大口径不锈钢管分层缺陷的自动化超声波检测

    在承压的大口径不锈钢管生产过程中.由于坯中存在的非金属夹杂物或严重疏松在轧中未能成轧制工艺不当引起的片状金属分离称之为分层缺陷。大面积分层缺陷存在将会影响大口径不锈钢管产品承受能力。

    由于手工检测分层缺陷效率满足不了大口径不锈钢管批量生产的要求.故本文引人自动化超声波检侧方法,探讨为实现自动分层缺陷检侧而对探伤技术所采用的处理方法。

    1技术要点

    钢管分层的白动化超声波检测中。由于外并不是几何意义上的,加之表面属于粗糙表面。自动扫查过程中伤彼缺陷波及底波的幅度波动较大,以波来区分缺陷的大小比较困难。以两者的波幅比来记录缺陷可以克服这个困难.选择适当的探头接近记录尺寸的缺陷才引起底波消失,可大大简化缺陷评定工作。

    为了可靠检出所有达到记录尺寸的缺陷.探头的间距应不大于应记录缺陷长度的一半。

    2分层缺陷超声波自动化检测方法

    2.1试样

    按GB20490-200承压无缝和烽接(埋弧焊除外)钢管分层的超声检侧》质量等级和记最界限如表1所示。其最小记录缺陷面权为165 mm2验证探伤设备的可靠性。制作了其有面积为150 mm2的人工反射体的样管,用来校验探伤设各的可靠性。

    2.2超声波自动化检侧双统

    2.2. 1探头及仪器

    采用了8通道的数字探伤仪器和5 MHz 8 mmX 8 mm的探头组进行检测,其探头组有效检测宽度为100 mm

    2.2.2探伤机械

    探伤机械选择了大口径不锈钢管原地旋转,探头沿钢管轴线平行移动.探头相对钢管作螺旋轨迹扫查,扫查螺距不应大于100 mm

    2.3扫查方式和探头间距的确定

    为了保证声束始终可以扫过人工反射体,且人工反射体对于声束轴线不成轴对称时,也能得到最大显示信号。声场直径应不大于人工反射体长度的一半。各探头之间的间距也不应大于人工反射体长度的一半.当缺陷的长度小于声场直径时.检侧结果的重复性会变得很差。故把探头间距定为12.5 mm.

    2.4缺陷显示的记录方式

    把回波图形分为伤波信号不大于底波信号、伤波信号大于底波信号、有伤波信号而无底波信号等若干种,在C-扫描记录上以不同的颜色来表示这些情况。在质最评定时,可首先根据记录颜色筛选出较大的缺陷.在记录图上侧量缺陷显示的尺寸。只有侧得的缺陷尺寸在拒收界限附近时,才需要用手工探侧来校验缺陷的尺寸。

   此外,对于检侧近底表面的缺陷时.手工探伤中会出现“底波前移”现象,操作者可以通过肉眼观察回波图形的动态变化来鉴别。而仪器很难像肉眼那样识别出“底波前移”现象.所以在自动化探伤中可以通过实时测量底波的渡越时间来解决此间a.当存在近底面缺陷时.仪器会把它作为底波进行测量,当侧得的渡越时间非连续变化,产生突变时,单独用另一种颜色来记录这种突变点。在C-扫描记录图形上,该颜色记录点所包围的区域即为近底面分层的显示面积。

    2.5缺陷当.与回波显示的关系

    伤波/底波比值法表示缺陷大小的方法可改善缺陷记录的可靠性。但该比值不仅取决于缺陷的大小,还与声场的指向角及缺陷的埋藏深度有关。图2示出了采用的探头测试厚度为40 mm的试样得到的侧试结果。

    图2中a,b,c分别代表 12.8,4 mm孔径的人工反射体。由图2可见,直径达到 4 mm的人工反射体即可引起底波消失。在C-扫描纪录上,只需侧量引起底波信号消失的缺陷区的面积即可。

    3探测实例

    图3为具有25 mm X 6 mm人工反射体的试样探侧记录,其涂色区城代表有伤无底的缺陷显示.利用探伤软件中的侧长工具对C-扫描图形进行测里,其侧出的记录面积与实际面积十分接近。

    图4为探侧钢管的记录,图中A表示伤波信号小于底波信号.B表示伤波信号大于底波信号,但是记录面积均小于165 mm2.所以在评定时可不予考虑。

    4结束语

    大口径不锈钢管分层缺陷的自动化超声波检侧符合GB20490-2006《承压无缝和焊接(埋弧焊除外)钢管分层的超声检侧》标准要求,检侧结果较为真实,且缺陷显示直观。在自动化检侧扫查时.只要扫查间距不大于探头有效探侧宽度均可,此检侧方法的应用将大大提高分层缺陷检侧的效率。http://www.gbt14976.com/

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