(huì)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(yàn)中，由于工件尺寸小，對(duì)缺陷定位更要求準(zhǔn)確，對(duì)探頭主要參數(shù)的測(cè)定，準(zhǔn)確性尤為重要，在探傷前，探傷人員必須認(rèn)真測(cè)定探頭參數(shù)，在探傷過程中，對(duì)探頭主要參數(shù)和探傷靈敏度必須復(fù)核。

2.3關(guān)于探傷靈敏度

在超聲波探傷中，確定探傷靈敏度是一個(gè)關(guān)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(yīng)增大，因而，探頭在探傷靈敏度下雜波很多，但有時(shí)在探傷時(shí)為了便于觀察，往往不適當(dāng)?shù)亟档土颂絺`敏度其結(jié)果必然造成漏檢，因此，做對(duì)比試塊時(shí)，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。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。

3 缺陷波的識(shí)別與判定

3.1 缺陷反射波的識(shí)別

當(dāng)采用一次波探傷時(shí)主要觀察儀器熒光屏上一次波標(biāo)記點(diǎn)前面出現(xiàn)的反射波，因?yàn)椴ㄊ鴴哌^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(biāo)記點(diǎn)上（焊縫根部）的反射波，當(dāng)焊縫不存在錯(cuò)口時(shí)，要確定反射波對(duì)應(yīng)的反射點(diǎn)的位置，如果反射點(diǎn)位于焊縫中心點(diǎn)或探頭側(cè)則判為缺陷。當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊縫根部出現(xiàn)一定高度的反射波時(shí)、應(yīng)對(duì)該處焊縫兩側(cè)的壁厚進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定，儀器的掃描速度要準(zhǔn)確調(diào)整，以準(zhǔn)確定位，并根據(jù)探頭所在的位置對(duì)反射波進(jìn)行認(rèn)真分析，缺陷位置出現(xiàn)在一次波最大深度標(biāo)記點(diǎn)處或以前，對(duì)應(yīng)的反射體位于焊縫中心或探頭側(cè)。

當(dāng)采用二次波探傷時(shí)，在一次波標(biāo)記點(diǎn)和二次波標(biāo)記點(diǎn)之間出現(xiàn)的反射波，可能為缺陷波，也可能是雜波，在這個(gè)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(diǎn)位于焊縫區(qū)外，反射點(diǎn)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(diǎn)在焊縫區(qū)內(nèi)則該反射波不能作為判傷的依據(jù)應(yīng)根據(jù)位置、波形等其它情況綜合判斷。當(dāng)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。

3.2 雜波的識(shí)別

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

3.2.1縫根部成形影響

當(dāng)焊縫根部成形較好時(shí)，一般在在一次波標(biāo)記點(diǎn)附近無反射波或反射波強(qiáng)度很弱，當(dāng)焊縫根部成形不良如存在焊瘤、表面不規(guī)則時(shí)，從焊縫兩側(cè)探傷一般均有反射信號(hào)，其位置與根部缺陷很相似，其強(qiáng)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：

①準(zhǔn)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(biāo)記點(diǎn)，有必要再次強(qiáng)調(diào)精確測(cè)量管子壁厚。②用水平定位法識(shí)別:如焊瘤反射波在偏離焊縫中心線遠(yuǎn)離探頭的一側(cè)，而根部缺陷水平位置則應(yīng)在焊縫中心線上或偏離焊縫中心線靠近探頭一側(cè)。③通過轉(zhuǎn)動(dòng)探頭觀察波形變化也可鑒別，移動(dòng)探頭找到最大反射波后慢慢左右轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)焊瘤處除產(chǎn)生反射波外，多數(shù)還會(huì)產(chǎn)生變形縱波或變形橫波，并傳到焊縫加強(qiáng)面產(chǎn)生回波信號(hào)，水平位置在一，二次波標(biāo)記點(diǎn)中間或二次波標(biāo)記點(diǎn)附近，可用沾油的手指拍打加強(qiáng)面來識(shí)別。

3.2.2 焊縫錯(cuò)邊反射波

當(dāng)焊縫有錯(cuò)邊出現(xiàn)時(shí)，聲束和錯(cuò)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(shí)因無反射條件則無反射信號(hào)。

3.2.3 擴(kuò)散聲束引起的加強(qiáng)面反射波的識(shí)別

由于小徑管壁薄，當(dāng)一次波主聲束后面的擴(kuò)散聲束經(jīng)底面反射到焊縫加強(qiáng)面時(shí)，在加強(qiáng)面處產(chǎn)生反射波，正好出現(xiàn)在一，二次波標(biāo)記點(diǎn)之間，有時(shí)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(qiáng)面識(shí)別，必要時(shí)，用其它檢測(cè)手段做輔助檢查，

3.2.4 變形波

當(dāng)聲束掃查到焊縫根部時(shí)，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(jìn)行區(qū)別，一般情況下變形波水平定位點(diǎn)在焊縫之外。

4試驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)論

通過對(duì)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(chǎng)實(shí)際應(yīng)用也證明，小徑管對(duì)接超聲波探傷不僅切實(shí)可行，而且也具有較強(qiáng)的可靠性。小徑管對(duì)接超聲波探傷可以克服射線探傷的缺點(diǎn)，但在探傷過程中一定要從焊縫兩側(cè)探傷，認(rèn)真分析波形，對(duì)探頭參數(shù)、儀器一定要調(diào)準(zhǔn)。