溫馨提示：山東省質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)新舊資質(zhì)過渡 [詳細(xì)]
13
從理論上對(duì)超聲波近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度影響管道對(duì)接環(huán)焊縫檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確性進(jìn)行了分析，研究了超聲波檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，給出了提高超聲波檢測(cè)準(zhǔn)確性的一般對(duì)策。
一、 存在的問題
提高油氣管道對(duì)接環(huán)焊縫質(zhì)量是保證其安全運(yùn)營(yíng)的首要條件。
目前，管道對(duì)接環(huán)焊縫質(zhì)量檢測(cè)通常采用超聲波檢測(cè)與射線檢測(cè)相結(jié)合、互為補(bǔ)充的方法。
射線檢測(cè)雖然可以獲得焊接缺陷的直觀圖像， 具有定性準(zhǔn)確、直接記錄檢測(cè)結(jié)果和可以長(zhǎng)期保存的優(yōu)點(diǎn)，但存在成本高、周期長(zhǎng)、影響工程進(jìn)度和射線輻射對(duì)檢測(cè)人員的身體危害大的缺點(diǎn)。
超聲波檢測(cè)利用超聲波橫波對(duì)被測(cè)管道內(nèi)部缺陷反射回波及其位置進(jìn)行定性， 在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到其自身固有的特性和局限性影響，并存在以下問題。
（1）除高壓管道或超高壓管道的壁厚大于10mm外，長(zhǎng)輸管道壁厚多小于10mm。由于在近場(chǎng)區(qū)內(nèi)受超聲波的干涉，部分區(qū)域聲壓會(huì)達(dá)到極大值,如果缺陷尺寸很小， 則會(huì)形成較大回波聲壓而誤判返修缺陷， 也可能造成部分區(qū)域聲壓達(dá)到極小值； 如果缺陷尺寸很大， 則會(huì)形成較小回波聲壓而導(dǎo)致漏檢〔1〕。
（2）管道的檢測(cè)面均為曲面， 由于超聲波斜探頭與管道檢測(cè)面的接觸均為線接觸, 超聲波散射嚴(yán)重,檢測(cè)靈敏度降低。
（3）管道環(huán)焊縫采用纖維素型焊條下向焊單面焊雙面成型工藝，封底焊接和背面清理無(wú)法進(jìn)行，根部缺陷較為嚴(yán)重，例如裂紋、未焊透、錯(cuò)口、咬邊和焊瘤等，這些缺陷會(huì)導(dǎo)致誤判。
二、 技術(shù)改進(jìn)措施
(1)合理選擇斜探頭的各種參數(shù), 包括探頭晶片尺寸、頻率、K 值(我國(guó)橫波探頭常用 K 值表示) 和前沿距離等，以保證避開近場(chǎng)區(qū)進(jìn)行檢測(cè)。
近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度一般按式（a）計(jì)算〔2〕：
式(a)
超聲波橫波聲速按式(b) 計(jì)算：
式(b)
將式(b) 代入式(a)， 得到： 式(c)
去除在探頭中的近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度后，在鋼中的近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度(NG) 可按式(d) 計(jì)算：
由式(a)~式(d) 可以看出，檢測(cè)低碳鋼和低合金鋼管道對(duì)接環(huán)焊縫時(shí)，超聲波橫波聲速是固定的，但隨著斜探頭晶片尺寸、頻率、近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度同時(shí)增大或同時(shí)降低，均會(huì)使檢測(cè)靈敏度下降。
例如：K值較大時(shí)，表面波多， 衰減增大，增大了超聲波檢測(cè)誤差。
因此，在選擇斜探頭的各種參數(shù)，必須與被檢管道的壁厚相適應(yīng), 具體選用的推薦參數(shù)值見表1。
表1
（2）超聲波檢測(cè)低碳鋼或低合金鋼管道對(duì)接環(huán)焊縫時(shí)，頻率為2.5MHz 就可滿足檢測(cè)靈敏度，而且近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度也較小。
（3）對(duì)于管徑偏小且管壁較簿的管道，超聲波檢測(cè)時(shí)宜選用小尺寸斜探頭，盡量使前沿距離小于6mm，甚至更小。
( 4) 評(píng)判檢測(cè)結(jié)果必須綜合考慮單面雙側(cè)的檢測(cè)結(jié)果，必要時(shí)還要用射線檢測(cè)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)〔3〕。
此外， 隨著相控陣檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，普及相控陣檢測(cè)技術(shù)在長(zhǎng)輸管道對(duì)接環(huán)焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用將會(huì)大大提高超聲波檢測(cè)的可靠性。
449717568
