钢管无损检测技术的应用和探讨[精选].doc

钢管无损检测技术的应用和探讨 摘要：本文介绍了无损检测技术在钢管厂的应用情况，针对现场一些问题，包括检测标准，检测设备的调整，对比试样的制作等进行分析和探讨。 关键词：检测标准；设备调整；对比试样 根据生产方式的差异，钢管分为无缝钢管和焊接钢管。宝钢股份宝钢分公司钢管厂目前有无缝钢管厂、ERW焊管厂、UOE焊管厂，生产的产品有锅炉管、油井管、管线管等，这些产品需要进行无损检测。其中，高压锅炉管进行涡流、超声波检测；油井管进行超声波、漏磁、涡流检测，管端进行磁粉检测；管线管进行涡流和超声波检测；ERW焊管进行板材超声波检测、在线超声波检测、离线焊缝检测、管端超声波检测、超声波管体检测；UOE焊管进行超声波检测和射线检测。在钢管厂应用的几种检测方法中，超声波检测是最重要的一种，本文着重介绍超声波检测中遇到的一些问题，包括检测标准，检测设备的调整，对比试样的制作等进行分析和探讨。 1. 检测标准 钢管厂的产品有输送管、结构管、高压锅炉管、低中压锅炉管、管线管、油井管、钻杆。高压锅炉管产品执行ASME标准的，要求按照ASTM E213超声波检测；执行GB5310标准的，要求按照GB/T 5777超声波检测。管线管产品执行API SPEC 5L标准的，要求按照ASTM E213超声波检测；管线管产品执行ISO 3183-3标准的，要求按照ISO 9303超声波检测纵向缺陷，按照ISO 9305超声波检测横向缺陷，按照ISO 10543超声波检测厚度，按照ISO 10124超声波检测分层缺欠，按照ISO 11496超声波检测管端分层缺欠。 在以上标准中，ISO 9303和ISO 9305的主要内容在GB/T 5777中可以找到。 钢管厂接触较少的标准是ISO 10543和ISO 10124。 ISO 10543标准适用于检测外径大于和等于25.4毫米，最小壁厚2.6毫米的钢管。标准说明：测厚时，不要求管子表面100%扫查，除非产品标准有要求或用户和制造商协商；使用相同的超声波探头可以按照ISO 10124检测分层缺欠。检测时，扫查螺距不应大于150毫米。自动检测系统应能区分合格和可疑管子，并有自动报警和标记系统。使用相同规格的钢管加工对比试样，壁厚公差±0.05毫米或±0.2%之间取大者。设备对壁厚的检测精度±0.1毫米或±2%之间取大者。用对比试样校验设备的间隔时间应小于4小时。检测时没有报警的管子为合格品。报警管子为可疑品，应进行标记或再次检测，还可以将报警超标部分切除。 对比试样的制作 按照检测标准的要求，在对比试样钢管上加工纵向、横向缺陷、分层、测厚基准。 纵向缺陷为平行于管轴的槽，机械加工。横向缺陷为垂直于管轴的槽，电蚀加工。分层缺欠为平行于管轴的槽，机械加工。测厚基准为管周向的圆环，机械加工。 钢管横向缺陷和分层缺欠的示意图分别见图6、图7。 在钢管自动超声波检测过程中，采用的是当量比较的方法，即把缺陷回波的幅度与标准人工伤的回波幅度比较的方法来判定缺陷。如果钢管缺陷回波幅度比标准人工伤低，则认为是合格管，如果缺陷回波幅度比标准人工伤高，则认为是有缺陷钢管。因此对比试样钢管上的标准人工伤的精度将直接影响到判伤的准确性。 标准人工伤的刻槽方式有两种，一种是锯片刻槽，矩形槽的底面是平的，另一种刻槽方式为电蚀加工，槽是U形的，底面有一定圆弧。无论采用哪一种方式，都要求槽的中心线与管材中心线要尽量重合。如果不重合或刻槽发生偏斜，则会严重影响判伤的准确性和现场的调试。如果用人工刻槽两侧的回波幅度来衡量刻槽垂直度，一般要求≤2dB。 设备调整 4.1 周向灵敏度差的调整 ROT180检测设备的主机部分由探头旋转体和钢管夹紧定心装置组成。定心装置安装在一个平台上，前后一共有四组夹紧轮。更换钢管规格时，探头旋转体可以移出平台，以便根据钢管的外径安装相应尺寸的水耦合板和导向衬套。图8为检测平台示意图。 探头旋转式超声波检测设备工作时，探头旋转轨迹的圆心和钢管的圆心存在偏差，即同心度偏差，造成钢管圆周方向上各点和检测探头的距离发生变化，声束入射角和折射角变化，探头接收到的信号随之变化，圆周方向上的灵敏度产生波动，对检测的可靠性而言，这种波动越小越好。现场造成同心度偏差的原因主要有：旋转体前后定心轮之间同心度偏差，定心轮和旋转探头之间的同心度偏差，钢管弯曲引起同心度偏差。 超声波检测前，需要对设备的同心度进行测试和调整，以减小周向灵敏度差。 将调试样管放置在探头主机和夹轮装置中间，用超声波测厚探头对准调试样管，使钢管表面的界面反射波信号在探伤仪器上显示出来，旋转探头主机，观察界面波在仪器时间轴上的变化范围，可以检测探伤设备的同心度。探头信号检测同心度示意图见图9。 采用超声