無縫鋼管超聲波相控陣探傷設備-分層缺陷檢測

無縫鋼管是一種常用鋼管，常常用于管道的制作中，如原油、成品油、天然氣的管道等。由于生產工藝和材料的原因，生產過程中無縫鋼管不可避免地會產生裂紋、分層、夾渣、氣孔等缺陷。目前，在無縫鋼管缺陷檢測中常用的又超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測、漏磁檢驗、渦流檢測等。這些檢測方法都是無縫鋼管質量監(jiān)控的有效手段。

相控陣超聲探傷檢測技術

相控陣超聲檢測技術是發(fā)展起來的現(xiàn)代超聲探傷檢測技術，具有聲束偏轉和動態(tài)聚焦的能力，能有效地減小檢測盲區(qū)，提高小缺陷和帶角度缺陷的檢出率。相控陣超聲檢測技術對無縫鋼管分層缺陷進行 檢測，結果表明，其對分層缺陷的檢出率很高，同時能夠形象地展現(xiàn)缺陷的形貌特征，是分層缺陷檢測的有效手段 。

超聲波相控陣探傷設備

無縫鋼管的分層缺陷及危害

無縫鋼管中分層缺陷的定義為：平行于金屬表面的內部層狀分離。其實際是鋼管壁厚中的異常夾雜物。無縫鋼管分層缺陷的危害主要有以下幾點：

(1)使分層處無縫鋼管承受載荷的有效厚度減薄，降低材料的塑性、韌性、疲勞性能和耐腐蝕性能。

(2)分層缺陷的邊緣形狀尖銳，會引起應力集中。其對應力作用非常敏感，特別是在交變載荷作用下，易產生應力疲勞裂紋。

(3)在含濕硫化氫的液化石油氣、高溫高壓臨氫介質等工況條件下，靠近內表面的分層缺陷會發(fā)展變化生成鼓 包、裂紋等危險性缺陷。

(4)如果分層缺陷出現(xiàn)在無縫鋼管兩頭的坡口處，焊接工藝又沒有進行坡口質量的控制，焊接接頭的質量將受 到嚴重影響。

無縫鋼管分層缺陷的出廠檢測

我國鋼管生產廠家多依據標準GB／T 20490—2006《承壓無縫和焊接(埋弧焊除外)鋼管分層缺欠的超聲檢測 》對無縫鋼管的分層缺陷進行檢測。該標準適用于公稱外徑大于30mm的鋼管的檢測。同時要求鋼管分層缺 欠的檢測方法采用A型脈沖式超聲檢測(常規(guī)超聲檢測)，超聲波束的發(fā)射方向應垂直于鋼管表面。標準還對設 備校準的校驗、試樣加工制作和驗收等級等相關內容進行了規(guī)定 。

相控陣超聲檢測技術的基本原理及特點

相控陣超聲檢測是常規(guī)超聲技術與計算機技術相結合的新型無損檢測技術。其核心技術是利用計算機控制相控陣超聲探頭上的多個相互獨立的壓電晶片，使其按一定延遲時間激 發(fā)和接收超聲波，從而達到改變聚焦特性、聲束偏轉、聲束位移的相控效果 。

與常規(guī)超聲相比，相控陣超聲具有如下特點：

①掃查覆蓋范圍大、檢測速度快、效率高等；

②檢測結果直觀、可實時顯示，且結果可保存；

③聚焦區(qū)域的聲場強度遠大于常規(guī)超聲；

④缺陷定位、定量誤差小，檢測靈敏度高等。

相控陣超聲檢測技術在無縫鋼管分層缺陷檢測中的應用優(yōu)勢對于無縫鋼管分層缺陷的檢測，相控陣超聲檢測技術有以下幾點優(yōu)勢：

(1)其通過控制晶片陣列中各個晶片的延遲來激發(fā)和接收超聲波，可以得到多角度的聚焦聲束，并且在一定范 圍內動態(tài)可調。這就使得具有較高聲場能量的區(qū)域能覆蓋缺陷可能出現(xiàn)的部位，從而提高了分辨力。降低了信噪比，提高了小缺陷的檢出率。

(2)能夠實現(xiàn)聲束的偏轉，有效提高與檢測面有一定角度缺陷的檢出率。

(3)擁有多種顯示模式，并且可運用色差的不同像素點的集合，描繪出缺陷的水平位置、自身高度、埋藏深度、自身形貌特征等大量信息，以便于檢測人員判斷缺陷的危害性。

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