【正文】 , 將報(bào)警閘門的前沿緊靠始波的后沿 , 報(bào)警閘門的后沿緊靠板邊反射波的前沿 , 此時(shí)閘門寬度范圍即為檢測(cè)范圍。 B. 對(duì)帶鋼兩側(cè)邊緣 45mm 范圍內(nèi)母材 , 進(jìn) 行 100%超聲波自動(dòng)探傷。 合 B 再測(cè)驗(yàn) 格 或檢 測(cè) A （ 2）掃查方法 掃查方法見表 。以西氣東輸 Ф 1 016mm 21mm鋼管用鋼板的探傷為例 , 鋼板寬度 A = 3 090mm, 使用探頭晶片直徑 20mm, 19 探頭 1個(gè)掃查周期的長(zhǎng)度 L = 80mm,邊探單邊探頭掃查有效寬度 B = 50mm, 單只探頭的掃查面積 S = 10 000mm2, 要求掃查面積比例為 50%, 則按 ( 1) 式可計(jì)算出該鋼板探傷時(shí)所需的探頭數(shù)量。 ② 要求掃查面積依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及工藝而確定數(shù)值 。 2） 探頭數(shù)量確定 探頭數(shù)量可按 ( 1)式確定 , 即探頭數(shù)量 = (鋼板寬度 邊探覆蓋面積 )/一只探頭掃查面積 探頭一個(gè)周期長(zhǎng)度 要求掃查面積 (1)。說明 : ① 鋼板前進(jìn)和探頭左右擺動(dòng)同時(shí)進(jìn)行 ,因而探 頭在鋼板上的掃查軌跡為正弦波軌跡 。186。 38= s, 探頭 1個(gè)往復(fù)的前進(jìn)距離為 100 = 160mm。則有曲軸轉(zhuǎn)速 n= 1 520 /40=38 r /m in。 鋼板邊緣部分的探頭固定不動(dòng) , 每側(cè)各布置 3只 , 若探頭的晶片直徑為 20mm, 重合量取 5mm, 則單側(cè)邊探探頭掃查有效寬度為 50mm。探頭數(shù)量的確定應(yīng)綜合考慮鋼板寬度標(biāo)準(zhǔn)、工藝所要求的覆蓋面積以及檢驗(yàn)速度等因素。在單位時(shí)間內(nèi) , 兩種不同的進(jìn)板速度使探頭掃查鋼板的軌跡不同 , 因而掃查的面積也就不同 , 探頭掃查軌跡如圖 。其工作原理是 : 曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由連接桿帶動(dòng)探頭支架左右往復(fù)擺動(dòng) , 實(shí)現(xiàn)探頭在鋼板上的左右掃查。 2020 年筆者單位已將 EMA 電磁超聲自動(dòng)探傷裝置成功地應(yīng)用在西氣東輸二線工程土庫曼斯坦阿姆河地面管線 1067 12. 7 X70 和哈薩克斯坦中亞管線 1067 15. 9 X70 及國(guó)內(nèi)東線 1219 18. 4X80 螺旋鋼管生產(chǎn)線上帶鋼板材分層的在線探傷。而采用電磁超聲裝置 , 其所用通道數(shù)量少 , 具有調(diào)校設(shè)備時(shí)間短 , 無需耦合劑 , 覆蓋面積大 , 發(fā)現(xiàn)自然缺陷能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。而且探傷時(shí) , 如果水量太小 , 則耦合不良 , 影響探傷結(jié)果 。 16 目前 , 螺旋焊管行業(yè)一般在帶鋼或管體上采用壓電超聲波縱波多通道流狀或擺動(dòng)掃查探傷法。探傷結(jié)果用示波器顯示。 表 常用超聲波探傷方法的分類 脈沖反射法是目前運(yùn)用最廣泛的一種超聲波探傷法。如按自 動(dòng)化程度可以分為自動(dòng) 化探傷、半自動(dòng)化探傷、手工探傷：按缺陷在熒屏上顯示的方式可以分為：顯示缺陷深度及反射波幅度的 A型顯示、顯示在橫截面上缺陷的形狀和分布情況的 B 形顯示、顯示水平截面上缺陷形狀和分布情況的 C型顯示。目前，從儀器品種、探頭種類、探傷方法、自動(dòng)化水平等各方面都在不斷的革新和發(fā)展中。按波形分又可分為縱波、橫波、表面波和板波等。 報(bào)警電路 發(fā)射電路 同步電路 接收放大電路 時(shí)基電路 顯示器 電 源 15 超聲波探傷方法及分類 超聲波探傷法的種類很多，根據(jù) 聲耦合方式可分為接觸法和液浸法兩大類，按聲波傳播方式可分為反射法和透射法兩種。