【正文】 反之，如果知道與的值，也可以由式（230）計算出的值。 橫向缺陷檢測對橫向缺陷使用純橫波檢測，探頭需要在鋼管軸線正上方保持一定的傾斜角度沿鋼管軸向進行掃查，圖中S表示超聲波在鋼管壁內部傳播折返一次的路程（以下簡稱有效檢測聲程），即圖中標示1至3的聲線傳播路程。不論是點聚焦還是線聚焦方式，聲束在管材截面上的分布都是一樣的，差別只在于鋼管沿軸向上的聲場分布是不同，正是基于此，使得兩種方法具有各自的特點。 （a） （b） 實驗室水浸式聚焦探頭的聲場特性測量 Measurement of the ultrasonic field characteristic of immersion focusing probe（a）球靶法聲場測量的系統(tǒng)組成；（b）實驗室檢測實圖 試驗探頭焦柱測量結果 Measurement results of focus column，而焦柱長度為12mm，焦距為43mm，而且聚焦聲束整體向一側偏移，可見此國產探頭制作工藝較差，突顯出聚焦探頭聲場實測的必要性。 焦柱長度示意圖 Schematic diagram of focus column length在此著重闡述焦柱直徑與焦柱長度概念是因為下一章要講到講到的超聲成像測量缺陷尺寸方法的基礎。因此積分號內分母中的也可以提到積分號外。球靶法原理認為直徑非常小的小球所反射的聲壓與小球所在位置的聲壓呈正比關系。相比于平探頭，評估水浸聚焦探頭聲場特性有四個重要參數：孔徑（晶片有效直徑）、焦距、焦柱直徑以及焦柱長度[40]。所以，在GB/T 57772008標準中對單探頭鋼管檢測規(guī)定晶片的長度或者尺寸規(guī)定為不大于25mm，人工缺陷長度小于20mm時不大于12mm[37]。的人工平底孔回波調至滿輻的80%作為基準波高，再逐次檢測傾角為10176。超聲波在液體中傳播時，聲束擴散角較小，指向性好，但一旦射入工件后，按照折射規(guī)律，擴散角會增大，聲束指向性急劇下降，特別是諸如表面是圓柱面的管（棒）材，超聲波經過液層進入管（棒）材表面后，就會產生類似凸透鏡的擴散現象，圓柱面曲率越大，擴散的作用越大。其他不銹鋼管L310177。其他不銹鋼管177。 對比試樣無損檢測一般用所求的未知量與已知量相比較的方法來確定未知量的值和檢測靈敏度。 控制系統(tǒng)電氣信號連接圖 Connection diagram of electrical signal control system電氣控制系統(tǒng)基本構成包括輸入、輸出和反饋三個環(huán)節(jié)。 檢測運動方式的比較 Comparison of ultrasonic testing of movement pattern鋼管直行不旋轉旋轉式組合探頭方式鋼管直行不旋轉固定式組合式探頭方式鋼管螺旋前進探頭固定方式鋼管原地旋轉探頭往復直行方式機械機構設計復雜復雜適中簡單控制技術復雜適中適中簡單信號傳輸復雜適中方便方便數據處理量較小較大較小較小制造成本高高低低檢測效率高高低低在線檢測適合適合適合不適合本實驗室結合實驗室條件與實驗目的，選擇鋼管原地旋轉、探頭往復直行方式進行實驗研究，確定方式后，實驗室設計完成機械控制與電氣控制系統(tǒng)來實現檢測過程。 無縫鋼管缺陷類型示意圖 Schematic diagram of seamless steel tubes defect type “W”形超聲波聲束路徑示意圖（只示意鋼管表面聲束軌跡） Schematic diagram of Wshaped ultrasonic beam path 無縫鋼管檢測方式選擇超聲檢測方式的分類方式有很多種，例如按檢測工作原理可分為穿透法與脈沖反射法；按檢測波形可分縱波法、橫波法、表面波以及板波法；按探頭可分單探頭、雙探頭和多探頭；按超聲波耦合方式可分直接接觸法與液浸法[15][16]。