海洋石油平台小壁厚工艺管道相控阵超声波检测应用研究.docx

焊接技术石由程建设

海洋石油平台小壁厚工艺管道相控阵超声波检测应用研究

陈亮，孙晓明，尤卫宏，张天江，吴员，姜华，张立艳海洋石油工程股份有限公司，天津300452

doi:10.3969/j.issn.1001-2206.2015.01.020摘要：

文章介绍了相控阵超声波检测(PAUT)工艺的原理，并对薄壁管人工缺陷焊缝分别进行PAUT及RT检测，分析PAUT检测在薄壁管焊缝检测中的能力及可靠性。通过试验数据分析表明，PAUT检测在薄壁管焊缝检测中具有良好的能力及可靠性，且满足标准相关要求。最后介绍了PAUT检测影响因素及其在海洋石油平台工艺管道检测中的优势。

关键词：

海洋石油平台；小壁厚工艺管道；超声波检测；应用研究

PhaseArrayUltrasonicTestingforThinWallPipingofOffshoreOilPlatform

ChenLiang,SunXiaoming,YouWeihong,ZhangTianjiang,WuYuan,JiangHua,ZhangLiyanOffshoreOilEngineeringCo.,Ltd.,Tianjin300452,China

Abstract:

Thispaperintroducestheprincipleofphasearrayultrasonictesting(PAUT)techniqueandthePAUTandRTinspectionsofartificialdefectsmadeinweldsinthinwallpipes,andanalyzestheinspectionabilityandreliabiityofPAUTforweldsofthinwallpipes.TheexperimentresultsshowthatPAUTisaperfectmeanstoinspectwelddefectsofthinwallpipes.Also,theinfluencefactorsofPAUTanditsapplicationadvantagesinoffshoreoilplatformpipinginspectionaredescribed.

Keywords:

offshoreoilplatform;thinwallprocesspiping;ultrasonictesting;applicativeresearch

0引言

在海洋石油平台工艺管道制造过程中，射线检测作为主要的检验方法发挥着重要的作用，但随着安全环保意识的不断增强，射线作业存在的风险日益凸显。近年来，随着相控阵超声波检测技术(PAUT)的快速发展，在石油化工领域得到了广泛的应用。尤其不同类型相控阵超声波扫查装置的开发，降低了对焊缝周围空间的需求，大大提高了小空间焊缝的PAUT检测应用比例，产生了巨大的经济及社会效益。

1相控阵超声波检测基本原理

相控阵超声波检测技术利用电子控制声束成形的原理，生成和接收超声波。相控阵超声波检测系统采用多声束扫描成像技术，超声波检测探头是由多个晶片组成的换能器阵列，阵列单元在激发电路激励下以可控的相位激发出超声波，并使超声波声束在确定的声场处聚焦，其基本原理如图1所示。

典型的相控阵探头由压电晶片、匹配层、金属镀层、内套、背衬及多芯同轴电缆组成，如图2所示，通过对阵列中的每个晶片延时发射激励脉冲，从而可

802015年2月

陈亮等：海洋石油平台小壁厚工艺管道相控阵超声波检测应用研究

焊接技术

创建许多声束角度及聚焦距离。

图1相控阵超声波检测基本原理

多芯同轴电缆

多芯同轴电缆

背衬

外壳

内套

金属镀层、

压电晶片

匹配层

图2典型相控阵探头组成

2试验数据及分析

2.1设备

选用OLYMPUS生产的OMNISCANMX2设备，配备7.5MHz相控阵探头，直径50.8mm(2in)扫查装置。

2.2人工缺陷制作

在规格为50.8mm×5.5mm的管段上制作人工缺陷焊缝，缺陷类型包括根部未熔合/未焊透、侧壁未熔合、上表面侧壁未熔合、密集气孔等缺陷，位置覆盖整个壁厚范围。

2.3PAUT图像显示(见