專(zhuān)利名稱(chēng)：厚壁鋼管縱向內(nèi)表面缺陷的超聲波探傷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼管探傷工藝，特別是一種厚壁鋼管縱向內(nèi)表面缺陷的超聲波探 傷方法。
背景技術(shù)：
鋼管接觸法橫波反射法探傷原理是超聲縱波傾斜入射到鋼管表面時(shí)，在有機(jī)玻璃 和鋼管的界面上產(chǎn)生折射和波型轉(zhuǎn)換，且折射波與入射波的方向關(guān)系符合斯奈爾定律，圖1 中，當(dāng)入射角選擇在第一臨界角a工和第二臨界角a 之間時(shí)，在鋼管中只產(chǎn)生單一橫波， 即折射橫波，從而實(shí)現(xiàn)鋼管內(nèi)外表面缺陷的同時(shí)探測(cè)。在選擇入射角時(shí)必須滿(mǎn)足兩個(gè)條件①聲束入射后在鋼管中僅產(chǎn)生折射橫波；② 橫波聲束能掃查到鋼管內(nèi)表面，橫波檢測(cè)示意圖如圖1所示。條件①要求入射角大于或等于第一臨界角a x小于第二臨界角a n。由折射定律 可知
Qsin^ s^-r-(1)條件②要求sin 彡+(2)式中0 s——橫波折射角；Cs——鋼管中橫波聲速；CL——鋼管中縱波聲速；j—鋼管內(nèi)、外半徑之比。由(1)、(2)式可得[彡sinK 即<formula>formula see original document page 3</formula><formula>formula see original document page 3</formula>
所以，丨-萬(wàn)鋼中 Cs = 3230m/s, CL = 5900m/s則有t/D ≤ 0.2(3)所以，純橫波探測(cè)鋼管時(shí)，鋼管的壁厚與外徑之比至少應(yīng)滿(mǎn)足(3)式的條件，即折 射橫波至少應(yīng)和鋼管內(nèi)表面相切，才能保證鋼管內(nèi)、外表面缺陷的同時(shí)探測(cè)。然而，在探傷 t/D > 0. 2的厚壁鋼管時(shí)，若入射角選擇在第一臨界角和第二臨界角之間，鋼管中的折射橫 波已經(jīng)探測(cè)不到內(nèi)表面缺陷了。在鋼管超聲波探傷中通常稱(chēng)t/D > 0. 2(t是鋼管壁厚，D是鋼管外徑)的鋼管為厚壁鋼管，此種鋼管采用常規(guī)的橫波反射法已無(wú)法探測(cè)縱向內(nèi)表面缺陷，需采用特殊方法 進(jìn)行檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種厚壁鋼管縱向內(nèi)表面缺 陷的超聲波探傷方法，此方法采用折射縱波檢測(cè)縱向外表面缺陷、變型橫波檢測(cè)縱向內(nèi)表 面缺陷，根據(jù)被檢測(cè)鋼管的規(guī)格選擇適合的探頭入射角，實(shí)現(xiàn)一次掃查同時(shí)探測(cè)鋼管縱向 內(nèi)、外表面缺陷。儀器調(diào)整方便，操作簡(jiǎn)單，缺陷波重復(fù)性和穩(wěn)定性好，且無(wú)明顯雜波影響， 保證厚壁鋼管探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性，完全能夠滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)探傷要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種厚壁鋼管縱向內(nèi)表面缺陷的 超聲波探傷方法，該方法包括以下步驟(1)依據(jù)被探鋼管規(guī)格確定超聲波探傷裝置所需探頭的入射角，入射角依據(jù)下式
