在焊管的制造和使用過程中，進(jìn)行無損檢測以保證焊縫的質(zhì)量尤為重要。焊管常用的無損檢測方法有:適用于距離焊管表面5mm以上離線全管漏磁檢測、渦流檢測和超聲波檢測；從焊管表面驗(yàn)證5mm在線漏磁檢測和渦流檢測上述焊接質(zhì)量；適用于厚壁焊管離線焊縫全管超聲波檢測；超聲波檢測驗(yàn)證了厚壁焊管的焊接質(zhì)量。

一、焊管全管漏磁探傷

漏磁檢測是指通過檢測漏磁場發(fā)現(xiàn)缺陷，鐵磁材料被磁化后，其表面和近表面缺陷在材料表面形成漏磁場的無損檢測技術(shù)。

漏磁檢測對管道表面狀態(tài)要求不高，檢測深度大，廣泛應(yīng)用于國外焊管檢測，在國內(nèi)也得到廣泛應(yīng)用，尤其是石油焊管。

在生產(chǎn)檢測中，除了管理和人員因素外，還出現(xiàn)了磁性檢測無法檢測到焊管的現(xiàn)象，這與儀器、探頭性能、缺陷尺寸和形狀有關(guān)。

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者得出結(jié)論，影響整個焊管檢測精度的主要因素如下。

(1)磁化強(qiáng)度

當(dāng)磁化強(qiáng)度較低時，漏磁場較小，增長緩慢；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到飽和值的80%左右時，隨著磁化強(qiáng)度的增加，缺陷漏磁場的峰值會迅速增加，但當(dāng)鐵磁材料進(jìn)入磁飽和狀態(tài)時，外部磁化強(qiáng)度的增加對缺陷磁場的強(qiáng)度影響不大。

所以磁路的設(shè)計應(yīng)盡量使被測材料達(dá)到近飽和磁化狀態(tài)。

(2)缺陷的方向、位置和大小。

漏磁檢測精度對缺陷方向影響較大，當(dāng)缺陷主平面與磁化磁場方向垂直時，漏磁場最強(qiáng)。

當(dāng)同一缺陷位于管道表面時，漏磁場最大，隨著埋深的增加而逐漸減小，當(dāng)埋深足夠大時，漏磁場趨于零。

因此，可用于檢測的焊管壁厚一般為6~15mm；在降低靈敏度的情況下，可以檢測到壁厚為20mm。

缺陷的大小也泄漏磁場也有很大的影響。當(dāng)缺陷寬度相同且深度不同時，泄漏磁場隨缺陷深度的增加而增加，兩者在一定范圍內(nèi)幾乎呈直線關(guān)系。

缺陷寬度對泄漏磁場的影響不是單調(diào)的。當(dāng)缺陷寬度很小時，泄漏磁場會隨著寬度的增加而增加；然而，當(dāng)寬度較大時，寬度增加，泄漏磁場緩慢下降。

（3）提離值

當(dāng)提離值超過裂紋寬度的2倍時，漏磁場強(qiáng)度隨著提離高度的增加而迅速下降。

傳感器支架的設(shè)計必須在檢測到的鋼管表面上保持探頭的提升值，一般小于2mm，常取1mm。

(4)探傷速度

在探傷過程中，應(yīng)盡量保持勻速，不同的速度會造成漏磁信號形狀不同，但一般不會造成誤判。

(5)焊管表面質(zhì)量

焊管表面的油漆等涂層厚度對檢測靈敏度的影響很大，隨著涂層厚度的增加，檢測靈敏度急劇下降。

從目前的儀器性能來看，當(dāng)涂層厚度為≥6mm不可能獲得有效的缺陷識別信號。

焊接管表面粗糙度的差異動態(tài)變化了傳感器和檢查表面之間的分離值，影響檢測靈敏度的一致性，也會導(dǎo)致系統(tǒng)振動和噪聲，因此需要檢測到的焊接管表面應(yīng)盡可能光滑。

