AUT技術(shù)在工業(yè)管道焊縫檢測中的應(yīng)用研究

周雙龍

摘 要 AUT技術(shù)也被稱之為全自動超聲波檢測技術(shù)，它的研發(fā)主要是通過超聲波檢測技術(shù)而得以實現(xiàn)的，并且這種技術(shù)比超聲檢測技術(shù)更加完美。它能夠在進(jìn)行焊縫檢測的時候達(dá)到無損，因此，這種技術(shù)主要被運用于工業(yè)管道的焊縫檢測中，這種檢測技術(shù)不僅具有檢測靈敏度高、定量和定位準(zhǔn)確的特點，它還具有檢測速度快的特點。本文通過對AUT技術(shù)在管道焊縫檢測中的原理進(jìn)行闡述，提出了在檢測應(yīng)用的過程中需要注意的事項以及如何應(yīng)用該項技術(shù)，希望能夠?qū)υ摷夹g(shù)的應(yīng)用提供一些參考的價值。

關(guān)鍵詞 AUT技術(shù);管道;焊縫檢測;應(yīng)用

1AUT技術(shù)

AUT技術(shù)是一種新型的檢測技術(shù)，它是由計算機技術(shù)和超聲波檢測技術(shù)相結(jié)合的，它具有準(zhǔn)確、高效以及相對直觀的優(yōu)點。這種AUT技術(shù)是由荷蘭的RD公司于1959年研究開發(fā)的，之后又由一些著名的檢測公司進(jìn)行不斷更新與發(fā)展，不斷進(jìn)行完善。從二十世紀(jì)七十年代開始，由于自動化的不斷進(jìn)步，不斷推廣，不斷提高，使得AUT檢測技術(shù)也得到了更進(jìn)一步的發(fā)展。再加上計算機技術(shù)的不斷普及，讓一些復(fù)雜的問題、數(shù)據(jù)量大的問題都能夠通過全自動超聲波進(jìn)行檢測，這樣就使得AUT技術(shù)得到更進(jìn)一步的推廣。我國在進(jìn)行西氣東輸工程的時候，首次引用了該項技術(shù)，并從中發(fā)揮了重要的作用?，F(xiàn)如今AUT技術(shù)發(fā)展的越來越成熟，并且在工業(yè)管道的焊縫檢測中也被廣泛應(yīng)用[1]。

2AUT技術(shù)在管道焊縫檢測前的準(zhǔn)備

2.1 檢測系統(tǒng)設(shè)置

在進(jìn)行管道焊縫檢測前，首先要做好準(zhǔn)備工作，要把檢測系統(tǒng)設(shè)置好。通過對管道內(nèi)的超聲波橫波的聲速值進(jìn)行測量，然后將角度與聲速值進(jìn)行擬合，找到合適的點來設(shè)置各個檢測通道的聲速值，確保檢測工藝的參數(shù)值的正確性。最后 ，要根據(jù)焊縫的坡口來進(jìn)行焊縫的檢測分區(qū)[2]。

2.2 檢測探頭距離設(shè)置

在進(jìn)行管道焊縫的檢測前，還需要對檢測探頭的距離進(jìn)行設(shè)置。需要根據(jù)焊縫的寬度對相控陣探頭的距離進(jìn)行設(shè)置，然后再依據(jù)焊縫的厚度對TOFD探頭的距離進(jìn)行設(shè)置。比如尺寸為Ф1219×22mm的復(fù)合U形坡，它的焊縫寬度為11～12毫米，那就可以依據(jù)理論和現(xiàn)場的情況，將相控陣探頭楔塊的前沿距離設(shè)置為26毫米，把TOFD探頭楔塊的前面的距離設(shè)置為68毫米，這樣的情況下，TOFD檢測時的盲區(qū)是最小的，實測上表面的盲區(qū)是3.7毫米，下表面的盲區(qū)是1.3毫米。

2.3 編碼器校準(zhǔn)

在進(jìn)行管道焊縫的檢測前，還需要對編碼器進(jìn)行校準(zhǔn)，通過對AUT系統(tǒng)馬達(dá)分辨率以及編碼器分辨率的校驗，從而保證焊縫的位置與管道焊縫掃查圖顯示的編碼位置之間的誤差在正負(fù)10毫米之內(nèi)[3]。

3AUT技術(shù)在管道焊縫檢測中的應(yīng)用

3.1 畫檢測參考線

在進(jìn)行管道焊縫檢測的時候，首先要畫檢測參考線。檢測參考線的距離與坡口中心線的距離要大于40毫米以上，一般的工程上都是使用的100毫米，因為這個距離方便檢測人員測量和安裝，通常參考線的位置誤差不得高于正負(fù)5毫米。

