管道对接焊缝的超声波检测相关研究

2019-07-12

探索科学(学术版) 2019年11期

中国能源建设集团浙江火电建设有限公司浙江杭州 310016

新时代下,极大的优化了超声波检测设备的性能,更新速度飞快,很多模拟仪器已经被数字探伤仪所取缔。因此,其凭借本身精度高、参数精确、检测方便等优点,在管道对接焊缝检测中得到了广泛的运用。

一、技术分析

相较于传统的模拟式探测设备,数字化的超声波检测技术其优点显著。其一,有着较高的定位精度,一般能够达到0.1毫米,将可靠的依据为判定管道焊缝根本信号提供了出来;其二,可以对更多距离—波幅曲线以及探头参数进行存储,进而方便了检测现场多种角度探头的工作,使得不同角度检测的精确性以及灵敏性都得到了显著提升,能够更加容易的变化探头角度,便于对真、伪信号的辨别;其三,可以对缺陷包络线以及动态波形进行存储,并能够利用电子文件形式进行备份,对于检测中遇到的种种难题,利用此方法都能够有效的予以解决。

二、检测技术的具体应用分析

(一)科学的选择探头。在选择探头时,要对以下因素进行进行考虑:

首先,检测件厚度。在较薄焊缝检测时,需要应用短前沿、大K值的探头,一次波尽量对更多的焊缝截面进行扫查;如果焊缝厚度较大,应该对灵敏度高、晶片尺寸大、K值合适的探头进行选择。

根据工作现场情况,如果在7mm以上控制壁厚度,这时在检测时应该运用单斜探头。如果在7mm以下控制壁厚,在检测焊缝时,会有较为严重的杂波干扰,当下多应用双晶探头或者聚焦探头。然而这两种探头通常宽度大,在耦合小口径管时,应该实施修磨处理。因为在聚焦点附近安设了双晶探头与聚焦探头,因此,会有较高的灵敏度存在于焦点附近,会在某种程度上影响到探测范围,如果在7mm之内控制工艺管道壁厚,这时它的管径通常会很小,所以,检测时尽量不用超声波检测技术。

其次,科学控制扫查面。对接各个直管时,在焊缝两侧扫描探头时,可以对一种K值的探头进行选择;管件和直管对接在一起,而且,只能在焊缝的一侧利用探头进行扫查,进而在扫查时应用两种折射角相差低于10°的探头,其中,对于K值较小的探头而言,要在焊缝截面的1/4以上控制扫描范围。

再次,科学控制探头频率。管道探伤尽量对频率较高的探头进行选择,目的是将其定位精度以及指向性提升。其中,频率为5MHz的探头就是一个很好的选择。如果管道厚度大,可以对2.5MHz的探头进行选择。

如果有可以信号存在于其根部,在复验时,尽量对小K值探头进行应用,研究得知,K值较小的探头,有着较高的定位精度,而且误差低。

(二)识别典型缺陷信号。在检测之前,运用直探头测定焊缝两侧壁厚靠近焊缝的部位,进而便于将其真实厚度确定出来。若是测得的结果比标称值负偏差小,这样需要马上进行提交汇报;若是所测结果等于或者大于标称值,这样是能够被接受的。并且,在记录表应该标明所测厚度值,在对回波信号进行判定时,以这个值为前提。

并且,在判定回波信号性质时,对回波位置、最大回波高度、动静态回波、指示取向以及长度、焊接位置和工艺等要进行综合的分析和研究。如果信号比较可疑,在验证时要及时更换探头,从而便于识别出伪信号和判定缺陷性质。

准确的标定时基线是正确判定管道焊缝根本信号的前提条件,且要在0.5mm以下控制深度定位误差,否者会有较大的误差出现在判定根部缺陷信号的最终结果中。在标定完毕了时基线后,一定要用和所检测工件厚度相近或者相等的孔展开校验,此孔的最高回波指示值应该略低于0.1-0.5毫米或者与其相当,这就证明准确的标定了时基线。

同时,在调节时基线时,还需要对工件声速和试块声速的差异进行考虑,如果遇到了较大厚度的工件,这样判定根部缺陷以及定位精度都会受到声速差别的影响,我们以20号钢在常温中的测定为例,测得发现,其有着3230m/s的横波声速,其中,在3301m/s控制P91的横波声速;在5934m/s控制20号钢的纵波声速,在5983m/s控制P91的纵波声速。利用20号钢标准试块与K2探头标定探测P91钢件时,因为P91有着较快的声速,并且会进一步增大去折射角,这时K值也会发生变化,即为2.25,在对50mm厚的P91工件进行探测时,增加其声程到123.297mm,增加20号钢的声程为11.62mm,通过观察时基线得知,P91刚工件的厚度为54mm,它与20号钢的回波位置相对应。很明显,会有很大的误差出现在其中,进而会出现严重误判,容易混淆未焊透缺陷和焊瘤。

在精探伤和扫查时,需要前后移动探头,在发觉有回波信号出现后,需要把耦合剂增加,并且前后往返缓慢移动探头3-5次,然后对动态波形进行观察,将回波最高点的位置找出来,然后向出现回波最高点的位置移动探头,轻微转动探头或者移动,把最高波找出来,利用闸门把此回波选择出来,顺势将回波位置读取出来。