確定，<formula>formula see original document page 4</formula>式中—鋼管內(nèi)、外半徑之比Cli——有機(jī)玻璃縱波聲速Cs2——鋼管中橫波聲速；(2)選擇與被探鋼管同規(guī)格、同表面狀態(tài)、同材質(zhì)的鋼管制作對(duì)比樣管，其人工傷 為縱向矩形槽；(3)將所述探頭放置在制作好的對(duì)比樣管上分別調(diào)整探傷內(nèi)、外表面缺陷的基準(zhǔn) 靈敏度，調(diào)整時(shí)，將超聲波探傷裝置的報(bào)警閥值設(shè)定為示波屏滿(mǎn)幅度的80%，用折射縱波檢 測(cè)外表面缺陷，用變型橫波檢測(cè)內(nèi)表面缺陷，分別記錄內(nèi)、外表面缺陷波在示波屏?xí)r基線上 的位置和基準(zhǔn)靈敏度dB值；(4)確定掃查范圍和掃查方式，根據(jù)被探鋼管規(guī)格的大小把整個(gè)圓周分為多個(gè)探 測(cè)面，一般至少要探3個(gè)圓周面，以保證整支鋼管整個(gè)圓周上的縱向缺陷被全部探測(cè)到；掃 查時(shí)探頭沿被探鋼管圓周方向掃查，實(shí)際檢測(cè)時(shí)，每一次掃查前，應(yīng)在管端1/3圓周處做標(biāo) 識(shí)，每次周向掃查范圍不少于鋼管的1/3圓周，以此，依次掃查完成整支鋼管的探傷；(5)判定缺陷在被探鋼管中的位置，實(shí)際探傷中發(fā)現(xiàn)缺陷后，根據(jù)缺陷波在示波屏 時(shí)基線上的位置來(lái)判別內(nèi)、外表面缺陷；(6)判斷缺陷是否超標(biāo)，內(nèi)表面缺陷以?xún)?nèi)表面缺陷基準(zhǔn)靈敏度值判定，外表面缺陷 則以外表面缺陷基準(zhǔn)靈敏度值判定，且內(nèi)、外表面缺陷波與對(duì)比樣管上的人工傷波在示波 屏?xí)r基線上的相應(yīng)位置一致的前提下，與其對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)靈敏度dB值進(jìn)行比較，判斷缺陷是 否超標(biāo)。本發(fā)明的效果是使用該方法能有效檢測(cè)出厚壁鋼管縱向內(nèi)表面缺陷，且一次掃查 能夠?qū)崿F(xiàn)厚壁鋼管內(nèi)、外表面缺陷的同時(shí)探測(cè)，保證探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性。由于內(nèi)、外表面缺 陷所在位置不同，對(duì)應(yīng)的聲程也不同，所以缺陷波在示波屏?xí)r基線上的位置也不同，操作人 員根據(jù)示波屏上缺陷波的位置，很容易對(duì)內(nèi)、外表面缺陷做出正確判斷。本方法儀器調(diào)整方 便，操作簡(jiǎn)單，缺陷波重復(fù)性和穩(wěn)定性好，且無(wú)明顯雜波影響，完全能夠滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)探傷要求。自2007年至今，經(jīng)此方法檢測(cè)合格的上萬(wàn)噸厚壁鋼管發(fā)往國(guó)內(nèi)外用戶(hù)，沒(méi)有發(fā)生一起質(zhì)量 異議。同時(shí)，該方法給其他品種的鋼管探傷提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)，為管理層決策及合同評(píng)審提供 了依據(jù)，有助于擴(kuò)展公司產(chǎn)品范圍和產(chǎn)品規(guī)格。


圖1為已有技術(shù)的橫波檢測(cè)示意圖；圖2為本發(fā)明的有機(jī)玻璃/鋼斜入射時(shí)的聲壓往復(fù)透射率；圖3為本發(fā)明的厚壁鋼管變型橫波檢測(cè)示意圖；圖4為本發(fā)明的變型橫波與內(nèi)表面相交示意圖；圖5(a)為本發(fā)明的檢測(cè)樣管外表面缺陷波形圖；圖5(b)為本發(fā)明的檢測(cè)樣管內(nèi)表面缺陷波形圖；圖6為本發(fā)明的鋼管近內(nèi)壁B粗類(lèi)夾雜物局部形貌圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的厚壁鋼管縱向內(nèi)表面缺陷的超聲波探傷方法加以說(shuō)明。