水浸式钢管自动探伤中探头的选择探讨

刘力

（衡阳华菱钢管有限公司，湖南 衡阳 421000）

国内超声检测技术的主要研究领域可以分为检测方法研究和设备研发。在设备研发方面主要为数字化超声波探伤仪、TOFD超声检测系统、超声成像系统和磁致伸缩超声导波检测系统；在检测方法和技术方面，主要为自动超声检测技术、超声成像检测技术、人工智能技术、TOFD超声检测技术、超声导波检测技术和超声相控阵技术等。国内管材自动超声检测设备分为探头旋转式和管子旋转式两类。采用探头不动管材旋转方式，比较适用于中大直径管材自动检测。探伤方式又多使用水浸式，探头浸于水碗中不与管材直接接触，探头使用寿命长，由于无缝钢管在生产和使用中，容易出现一些气孔、夹杂和小裂纹等难以探查的缺陷，若采用直探头或斜探头，可能会出现漏检。因此，选择聚焦探头具有一定的优势。点聚和线聚相比，为了获得较好的探伤速度和灵敏度，一般会采用线聚焦探头。

1 工作原理和参数计算

图1

因为水中声速和钢中横波声速的一半 ，当水层厚度大于钢管中横波声程的一半时，水/钢界面的第二次回波将位于管子内外伤波后面，容易对管子中的缺陷回波进行判别。如图3图所示要求水层厚度H满足以下条件：

图2

2 结语

对某设备通过选取几个探头进行实践调试：首先选取的是焦距F=80mm调试过程中发现对于外径为180mm以下的管材内外伤回波都能很好调试出来，往上的规格管材在调试中勉强能发现伤波，可是波幅低，杂波多，对生产不利。然后选取焦距F=110mm，在调试中发现小规格内外伤伤波有稍微降低，但信噪比满足要求。大规格调试发现内外伤波明显提高，信噪比有明显好转，都能满足生产要求。由于条件和时间有限，没有选取更多的探头进行试验。

综合表1数据，要实现探伤范围89～219mm都能取得较好的探伤效果，探头偏心距宜选取平均值，焦距可以选取中间值110mm，这里的水层厚度可选取35mm，实测中选取探头为2.5P SJ110 XJ能取得较好探伤效果。

表1