3.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性及靈敏度校驗

在進(jìn)行管道焊縫檢測的時候，還需要對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈敏度進(jìn)行校驗?？梢詫⒃噳K設(shè)置成平位、立位以及仰位，從而來模擬管道焊縫的各個位置，從而進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性的校驗，同時檢查系統(tǒng)的耦合效果以及各個通道的主反射波幅的情況，當(dāng)主反射波的變化不得大于正負(fù)2dB的時候才能進(jìn)行檢測。當(dāng)每次檢測前、每次檢測結(jié)束后，或者每隔1小時或者是檢查完5個焊縫后，都要對系統(tǒng)的基準(zhǔn)靈敏程度進(jìn)行校驗。

3.3 安裝掃查器軌道和掃查器

在進(jìn)行管道焊縫檢測，還需要安裝掃查器軌道以及掃查器。檢測的人員根據(jù)檢測的參考線將掃查器軌道與掃查器安裝在管道表面，掃查器的軌道應(yīng)該距離焊縫中心的200毫米左右，軌道的接頭也需要安裝在管道焊縫的點位上，這樣的話能夠使掃查器通過軌道接頭的時候順利些，能夠盡量減少數(shù)據(jù)的丟失，使掃查的質(zhì)量提高，但是在安裝軌道的時候誤差需要控制在正負(fù)1毫米之間。

3.4 管道表面耦合

（1）在進(jìn)行管道焊縫檢測的時候，管道表面的耦合劑需要進(jìn)行選擇。當(dāng)檢測施工的溫度高于零度的時候，可以用水作為耦合劑;當(dāng)檢測施工的溫度高于零下十度的時候，可以用防凍液作為耦合劑;當(dāng)檢測施工溫度低于零下十度的時候，就需要使用高濃度的防凍液混合液。管道表面的耦合方式既可以采用人工涂刷耦合也可以采用系統(tǒng)自動耦合，或者是兩者相結(jié)合，這樣可以提高耦合的質(zhì)量。

（2）在進(jìn)行管道焊縫檢測的時候，管道表面狀態(tài)也是很重要的，特別是很多大管徑的鋼管，存在螺紋焊縫或者直焊縫，一般這種帶縱縫的鋼管，在出廠時，會要求對管端部位的焊縫進(jìn)行磨平，余高≤0.5mm，但探頭過焊縫部位時的耦合往往還是不怎么樂觀，或多或少存在耦合丟失，造成漏檢，而該部位往往時缺欠易發(fā)生的部位，需采用其他檢測方法補救，檢測成本增加，建議鋼管制造廠采用板厚偏差為正值的鋼板來制造鋼管，采用專用的打磨設(shè)備，將焊縫及其周邊打磨0.5mm，形成無凸起的外表面狀態(tài)，實現(xiàn)焊縫余高為0mm，保證過焊縫時，探頭的耦合狀態(tài)，提高圖譜質(zhì)量，從而避免焊縫因耦合不良造成漏檢。

3.5 掃查焊縫

當(dāng)管道表面耦合好之后，就可以開啟掃查器開始掃查了，掃查前要對掃查器的速度進(jìn)行調(diào)整，通常掃查的速設(shè)定為每秒40到60毫米。在掃查的時候，檢測人員要扶好掃查器，防止其打滑或者脫離軌道，焊縫掃描結(jié)束后需要對掃描出來的文件進(jìn)行保存。

3.6 評定焊縫質(zhì)量

通過對A掃描、B掃描、TOFD掃描等通道的掃查圖進(jìn)行分析，并結(jié)合通道的回波波幅以及門位的綜合分析，來對焊縫進(jìn)行評價，從而確定焊縫的質(zhì)量。

4結(jié)束語

在工業(yè)管道焊縫檢測中使用AUT技術(shù)能夠使檢測的質(zhì)量以及效率都得以提高，還能夠降低作業(yè)成本和強度，具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，這一檢測技術(shù)能夠滿足社會發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)

[1] 隋永莉，吳宏.我國長輸油氣管道自動焊技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].油氣儲運，2014，33（9）：913-921.

[2] 曹健等.石油天然氣管道工程全自動超聲波檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T50818-2013.北京：中國計劃出版社，2013：3-22.

[3] 顏愛政，劉華，劉雷，等.長輸油氣管道焊接技術(shù)的應(yīng)用[J].油氣儲運，2008，27（8）：40-43.