根據(jù)分析超聲波傾斜入射時(shí)的反射、折射和波型轉(zhuǎn)換現(xiàn)象可知，當(dāng)入射角小于第一臨界角時(shí)，進(jìn)入鋼管中的超聲波波型為折射縱波和折射橫波同時(shí)存在，折射縱波在鋼管 外表面上發(fā)生波型轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生反射橫波，即變型橫波投射到鋼管內(nèi)表面上，通過(guò)改變探頭的 入射角可以使變型橫波與鋼管內(nèi)表面相切或相交，以此來(lái)檢測(cè)厚壁鋼管的內(nèi)表面缺陷。由超聲縱波斜入射至有機(jī)玻璃/鋼界面的聲壓往復(fù)透射率圖，如圖2所示，可知， 當(dāng)入射角小于第一臨界角27. 6°時(shí)，入射縱波轉(zhuǎn)換為折射橫波的聲壓往復(fù)透射率IYs很 低，最高不足10%，即透射到鋼管中的折射橫波強(qiáng)度很弱，對(duì)探測(cè)厚壁鋼管內(nèi)表面缺陷效果 極差；而入射縱波轉(zhuǎn)換為折射縱波的聲壓往復(fù)透射率較高，最高約25%，這也說(shuō)明在折 射過(guò)程中大部分能量存在于折射縱波中，折射縱波在管壁內(nèi)反射后產(chǎn)生的變型橫波也具有 較高的能量，所以對(duì)內(nèi)表面缺陷的探傷靈敏度明顯高于折射橫波，所以用變型橫波斜射法 檢測(cè)厚壁鋼管內(nèi)表面缺陷是一種較為理想的方法，這在實(shí)踐中已得到充分證明。本發(fā)明的厚壁鋼管縱向內(nèi)表面缺陷的超聲波探傷方法，該方法包括以下步驟(1)依據(jù)被探鋼管規(guī)格確定超聲波探傷裝置所需探頭的入射角，入射角依據(jù)下式
確定，<formula>formula see original document page 5</formula>式中—鋼管內(nèi)、外半徑之比Cli——有機(jī)玻璃縱波聲速Cs2——鋼管中橫波聲速；(2)選擇與被探鋼管同規(guī)格、同表面狀態(tài)、同材質(zhì)的鋼管制作對(duì)比樣管，其人工傷 為縱向矩形槽；(3)將所述探頭放置在制作好的對(duì)比樣管上分別調(diào)整探傷內(nèi)、外表面缺陷的基準(zhǔn) 靈敏度，調(diào)整時(shí)，將超聲波探傷裝置的報(bào)警閥值設(shè)定為示波屏滿(mǎn)幅度的80%，用折射縱波檢 測(cè)外表面缺陷，用變型橫波檢測(cè)內(nèi)表面缺陷，分別記錄內(nèi)、外表面缺陷波在示波屏?xí)r基線上的位置和基準(zhǔn)靈敏度dB值；
(4)確定掃查范圍和掃查方式，根據(jù)被探鋼管規(guī)格的大小把整個(gè)圓周分為多個(gè)探 測(cè)面，一般至少要探3個(gè)圓周面，以保證整支鋼管整個(gè)圓周上的縱向缺陷被全部探測(cè)到；掃 查時(shí)探頭沿被探鋼管圓周方向掃查，實(shí)際檢測(cè)時(shí)，每一次掃查前，應(yīng)在管端1/3圓周處做標(biāo) 識(shí)，每次周向掃查范圍不少于鋼管的1/3圓周，以此，依次掃查完成整支鋼管的探傷；(5)判定缺陷在被探鋼管中的位置，實(shí)際探傷中發(fā)現(xiàn)缺陷后，根據(jù)缺陷波在示波屏 時(shí)基線上的位置來(lái)判別內(nèi)、外表面缺陷；(6)判斷缺陷是否超標(biāo)，內(nèi)表面缺陷以?xún)?nèi)表面缺陷基準(zhǔn)靈敏度值判定，外表面缺陷 則以外表面缺陷基準(zhǔn)靈敏度值判定，且內(nèi)、外表面缺陷波與對(duì)比樣管上的人工傷波在示波 屏?xí)r基線上的相應(yīng)位置一致的前提下，與其對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)靈敏度dB值進(jìn)行比較，判斷缺陷是 否超標(biāo)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是采用變型橫波檢測(cè)厚壁鋼管的縱向內(nèi)表面缺陷，其技術(shù) 關(guān)鍵是探頭入射角的選擇。為了能夠?qū)崿F(xiàn)厚壁鋼管內(nèi)表面缺陷的檢測(cè)，必須減小探頭的入射角，選擇在小于 第一臨界角的范圍內(nèi)，使變型橫波至少和鋼管內(nèi)表面相切，如圖3所示。根據(jù)前面分析，此