超聲波無損檢測(cè)的原理圖如下： 圖 超聲無損檢測(cè)示意圖 同步電路：是超聲波探傷儀的心臟和指揮中心，它有多諧振蕩器產(chǎn)生周期性矩形同步脈沖，經(jīng)微分電路后變成正負(fù)尖脈沖，觸發(fā)閘流管后同時(shí)控制發(fā)射電路、時(shí)基電路、時(shí)標(biāo)電路等部門進(jìn)行步調(diào)一致的工作。 首先通過激勵(lì)超聲發(fā)射換能器產(chǎn)生超聲波并使其進(jìn)入工件，然后再通過超聲接收換能器將工件中經(jīng)過被檢測(cè)材料自身或缺陷所反射、折射、衍射、散射的入射波轉(zhuǎn)換成接收信號(hào)，缺陷作為與構(gòu)件材料不同的介質(zhì)將會(huì)產(chǎn)生不同的特征信號(hào)，接著再對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分析，從而獲得有關(guān)缺陷或材料的特性信息。普遍采用超聲檢測(cè)的另外一個(gè)原因，是為了采用斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)的知識(shí)對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行壽命估計(jì)，超聲檢測(cè)對(duì)微型裂紋敏感的特點(diǎn) J下符合這種需要。計(jì)算機(jī)在超聲檢測(cè)中的應(yīng)用，也使得超聲檢測(cè)的可靠性越來越高 17l。此外，超聲波對(duì)人體無害，并且檢測(cè)速度快，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因此應(yīng)用最為廣泛。超聲檢測(cè)與射線檢測(cè)相比，對(duì)不理想的波束方向有更大的適應(yīng)性。不同材質(zhì)焊縫探傷方法的選擇見下表 . 表 質(zhì)焊縫探傷方法的選擇 檢驗(yàn)方法 檢驗(yàn)對(duì)象 超聲探傷 射線探傷 磁粉探傷 滲透探傷 渦流探傷 鐵素體鋼焊縫 內(nèi)部缺陷 ◎ ◎ — 表面缺陷 △ △ ◎ ◎ △ 奧氏體鋼焊縫 內(nèi)部缺陷 △ ◎ 表面缺陷 △ △ ◎ △ 鋁合金焊縫 內(nèi)部缺陷 ◎ ◎ 表面缺陷 △ △ ◎ △ 其他金屬焊縫 內(nèi)部缺陷 — ◎ 表面缺陷 — △ — ◎ △ 塑料接頭焊縫 △ ○ ○ 注：◎：很適合 ○：適合 △：有附加條件時(shí)適合 ：不適合 在各種檢測(cè)方法中，磁粉、滲透和渦流三種檢測(cè)方法，只能檢查表面和近表面缺陷，對(duì)試件內(nèi)部的裂紋不敏感。電磁超聲探傷能同時(shí)探出壓電超聲、渦流、漏磁探傷各自能探出的缺陷，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)保證生產(chǎn)節(jié)奏。 13 超聲探傷有利于檢出裂紋類面積形缺陷。超聲探傷是利用彈性波在缺陷部位形成反射或衍射的方法提取缺陷信號(hào)，其信號(hào)強(qiáng)度與波的類型、探傷頻率，缺陷的尺寸、取向及其表面狀態(tài)以及完好部位和缺陷部位的材質(zhì)有關(guān)。磁場(chǎng)測(cè)定法盡管設(shè)備復(fù)雜，成本高且操作難度大，但卻是通過傳感器來拾取漏磁場(chǎng)信息的，因此易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化探傷。磁粉檢測(cè)可以用來檢表面與近表面缺陷。磁粉探傷是將焊縫磁化利用缺陷部位的漏磁通可吸附磁粉的現(xiàn)象得以形成缺陷痕跡以達(dá)到探傷效果的檢測(cè)手段。 （ 5）漏磁探傷。適合于鋼管質(zhì)量檢驗(yàn)的自動(dòng)渦流探傷方法有點(diǎn)式探頭探傷和穿過式探傷法 2種。渦流探傷檢驗(yàn)參數(shù)控制相對(duì)困難，檢驗(yàn)結(jié)果的解釋稍微困難。 （ 4）渦流探傷。超聲探傷有較高的檢測(cè)靈敏度，對(duì)鋼管中裂紋、直道等缺陷 比較敏感，也能探測(cè)出非金屬夾雜等體積型缺陷。超聲探頭發(fā)射的超聲波在工件的不連續(xù)區(qū)產(chǎn)生反射，從而被探頭和儀器接收。能夠檢測(cè)出光潔與清潔表面開口缺陷。滲透探傷的原理是利用毛細(xì)作用將帶有顏色的滲透液噴涂在焊縫表面上，使其滲入缺陷內(nèi)，清洗后施加顯象劑顯示缺陷彩色痕跡。