在檢測過程中，焊管表面的氧化皮和鐵銹等雜物也可能產(chǎn)生偽信號，應(yīng)及時確認(rèn)或復(fù)檢。

二、焊管整體渦流探傷

渦流探傷法的特點(diǎn)是：

①非接觸進(jìn)行，不需要耦合劑；

②探傷速度快，可實(shí)現(xiàn)在線生產(chǎn)(可達(dá)3)m/s，正常生產(chǎn)為2m/s），此外，調(diào)整和更換規(guī)范的時間較短(一般為10~20min）；

③能檢測高溫焊管焊縫；

④檢測結(jié)果的可靠性較高。由于渦流檢測速度快，多年來通過線圈渦流檢測方法被廣泛用于檢測焊接管的質(zhì)量，特別是其密度，但很難檢測鐵磁焊接管焊縫中的縱向裂紋。

因此，在高標(biāo)準(zhǔn)的渦流探傷中，一般采用探針線圈渦流探傷法。焊管焊縫中經(jīng)常發(fā)生的情況。“內(nèi)毛刺吸附”渦流探傷設(shè)備經(jīng)常誤報缺陷。

在頻繁的渦流檢測過程中，由于電磁力吸附在焊縫上，頻繁發(fā)生。離開渦流磁場后，鋼管接觸自動消磁裝置。沒有磁力吸引后，內(nèi)部毛刺會自動脫落，然后手動再探測，沒有缺陷。

由于皮膚效應(yīng)的影響，隨著焊接管與檢測線圈之間距離的增加，檢測靈敏度將逐漸降低。因此，對于相同尺寸的缺陷，管道內(nèi)壁反映的信號范圍將小于管道外壁上的缺陷。

焊管整體渦流檢測設(shè)備檢測焊管外表面和內(nèi)表面缺陷的能力由多種因素決定，但最重要的是取決于檢測焊管的壁厚、渦流激勵頻率和磁飽和強(qiáng)度；

同時，在選擇儀器參數(shù)時，還應(yīng)考慮物理參數(shù)，如被檢焊管的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率對渦流探傷精度的影響。

三、焊管全管超聲波探傷

超聲波探傷主要分為直接接觸法和液浸法。

(1)直接接觸法

超聲波探頭和測試表面之間有一個非常薄的耦合層，因此可以看作是兩者之間的直接接觸。直接接觸法操作方便，檢測圖形簡單，易于判斷，檢測缺陷靈敏度高，是實(shí)際檢測中使用最多的方法。然而，該方法需要檢測試驗(yàn)表面的高精度。

（2）液浸法

用液體作為耦合劑將超聲波探頭和工件浸入液體中探傷的方法稱為液體浸泡法。耦合劑可以是油或水。液體浸入法分為全浸入法和局部浸入法。

該方法適用于表面粗糙的試件，探頭不易磨損，耦合穩(wěn)定，檢測結(jié)果重復(fù)性好，便于自動檢測。

然而，在液浸法中，聲波在管壁中的傳播衰減是非常嚴(yán)重的，一個較好的解決辦法是用水膜法代替水浸法進(jìn)行聲耦合。

四、焊管焊縫超聲波探傷

1)離線檢測焊縫

焊管通過輸送輥道送至探傷區(qū)，抬起旋轉(zhuǎn)托輥，將鋼管焊縫在托輥上手動旋轉(zhuǎn)至焊縫的某一點(diǎn)。

當(dāng)探傷小車運(yùn)行時，每組探頭按順序延遲落在焊管上，探傷用耦合劑作為焊管生產(chǎn)線的乳液，通過傳感信號自動噴灑在焊縫和兩側(cè)。

由于超聲波離線系統(tǒng)布置在水冷和空冷之后，焊縫偏離的影響變得非常重要。因此，在焊縫離線檢測中，焊管焊縫縱向線性缺陷檢測采用兩組6個探頭，每組3個探頭，分布在焊縫兩側(cè)，雙向檢測，占用6個通道，在焊縫中扭轉(zhuǎn)（偏離）15個探頭mm范圍內(nèi)可正常探傷。