時(shí)的折射橫波強(qiáng)度很弱，大部分能量集中在折射縱波中。此時(shí)sinP式中β——折射縱波產(chǎn)生的反射橫波，即變型橫波的反射角。以(D121mmX36mm 厚壁鋼管為例，此時(shí)，r = 24. 5mm, R = 60. 5mm，貝Ij
β =arcsin乙=arcsin^^=23. 89° R60.5
sin β sin θ由斯奈爾定律= 得
θ 二arcsin (^sin^ ) =arcsin (^ Xsin23. 89。)=47. 7° Cs3230對(duì)應(yīng)的探頭最大入射角為
α mai=arcsin ( Xsin θ ) =arcsin (^Xsin47. 7°) 二20. 02。 CL25900式中CL1——有機(jī)玻璃縱波聲速，Cli = 2730m/s,Cl2——鋼管中縱波聲速，Cl2 = 5900m/s。在分析聲波在厚壁鋼管內(nèi)傳播路徑的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)采用折射橫波與內(nèi)表面相切的 方法設(shè)計(jì)的探頭入射角與采用變型橫波斜射法設(shè)計(jì)的探頭入射角相等。如下是采用前者設(shè) 計(jì)探頭入射角的方法根據(jù)超聲波探傷理論，超聲波探傷鋼管時(shí)要保證鋼管內(nèi)外表面缺陷的同時(shí)探測(cè)， 所以探頭入射角的范圍為
Cr Carcsin—^ <a< arcsin(---—)(4)
L2R Cs2
式中CS2——鋼管中橫波聲速，Cs2 = 3230m/s。(4)式說(shuō)明探頭入射角的上限值與 鋼管的規(guī)格有關(guān)，當(dāng)鋼管內(nèi)、外半徑之比r/R愈大時(shí)，入射角允許的范圍也愈大。據(jù)此，可以 算出探頭入射角的上限值，即<formula>formula see original document page 7</formula>
同樣以Φ 121 X36mm規(guī)格為例，可計(jì)算出最大入射角
<formula>formula see original document page 7</formula>因此，在實(shí)際探傷中為了簡(jiǎn)便，可以依據(jù)(5)式設(shè)計(jì)探頭入射角，即可采用折射橫 波與內(nèi)表面相切的方法設(shè)計(jì)探頭入射角，但不能理解為是利用折射橫波檢測(cè)厚壁鋼管的內(nèi) 表面缺陷。依前所述，厚壁鋼管規(guī)格所共有的特點(diǎn)是t/D > 0. 2，且不同的規(guī)格t/D > 0. 2的 程度不同，所以不同的規(guī)格應(yīng)采用不同入射角的探頭，對(duì)此，計(jì)算出所探t/D >0.2的鋼管 允許的最大入射角，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)專(zhuān)用探頭實(shí)際主要是指探頭的入射角。采用變型橫波斜射法探測(cè)厚壁鋼管的波形顯示明顯區(qū)別于常規(guī)的橫波反射法的 波形顯示，其波形顯示最大的特點(diǎn)是外表面缺陷在前，內(nèi)表面缺陷在后，其中的前后是相 對(duì)始脈沖而言的，靠近始脈沖為前，遠(yuǎn)離始脈沖為后，而常規(guī)的橫波反射法的波形顯示是內(nèi) 表面缺陷在前，外表面缺陷在后。實(shí)際檢測(cè)時(shí)，為了使變型橫波能在管壁內(nèi)鋸齒形傳播， 通常入射角應(yīng)選擇略小于允許的最大入射角，使變型橫波與內(nèi)表面相交。