射線探傷的主要特點(diǎn)如下： 1）圖片上有完好部位與缺陷部位的黑度差形成的缺陷平面投影影象，一 般無法測(cè)量缺陷的深度； 2)基本不受焊縫厚度限制； 3)要求焊縫雙面靠近，檢驗(yàn)成本高，時(shí)間長(zhǎng)； 4)對(duì)操作人員有射線損傷 射線探傷有利于檢驗(yàn)出夾渣、氣孔等體積形缺陷。下面分別介紹 : (1) 射線探傷。鋼管的缺陷可通過各種形式的探傷進(jìn)行檢測(cè)。金屬材料直接決定鋼管的質(zhì)量，優(yōu)質(zhì)材料的化學(xué)成分、物理性能及幾何形狀都必須是連續(xù)的、單純的和均勻的。 表 焊接缺陷產(chǎn)生的可能因素 因素 裂紋 未焊透 夾渣 氣孔 焊瘤 咬邊 材料照管不當(dāng) √ √ 材料選用 √ √ 焊機(jī)保養(yǎng) √ √ √ √ 電源與接地 √ √ 夾具與轉(zhuǎn)胎 √ √ √ 工具與焊工管理 √ √ √ √ 11 焊條選用 √ √ √ √ √ 焊條保管 √ √ √ 焊接設(shè)計(jì) √ √ √ √ √ 坡口尺寸及類型 √ √ √ √ √ 裝配精度 √ √ √ √ √ 焊接位置 √ √ 焊接順序 √ √ 焊接條件 √ √ √ √ √ √ 焊接操作標(biāo)準(zhǔn) √ √ 注：√ 關(guān)系密切； 關(guān)系不大。 綜合上所述，常見的焊接缺陷大致與下述 因素有關(guān)。冷裂紋經(jīng)常出現(xiàn)的形態(tài)是 : 焊道下裂紋、焊趾裂紋、焊縫根部裂紋 , 見圖 。裂紋按照其形成原因可分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋、層狀撕裂、應(yīng)力腐蝕裂紋。 (4) 裂紋 裂紋是危害嚴(yán)重的焊接缺陷 , 也是焊縫中常見的缺陷。多層焊時(shí) , 如果前一層的熔渣清理不徹底 , 焊接操作又未能將其完全浮出 , 也會(huì)在焊縫 中形成夾渣。如圖 所示。 4)使熔渣粘度太大，阻礙氣體外逸； 氣孔的分類及典型特征見圖 : a. 孤立氣孔 b. 密集氣孔 c. 鏈狀氣孔 d. 蟲孔 圖 氣孔 9 夾渣是焊接冶金反應(yīng)產(chǎn)生的 , 焊后殘流在焊縫金屬中的非金屬夾雜物。氣孔可分為孤立氣孔、密集氣孔、鏈狀氣孔和蟲孔等 , 一般能導(dǎo)致焊接過程中產(chǎn)生大量氣體的因素都是產(chǎn)生氣孔的原因 , 主要有以下幾個(gè)方面 : 1)熔化金屬冷卻太快，氣體來不及從焊縫中逸出：如風(fēng)速過大、溫度較低，或者焊工操作技術(shù)不良，運(yùn)條速度太快，使焊肉很薄，冷卻過快，氣體來不及從焊縫中逸出； 2)電弧太長(zhǎng)或太短。由于螺旋焊管在成型前用圓盤剪剪去帶鋼卷兩側(cè)各約 20mm , 焊接接頭部分不會(huì)有銹蝕或污物 , 并且采用雙面埋弧自動(dòng)焊 , 故在自動(dòng)焊縫中由于焊偏及電流過小等原因可能產(chǎn)生邊緣未熔合 , 而在補(bǔ)焊焊縫中 (多層焊 )有可能產(chǎn)生層間未熔合。 產(chǎn)生原因 : 焊接電流過小 , 焊條焊絲偏于坡口一側(cè)或因焊條偏心使電弧偏于一側(cè) , 使母材或前一道焊縫金屬未得到充分熔化就被填充金屬所覆蓋。 常見的未焊透如圖 所示 : 圖 未焊透 (2) 未熔合是指焊縫金屬與母材之間、多焊道時(shí)焊縫金屬之間彼此沒有完全熔合在一起的現(xiàn)象。 焊管焊縫熔合不良類缺陷及原因 (1)熔合不良類缺陷包括未熔合和未焊透 ,未焊透是指焊接金屬母材與母材之間 , 未被電弧熔化而留下的空隙 , 對(duì)于雙面焊螺旋焊管一般產(chǎn)生在焊縫中部。但在成 型焊接過程中 , 由于操作失誤或工藝欠成熟等方面的原因 , 導(dǎo)致焊管產(chǎn)生各種各樣的缺陷。 常見焊接缺陷分類及產(chǎn)生原因 螺旋焊管是一種主要的輸送流體的焊接鋼管 , 由于螺旋焊管可以由一種寬度的鋼卷連續(xù)成型焊接生產(chǎn) , 容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化 , 并且采用雙面埋弧自動(dòng)焊的焊接型式 , 又有多種探傷方法檢查把關(guān)保證焊縫質(zhì)量。 12）管端機(jī)械加工，使端面垂直度，坡口角和鈍邊得到準(zhǔn)確控制。試驗(yàn)壓力和時(shí)間都由鋼管水壓微機(jī)檢測(cè)裝置嚴(yán)格控制。 10）帶鋼對(duì)焊焊縫及與螺旋焊縫相交的丁型接頭的所在管，全部經(jīng)過 X 射線電視或拍片檢查。 