單個縱向探頭的垂直探傷覆蓋范圍為12.7mm(焊縫兩側(cè)各6個.4mm)，垂直方向12的焊縫.7mm寬區(qū)域內(nèi)焊縫厚度(最大13).72mm)方向無盲區(qū)覆蓋。

鋼管焊縫的少量扭轉(zhuǎn)(偏差)也應(yīng)考慮焊縫橫向線性缺陷和點(diǎn)狀缺陷的檢測。

因此，使用兩組6個探頭，每組3個探頭，前后分布。即使焊縫扭轉(zhuǎn)(偏離)，探頭始終可以覆蓋探傷區(qū)域。由于覆蓋面積較寬，可以對準(zhǔn)焊縫mm雙向檢掃描，實(shí)現(xiàn)全焊縫覆蓋雙向檢測，更好地保證了檢測質(zhì)量控制的準(zhǔn)確性，橫向探頭占用6個通道。設(shè)備占用12個通道。

為防止探頭磨損，盡量減少探頭與焊管的直接接觸，鋼管企業(yè)與探傷設(shè)備生產(chǎn)研發(fā)機(jī)構(gòu)共同設(shè)計研究了探靴和探頭套的升級改進(jìn)。

在探傷設(shè)備的升級中，大多數(shù)焊管廠家都采用了離線探傷PLC+工業(yè)控制機(jī)的控制模式提高了設(shè)備的控制精度，避免了管端的盲點(diǎn)。探傷系統(tǒng)主要采用成對探頭進(jìn)行耦合監(jiān)測，兩個探頭形成一對，對稱位于焊縫兩側(cè)，觸發(fā)時間不同。

一個在重復(fù)頻率周期中觸發(fā)，另一個在觸發(fā)前延遲1/2重復(fù)頻率周期。

如果耦合良好，這對探頭中的一個應(yīng)該能夠在重復(fù)頻率周期中接收到另一個發(fā)射信號。

這種“分時互耦監(jiān)測”該方法可節(jié)省探傷速度和缺乏反饋時間，更準(zhǔn)確、及時地監(jiān)測缺陷的位置和大小，提高探傷效率。

2)焊縫手工探傷

嚴(yán)格確定離線焊縫檢測到的缺陷，需要手工檢測。

焊縫和探傷確認(rèn)前，應(yīng)對焊縫和探傷面進(jìn)行外觀檢查。外觀質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。焊縫兩側(cè)和探傷面的形狀不應(yīng)影響缺陷的檢測，否則應(yīng)進(jìn)行研磨；探傷檢查員必須檢查檢測設(shè)備、儀器擱置位置、方向是否正確、耦合劑、接頭是否正確。

手動復(fù)探開始前，應(yīng)對探傷設(shè)備進(jìn)行檢查，第一次檢查后隔3~4h第二次驗(yàn)證，檢測結(jié)束后再次驗(yàn)證探傷設(shè)備。

焊縫位置正確后，在焊縫兩側(cè)涂上耦合劑（乳化液）進(jìn)行正式探傷；焊縫探傷不合格的鋼管應(yīng)在有缺陷的地方標(biāo)記并詳細(xì)記錄。

總結(jié)

（1）漏磁探傷靈敏度高，能很好地區(qū)分焊管內(nèi)外壁缺陷，但漏磁探傷后，長管體和大壁厚管需要消磁。

（2）渦流探傷檢測速度快，但受皮膚趨化效應(yīng)的限制，難以發(fā)現(xiàn)工件深處的缺陷。

（3）超聲波檢測具有檢測穿透性強(qiáng)、缺陷定位準(zhǔn)確、成本低、速度快等特點(diǎn)，但檢測操作需要耦合（建議用水膜法代替水浸法）。在北方嚴(yán)冬環(huán)境下，耦合焊管容易凍結(jié)，給檢測操作帶來不便。

（4）在新工程建設(shè)和焊管生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)焊管特點(diǎn)、質(zhì)量要求、標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況、企業(yè)經(jīng)濟(jì)條件，綜合考慮探傷方法、設(shè)備選型和工藝技術(shù)的選擇。

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