如圖4所示，例 如Φ 121mmX 36mm規(guī)格所允許的最大入射角為20.02°，實(shí)際檢測(cè)時(shí)選擇探頭的入射角為 18°。下面以18°入射角探測(cè)Φ 121mmX 36mm規(guī)格為例，分析利用變型橫波斜射法檢測(cè)時(shí)， 內(nèi)、外表面缺陷波在示波屏上的位置。已知 <formula>formula see original document page 7</formula>_奈爾定侓‘得
<formula>formula see original document page 7</formula>在Δ AOB中，由余弦定理得W1 = 2Rcos β = 2X60. 5Xcos41. 9° = 90mm。如圖5(a)所示，若把外表面缺陷回波調(diào)整在示波屏3格的位置，則儀器水平線性 比例為30mm/格。在ABOC中求W2,由斯奈爾定律得
<formula>formula see original document page 7</formula>由正弦定理，<formula>formula see original document page 7</formula>°，所以 θ =43°。sin β、_ sin θ同樣由正弦定理-lS]^得W2 = 24. 5Xsin43° /sin21. 5° = 45. 8mm。
r W2
把變型橫波聲程折合成縱波聲程W2l = 45. 8 X 5900/3230 ^ 84mm。計(jì)算內(nèi)表面缺陷回波在示波屏上出現(xiàn)的位置χ = 3+84/30 = 5. 8 格。實(shí)際的內(nèi)表面缺陷波出現(xiàn)在示波屏6. 1格的位置，如圖5(b)所示，與計(jì)算出現(xiàn)的 位置很接近，這完全可以說(shuō)明內(nèi)表面缺陷是由變型橫波檢測(cè)到的。圖5是對(duì)Φ 12 Imm X 36mm的樣管調(diào)整內(nèi)、外表面缺陷時(shí)的探傷波形圖，其中圖5 (a) 是外表面缺陷波形圖，圖5(b)是變型橫波檢測(cè)到的內(nèi)表面缺陷波形圖。圖中F是缺陷波。從以上檢測(cè)結(jié)果可以看出，采用上述探傷方法能夠有效地檢測(cè)出厚壁鋼管中縱向 內(nèi)、外表面缺陷。實(shí)施例本實(shí)施方式是對(duì)一爐Φ 12 Imm X 36mm 45MnCrMo的鉆鋌管進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè) 過(guò)程如下(1)選擇探頭入射角。依據(jù)前面(5)式的計(jì)算，此規(guī)格允許的最大入射角為 20. 02°，為了實(shí)現(xiàn)變型橫波在鋼管內(nèi)鋸齒形傳播，應(yīng)使變型橫波與鋼管內(nèi)壁相交，故選擇 略小于最大入射角的18°入射角，探頭頻率為2. 5MHz，晶片尺寸14X 14mm雙晶，并將探頭 的有機(jī)玻璃楔塊磨制成與鋼管外徑相吻合的圓弧，保證探頭圓弧與鋼管表面的良好耦合。(2)從被探鋼管上截取260mm長(zhǎng)制作對(duì)比樣管。按照用戶(hù)的要求，鋼管的探傷級(jí)別 為L(zhǎng)2，即人工刻槽的深度為鋼管公稱(chēng)壁厚的5%，因此，按GB/T5777-2008標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)比樣 管上內(nèi)、外表面的縱向矩形槽的尺寸為長(zhǎng)40mm，寬1mm，深最大為1.5mm。(3)調(diào)整探傷基準(zhǔn)靈敏度。調(diào)節(jié)儀器深度范圍旋鈕和水平移位旋鈕，將始波調(diào)至示 波屏水平刻度的0格位置，將通波即雙發(fā)雙收式探測(cè)法調(diào)至示波屏水平刻度的10格位置。 