本文梳理了大量常规A型超声数字探伤仪对超超临界厚壁无缝钢管的超声检测实例，对经挤压成型和锻造成型的超超临界厚壁无缝钢管中的常见缺陷进行分类和归纳，总结出淬火裂纹、非金属夹杂物、分层、白点、夹杂物导致的微裂纹等常见缺陷的超声定性检测方法。通过对超声检测中发现各类缺陷的截剖试验验证，证明通过本文介绍的超声定性检测方法对超超临界厚壁无缝钢管中的常见缺陷进行定性评定的结论是比较准确的。

1前言

超超临界厚壁无缝钢管一般采用挤压成型或锻造成型，两种成型方式都会出现一些常见缺陷，其内部缺陷的检出和控制通常都是依赖于超声检测。对于超声检测技术而言，对缺陷的评定应该主要包括定位、定量和定性，目前，超声检测对缺陷的定位和定量研究已经比较成熟，但对缺陷的性质却无法准确评定，即便检测设备快速发展，成像技术已广泛应用，但基础都是Ａ扫描的反射波形，成像的结果只能做到较为直观地显示缺陷的分布、形状、大小，仍然无法对缺陷进行定性[3,4]。然而对于厚壁无缝钢管，特别是制造成本较高、使用环境较恶劣的超超临界厚壁无缝钢管来说，有时缺陷性质的评定要比缺陷位置和尺寸评定更为重要。小的危害性缺陷会比大的非危害性缺陷对使用的影响严重得多，同时，确定缺陷性质，才能准确地对症下药，进行有效的工艺和质量改进。因此尽管超声检测技术对缺陷定性评定有很大局限，但仍可以在超声检测理论基础上，结合检测实践经验以及对材料，制造工艺的充分了解，研究特定工艺下常见缺陷的定性规律。本文搜集了包括美国、德国以及中国制造无缝管在超声检测中发现缺陷的一手资料，总结了采用A型脉冲反射式超声波探伤仪对超超临界厚壁无缝钢管（以下简称钢管）常见缺陷的超声定性检测方法。

2常见缺陷类型超声检测特征

2.1非金属夹杂物

非金属夹杂物属于冶金缺陷，形状不规则，在锻造和挤压过程中会沿压延方向发生不同程度的变形，可出现于钢管的任何位置，一般冒口或锭尾端、1/2壁厚到内表面的深度范围内较多，有独立存在的单个夹杂物，也有聚集成堆、成链的密集型夹杂物。

2.2.1单个夹杂物

横波斜入射检测时特征：

由于非金属夹杂物形状不规则，其反射回波占宽较大，前后沿参差不齐，呈锯齿状。反射波幅不高，波峰圆钝。

沿圆周方向移动探头，其动态波形游动范围不大，呈正态分布图形。

纵波垂直入射检测时特征：

a.与斜入射检测时波形相似，反射回波占宽较大，前后沿参差不齐，呈锯齿状，下粗上细。反射波幅不高，波峰圆钝。波形及截剖后电镜下形貌见图1。

b.对于点状非金属夹杂物，围绕缺陷前后、左右移动探头，其各方向回波变化不大，回波幅度由零快速上升到峰值然后又快速回到零。

c.对于条状非金属夹杂物，顺长度方向移动探头，波峰起伏变化，不平稳。

2.2.2密集型非金属夹杂物

横波斜入射及纵波垂直入射检测波形特征均与单个夹杂物相同，区别只是缺陷呈密集状分布于钢管的不同深度范围和长度范围。移动探头时，波形起伏变化，但起伏缓慢。纵波垂直入射检测时，密集缺陷对底波幅度几乎没有影响。密集型非金属夹杂物波形图及截剖后电镜下断口形貌见图2。

2.2分层

经过挤压工艺成型的钢管内部常会出现分层缺陷，在超声检测专业上可以就其成因区分为夹杂类分层和挤压分层,可通过表1的方法进行区别评定。分层纵波检测波形见图3，图3中A为夹杂类分层截剖后电镜下照片，B为挤压分层宏观形貌。

2.3淬火裂纹

外壁淬火裂纹直观，这里仅讨论内壁淬火裂纹。内壁淬火裂纹多数在钢管纵向长度的中部产生，有时也在钢管端部产生，呈径向分布，裂纹长度以纵向延展居多，也有横向及斜向延伸的情况，裂纹很细，肉眼看不到开口，一般呈密集分布或断续延伸，锯切后端面宏观形貌及内窥镜观察形貌见图4。

横波斜入射检测时特征：

a.反射波幅度高，波形陡峭，波峰尖锐，回波前沿及后沿均很光滑，占宽很小。波形见图4。

b.沿圆周方向移动探头时，裂纹越深，反射越强烈，幅度越高，其回波游动范围也越大。

c.顺裂纹长度方向移动探头，转角检测，波形一般都连续有长度，波峰平稳不降，且取向会发生变化，如由横向延伸变为斜向延伸或由纵向延伸变为斜向延伸。

纵波单晶直探头垂直入射检测时特征：

由于淬火裂纹属于单纯的应力裂纹，裂纹内侧光滑，呈径向分布，当采用纵波单晶直探头在钢管外表面垂直入射检测时，因声束入射方向与裂纹方向基本平行，几乎没有缺陷反射波。这也是评定内壁淬火裂纹的重要判据之一。

2.4微裂纹

锻造成型的厚壁无缝钢管中有时会出现微裂纹，就其成因分析主要有两种情况：一是由于密集型非金属夹杂物导致的微裂纹，二是白点（又称发裂）。这两类缺陷在超声检测中有很多共同之处，可通过表2方法进行区分，密集型夹杂导致的微裂纹波形及断口形貌见图5，白点波形及断口形貌见图6。

3结论

根据超声检测理论，结合实践经验，搜集整理了大量包括美国、德国、中国制造的无缝钢管的超声检测资料，对超超临界厚壁无缝钢管制造过程中易产生的缺陷进行了科学分类，并对缺陷产生的机理和分布情况进行了详尽的描述，特别是对典型缺陷超声检测的波形特征进行了系统的归纳，总结出了经挤压成型和锻造成型的超超临界厚壁无缝钢管中常见缺陷的超声定性检测方法，并进行了大量的截剖试验，利用其他宏观和微观理化检测方法进行了验证，证明了能够通过本文介绍的超声检测方法对超超临界厚壁无缝钢管中的常见缺陷进行较准确的定性评定，对其他挤压或锻造成型的产品的超声检测缺陷定性有较好的借鉴作用。