就以二輥式斜軋穿孔工藝為例，由于斜軋穿孔工藝的特點，在整個變形區(qū)中均存在金屬的附加變形，這對于穿孔毛管的質量是不利的。目前應用最為廣泛的數字化超聲檢測方式是波形檢測，即通常所說的A型掃描檢測。第三章為無縫鋼管缺陷的超聲成像分析，主要內容：對無縫鋼管缺陷進行超聲成像掃描分析，以現有實驗室檢測軟件為基礎，對掃描成像軟件進行二次開發(fā)與改進，實現三維立體成像。探頭在充滿水的壓力管內部以周向掃查和軸向掃查，從而探測分布于不同方向的缺陷。其中棒（管）材水浸超聲波無損探傷系統(tǒng)：7個自由度聯(lián)動，管件軸線自動跟蹤功能，能以軸向成像、徑向成像等方式給出內部缺陷的定性和定量分析[25]。設備利用DSP的多通道緩沖串口接受和處理超聲信號的回波數據，在采集同時采用LZW壓縮算法，實現數據的實時快速準確的采集和處理[23]。 （a） （b） RTIS檢測系統(tǒng) RTIS detection system(a) 機械系統(tǒng)； (b) 軟件系統(tǒng)(b)可見系統(tǒng)缺陷檢測以常規(guī)的波形檢測為主，對缺陷的描述不直觀。 GRPPAT檢測系統(tǒng) “CLUSTER”檢測系統(tǒng) GRPPAT detection systems CLUSTER detection system上述兩種檢測設備主要是針對石油天然氣管道，適用管徑都是在60mm以上的大口徑無縫鋼管，管徑小于60mm的小口徑無縫鋼管不適用。這套檢測系統(tǒng)主要針對氣∕水冷熱交換管的無損檢測，可以精確地檢測管道內部和外部的腐蝕和點蝕等缺陷，軟件包含有便攜式旋轉彩色B掃描成像系統(tǒng)。國內關于無縫鋼管的滲透檢測可以參考國際標準《ISO 120951994 Seamless and welded steel tubes for pressure purposes—Liquid penetrant testing》等。⑷ 磁粉檢測磁粉檢測是利用磁現象來檢測鐵磁性材料表面及近表面缺陷的一種無損檢測方法。而且探頭掃描與磁化同時進行，檢測信號受背景磁場的影響較大，增加了信號處理的難度，降低了儀器的可靠性；檢測后還需要對鋼管進行退磁處理[10~12]。射線檢測適用范圍很廣，幾乎對所有的材料都能進行檢測；它對被檢測工件的幾何形狀、表面粗糙度沒有嚴格的要求以及能直觀地顯示缺陷的影像等優(yōu)勢。 無縫鋼管缺陷的無損檢測分析方法無損檢測是建立在現代科學技術基礎上的一門綜合性技術?？煞譃闊崴峤g法、冷酸浸蝕法和電解酸蝕法三種。無縫鋼管的有損檢驗有物理化學性能檢驗、工藝性能檢驗以及質量缺陷檢驗等[1]。⒂ 擦傷，鋼管的擦傷是指鋼管內外表面呈現出的螺旋形狀或直線狀、有規(guī)律或無規(guī)律分布的點、線溝疽。一般結構用鋼管和用于加工機械零件的鋼管，直道深度不使壁厚超出負偏差時，允許存在。局部離層（分層）應切除。過燒管坯，金屬晶界被氧化，管坯在出爐后，在輥道上已冒火花，嚴重的過燒擲在地上會崩裂成碎塊。外折可用肉眼觀察，鋼管表面不允許存在外折。第二，“毛刺”已不再單獨列為一種缺陷，只是在產品標準中講到端頭的外形時，有“切口毛刺應予清除”的文字要求。無縫鋼管生產一般經過管坯加熱、管坯穿孔、毛管軋制、鋼管定徑與減徑以及精整等工序[4]，這些工序中無論是原料還是加工操作都用可能使無縫鋼管產生缺陷，這就對國產鋼管的質量檢驗水平提出更高的要求。作為無縫鋼管水浸式聚焦檢測關鍵參數——探頭參數、偏心距、水層距離等歷來都是超聲檢測研究分析的重點之一，優(yōu)化這些參數是能否探測到缺陷的關鍵，也是實現對小口徑無縫鋼管缺陷超聲無損檢測分析的基礎。隨著國內各行業(yè)對無縫鋼管需求的增長，對于無縫鋼管缺陷的研究顯得越發(fā)重要，而對于其缺陷的研究常規(guī)的分析方法是做諸如低倍、金相等，而作為與有損檢驗對應的無損檢測通常還停留在探傷階段。