探頭放置在對(duì)比樣管上，使探頭主聲束對(duì)準(zhǔn)槽口的主反射面，移動(dòng)探頭找出缺陷的最高反 射回波，調(diào)節(jié)到80%滿(mǎn)屏高，記錄下回波在示波屏?xí)r基線上的位置，此時(shí)探傷儀上衰減器的 讀數(shù)即為探傷基準(zhǔn)靈敏度，內(nèi)、外表面缺陷應(yīng)按上述方法分別調(diào)整。此規(guī)格調(diào)整后的基準(zhǔn)靈 敏度值為外表面缺陷3格32dB，內(nèi)表面缺陷6格28dB。實(shí)際探傷時(shí)，為了便于探測(cè)缺陷， 可以在基準(zhǔn)靈敏度的基礎(chǔ)上提高6 IOdB作為搜索靈敏度，發(fā)現(xiàn)缺陷后，再把衰減器旋鈕 旋回基準(zhǔn)靈敏度的讀數(shù)上比較。(4)對(duì)被探鋼管進(jìn)行掃查。調(diào)整好探傷靈敏度后，對(duì)鋼管進(jìn)行周向掃查，雖然被探 管的外徑不是很大，但考慮到鋼管壁厚較厚，超聲波在鋼管內(nèi)傳播時(shí)衰減增大，且鋸齒形傳 播時(shí)的跨距較大，導(dǎo)致鋼管圓周方向的鋸齒漏點(diǎn)面大。為了保證聲波能夠?qū)︿摴軆?nèi)的缺陷 100%掃查，至少要探3個(gè)圓周面，且每個(gè)圓周面上探頭沿鋼管圓周方向移動(dòng)的范圍也應(yīng)盡 量大，這樣才能夠保證整支鋼管整個(gè)圓周上的縱向缺陷被全部探測(cè)到。實(shí)際檢測(cè)時(shí)，每一次 掃查前，應(yīng)在管端1/3圓周處做好標(biāo)識(shí)，每次掃查范圍不少于鋼管的1/3圓周，掃查速度不 大于 150mm/so(5)判斷缺陷在鋼管中的位置。實(shí)際探傷中整支鋼管若沒(méi)有超標(biāo)缺陷回波，則判 定此支鋼管合格；當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，根據(jù)缺陷波在示波屏?xí)r基線上的位置來(lái)判別內(nèi)、外表面缺 陷，此種探傷方法波形顯示的最大特點(diǎn)是外傷在前、內(nèi)傷在后。前后是相對(duì)始脈沖而言的， 靠近始脈沖為前、遠(yuǎn)離始脈沖為后。若缺陷波在6格出現(xiàn)即判定此缺陷為內(nèi)表面缺陷，若缺陷波在3格出現(xiàn)則為外表面缺陷。
(6)判斷缺陷是否超標(biāo)。內(nèi)表面缺陷以?xún)?nèi)表面缺陷基準(zhǔn)靈敏度值判定，外表面缺陷 則以外表面缺陷基準(zhǔn)靈敏度值判定。實(shí)際探傷中，在示波屏6格的位置出現(xiàn)缺陷波，當(dāng)波高 達(dá)到基準(zhǔn)波高滿(mǎn)幅的80%時(shí)，衰減器讀數(shù)為36dB，比基準(zhǔn)靈敏度高了 8dB，此缺陷應(yīng)判定超 標(biāo)。重復(fù)以上(4)、(5)、(6)步驟，完成整爐鋼管的檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果是此爐鋼管共檢 測(cè)115支，探傷合格31支，縱向內(nèi)傷超標(biāo)廢84支，廢品率達(dá)73. 04 %。為了確定缺陷的性質(zhì) 及產(chǎn)生原因，對(duì)內(nèi)表面缺陷取樣進(jìn)行缺陷分析，結(jié)果為超長(zhǎng)B粗類(lèi)鏈條狀?yuàn)A雜物，證實(shí)了此 探傷方法的有效性。同時(shí)，缺陷分析結(jié)果也給改進(jìn)煉鋼工藝提供了理論依據(jù)，通過(guò)在生產(chǎn)中 采取有效措施，避免了批量廢品的產(chǎn)生。圖6是鋼管近內(nèi)壁B粗類(lèi)夾雜物放大100倍后的 局部形貌。上述探傷過(guò)程針對(duì)的是0121mmX36mm的規(guī)格，經(jīng)實(shí)踐證明，只要是t/D > 0. 