8）切成單根鋼管后，每批鋼管頭三根要進(jìn)行嚴(yán)格的首檢制度，檢查焊縫的力學(xué)性能，化學(xué)成份，溶合狀況，鋼管表面質(zhì)量以及經(jīng)過無損探傷檢驗(yàn)，確保制管工藝合格后，才能正式投入生產(chǎn)。若有缺陷，自動(dòng)報(bào)警并噴涂標(biāo)記，生產(chǎn)工人依此隨時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，及時(shí)消除缺陷。內(nèi)焊和外焊均采用單絲或雙絲埋弧焊接，從而得穩(wěn)定的焊接。鋼管內(nèi)焊完畢后，焊縫旋轉(zhuǎn)半周到過鋼管上方時(shí)，外焊工對(duì)焊縫實(shí)施外焊縫焊接。 4）鋼帶進(jìn)行 成型器， 采用外控或內(nèi)控輥式成型， 進(jìn)行調(diào)型。 2） 鋼帶經(jīng)矯平后運(yùn)行到對(duì)焊工藝 ,帶鋼頭尾對(duì)接，采用單絲或雙絲埋弧焊接，在卷成鋼管后采用自動(dòng)埋弧焊補(bǔ)焊。在投入前都要經(jīng)過嚴(yán)格的理化檢驗(yàn)。下面分別簡(jiǎn)要介紹個(gè)流程的注意事項(xiàng)。 2. 焊管制造和焊接缺陷及缺陷產(chǎn)生原因 本章主要介紹焊管制造過程、產(chǎn)生的常見的焊接缺陷，以及產(chǎn)生這些缺陷的原因。 4）無損檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范多而雜。 3）對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的信息技術(shù)應(yīng)用重視不夠。從而導(dǎo)致目前我國(guó)產(chǎn)品的質(zhì)量普遍存在較大問題。由于經(jīng)驗(yàn)豐富的老一輩檢測(cè)工作者缺乏把實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為理論總結(jié)，而年輕的檢測(cè)人員缺乏切實(shí)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這有可能導(dǎo)致現(xiàn)有的超聲檢測(cè)軟件系統(tǒng)不同程度的缺陷，降低了檢測(cè)的可靠性。但是，我國(guó)超聲無損檢測(cè) 事業(yè)從整體水平而言，與發(fā)達(dá)國(guó)家之間仍存在很大差距。我國(guó)已經(jīng)制訂了一系列國(guó)標(biāo)、部標(biāo)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而且引進(jìn)了 ISO， ATSM 等一百多個(gè)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。比如，用戶友好界面操作系統(tǒng)軟件；各種掃描成象技術(shù)；多坐標(biāo)、多通道的自動(dòng)超聲檢查系統(tǒng)；超聲機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)等。超聲無損檢測(cè)已經(jīng)應(yīng)用到了幾乎所有工業(yè)部門，其用途正日趨擴(kuò)大。本文建立在 NDI 的基礎(chǔ)上，在過程裝備制造與維護(hù)過程中，對(duì)焊縫進(jìn)行有效檢測(cè)，并進(jìn)行缺陷分析和計(jì)算，從而對(duì)過程裝備進(jìn)行有效的安全評(píng)估。超聲無損檢測(cè)是近 20 年來應(yīng)用最廣泛的術(shù)語，它不僅要檢測(cè)最終產(chǎn)品，而且還要對(duì)生產(chǎn)過程的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。無損探傷 (NDI)、無損檢測(cè) (NDT)和無損評(píng)價(jià) (NDE)是無損檢測(cè)發(fā)展的三個(gè)階段。超聲無損檢測(cè)技術(shù) (UT)作為四大常規(guī)檢測(cè)技術(shù)之一，由于其與其它常規(guī)無損檢測(cè)技術(shù)相比，它具有被測(cè)對(duì)象范圍廣，檢測(cè)深度大；缺陷定位準(zhǔn)確，檢測(cè)靈敏度高；成本低，使用方便，速度快，對(duì)人體無害以及便