2的 厚壁鋼管均可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所以均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種厚壁鋼管縱向內(nèi)表面缺陷的超聲波探傷方法，該方法包括以下步驟(1)依據(jù)被探鋼管規(guī)格確定超聲波探傷裝置所需探頭的入射角，入射角依據(jù)下式確定，式中——鋼管內(nèi)、外半徑之比CL1——有機(jī)玻璃縱波聲速CS2——鋼管中橫波聲速；(2)選擇與被探鋼管同規(guī)格、同表面狀態(tài)、同材質(zhì)的鋼管制作對(duì)比樣管，其人工傷為縱向矩形槽；(3)將所述探頭放置在制作好的對(duì)比樣管上分別調(diào)整探傷內(nèi)、外表面缺陷的基準(zhǔn)靈敏度，調(diào)整時(shí)，將超聲波探傷裝置的報(bào)警閥值設(shè)定為示波屏滿(mǎn)幅度的80％，用折射縱波檢測(cè)外表面缺陷，用變型橫波檢測(cè)內(nèi)表面缺陷，分別記錄內(nèi)、外表面缺陷波在示波屏?xí)r基線上的位置和基準(zhǔn)靈敏度dB值；(4)確定掃查范圍和掃查方式，根據(jù)被探鋼管規(guī)格的大小把整個(gè)圓周分為多個(gè)探測(cè)面，一般至少要探3個(gè)圓周面，以保證整支鋼管整個(gè)圓周上的縱向缺陷被全部探測(cè)到；掃查時(shí)探頭沿被探鋼管圓周方向掃查，實(shí)際檢測(cè)時(shí)，每一次掃查前，應(yīng)在管端1/3圓周處做標(biāo)識(shí)，每次周向掃查范圍不少于鋼管的1/3圓周，以此，依次掃查完成整支鋼管的探傷；(5)判定缺陷在被探鋼管中的位置，實(shí)際探傷中發(fā)現(xiàn)缺陷后，根據(jù)缺陷波在示波屏?xí)r基線上的位置來(lái)判別內(nèi)、外表面缺陷；(6)判斷缺陷是否超標(biāo)，內(nèi)表面缺陷以?xún)?nèi)表面缺陷基準(zhǔn)靈敏度值判定，外表面缺陷則以外表面缺陷基準(zhǔn)靈敏度值判定，且內(nèi)、外表面缺陷回波與對(duì)比樣管上的人工傷回波在示波屏?xí)r基線上的相應(yīng)位置一致的前提下，與其對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)靈敏度dB值進(jìn)行比較，判斷缺陷是否超標(biāo)。FSA00000071020500011.tif,FSA00000071020500012.tif
全文摘要
本發(fā)明提供一種厚壁鋼管縱向內(nèi)表面缺陷的超聲波探傷方法，包括以下步驟依據(jù)被探鋼管規(guī)格確定探頭入射角；選擇同規(guī)格、同表面狀態(tài)、同材質(zhì)的鋼管制作對(duì)比樣管；用制作好的對(duì)比樣管調(diào)整探傷基準(zhǔn)靈敏度，分別記錄內(nèi)、外表面缺陷在示波屏?xí)r基線上的位置和基準(zhǔn)靈敏度dB值；確定掃查范圍和掃查方式；探傷中根據(jù)缺陷波在示波屏?xí)r基線上的位置，區(qū)分內(nèi)、外表面缺陷；判定缺陷是否超標(biāo)。本發(fā)明的有益效果是該方法能有效檢測(cè)出厚壁鋼管縱向內(nèi)表面缺陷，且一次掃查能夠?qū)崿F(xiàn)厚壁鋼管內(nèi)、外表面缺陷的同時(shí)探測(cè)，保證探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性。根據(jù)示波屏上缺陷波的位置，很容易對(duì)內(nèi)、外表面缺陷做出正確判斷。本探傷方法操作簡(jiǎn)單，缺陷波重復(fù)性和穩(wěn)定性好。
文檔編號(hào)G01N29/30GK101799452SQ20101013546
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者張學(xué)江, 梁志農(nóng), 趙仁順 申請(qǐng)人:天津鋼管集團(tuán)股份有限公司