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ERW焊管超声检查操作方案

日期:2020-08-18

ERW焊管是利用集肤效应和高频电流的邻近效应将管坯的边缘快速加热到焊接温度,然后挤压并焊接而成的。与无缝钢管相比,ERW焊管具有尺寸精度高,价格低,生产效率高的优点,其晶粒尺寸和结构致密性优于无缝钢管。与同规格的埋弧焊管相比,ERW焊管生产速度快,焊缝处的防腐层没有局部变薄。它的应用领域包括石油钻探套管,海洋石油工业中的海底油气管道,主干线和城市管道网络的油气管道和气体分配管等。

ERW焊管超声检查操作方案

虽然中国引进了ERW钢管生产技术相对较早,在消化,吸收和创新方面仍存在严重缺陷。与发达国家相比,我国ERW焊管的质量还存在一定差距,在国内长输管道中的使用也受到一定的限制。ERW焊管的焊接质量是影响其性能的主要因素。ERW焊管的压力测试以及使用过程中的破裂和爆裂主要是由焊接缺陷引起的。因此,提高了ERW焊管的检验水平,改善了焊管的缺陷。检出率对确保ERW焊管的质量,确保ERW焊管和管道的安全运行具有重要意义。

ERW焊管中可能存在多种焊接缺陷,其中一些缺陷来自母材,而某些则来自焊接过程。不同的缺陷对焊接质量有不同的影响。裂纹和不熔合等区域缺陷易于在应力条件下集中,这是造成低应力焊缝脆性断裂的主要原因。尽管其开裂敏感性小于区域缺陷,但是尽管它们的裂纹敏感性小于区域缺陷,但是尽管这样,体积缺陷(例如孔和炉渣夹杂物)却减小了,而焊接强度却降低了。在外力的作用下,这些缺陷通常会成为裂纹的来源,并最终导致焊缝的裂纹。

  1. ERW焊管生产过程中的超声波检查

超声波检查是目前ERW焊管生产过程中主要的无损检测方法。其主要应用领域包括:1)钢板在线超声检测。2)ERW焊接,去除内部和外部毛刺后,对焊缝进行超声波在线检查。3)ERW焊缝的离线检查。4)ERW焊接管端的超声波检查。

1.1钢板超声波在线检测

钢板超募集在线检测通常使用双晶或多晶探针,结合水膜或部分浸水,其主要目的是检测平行于钢板表面的钢板中的分层缺陷。主要的扫描方法有两种:一种是沿轧制方向平行线扫描;另一种是沿轧制方向平行线扫描。另一个是钢板沿轧制方向的线性运动以及垂直于钢管运动方向的探针的往复运动,从而形成“ z”形扫描。由于钢板的边缘在随后的ERW焊接中形成焊缝,因此在此位置进行缺陷的检测对于钢板的超声检查尤为重要。相关标准和规范要求100%扫描钢板边缘。在实际工作中,通常可以通过增加钢板边缘上的探针数量来确保。

1.2焊缝的超声波在线检查

在焊接并去除内部和外部毛刺之后,应进行ERW焊缝超声波在线检查。它主要包括两个部分:一个是使用A扫描或B扫描来检测内部和外部毛刺的刮擦效果。与A扫描相比,B扫描可以实时显示去除内部毛刺后的焊缝内壁形态,并且图形显示更加直观;第二种是纵波的倾斜入射,利用焊管折射产生的横波检测焊接缺陷。由于此时的焊接温度较高,通常使用局部水浸法将高温探头用于在线检查。

1.3焊接超声波离线检查和管端检查

ERW焊缝的离线超声波检测通常在水力试验和倒角之后进行,主要用于检测焊缝和热影响区的纵向缺陷。为了提高检测效率,通常采用自动检测。由于自动检测到管端盲区的影响。之后,通常会添加焊接的手动超声扫描。管端检查的内容主要包括管端焊缝的检测,管端基材分层的缺陷以及轴向和周向缺陷的检测。分层缺陷的检测通常使用分裂探针,并且焊缝和母材的轴向方向以及周向缺陷大多使用倾斜探针进行扫描。

2.选择ERW焊缝超声波检测工艺参数

ERW焊缝的超声波测试主要包括两种方法:自动测试和手动测试。目前,ERW焊缝的自动检查主要采用两种形式:车轮探针检查和局部浸水检查。自动检测具有检测效率高,速度快的优点,但是不利于精确定位和缺陷的定性定量分析。相比之下,手动检测更加灵活,不仅可以准确地定位缺陷,还可以通过回波特性和动态波形对缺陷进行定性和定量分析。对于通过自动超声波检测到的缺陷,通常使用手动方法进行进一步确认。ERW焊缝的超声测试需要考虑的工艺参数包括折射角,

2.1折射角的选择

ERW焊缝的超声波检测通常采用纵波的倾斜入射,通过在工件和焊缝中产生横波通过波形转换来实现检测。这两个基本条件是:1)在母材和焊缝中激发出纯横波。2)钢管的内壁被横向声束扫描。

2.2检测频率

的选择超声波检测的频率范围比较宽,一般为0.5-10MHz。选择频率时应考虑以下因素:

(1)超声波测试的灵敏度约为波长的一半。增加频率将有助于发现较小的缺陷。另外,频率越高,脉冲宽度越小,分辨率越高。
(2)高频,短波长,半扩散角小,声束指向性好,能量集中,有利于发现和定位缺陷。但是对于相同的晶片尺寸,频率越高,近场面积越大,这对于检测来说就越不利。
(3)随着频率增加,超声波的散射和吸收衰减急剧增加,这对于检测是不利的。

在检测中,应综合考虑各种因素,并合理选择检测频率。对于ERW焊管,基材通常是晶粒相对较细的热轧卷材。感应加热和挤压成型后的焊接熔合区和热影响区的宽度相对较窄,其晶粒尺寸基本上与基材相同。在实际工作中,为了获得较高的分辨率,应在保证检测灵敏度的前提下尽可能选择较高的频率,通常在2.5-5MHz之间。

3.参考测试块

确定ERW焊缝超声检测灵敏度的基础,API 5L和钢管焊接超声检测标准GB / T9711要求使用带有N10凹槽或3.2mm垂直通孔的对比试块,并由人工反射器回波。100%作为缺陷判断的标准。

4.结论

(1)在ERW焊管的超声测试中,为确保在焊管中激发出纯的横波并扫描焊管的内壁,焊缝的折射角的下限管道的横波为33.2度,上限与焊接管道的内外径比r / R成正比。r / R值越大,范围越大。

(2)当声束在焊接管的内壁上的折射角为45度时,对于焊缝和热影响区的表面开口缺陷具有更高的检测灵敏度。但是,为了考虑到对焊缝内部径向区域缺陷的检测,还应使用具有大折射角的横向声束进行扫描。

(3)根据横波折射角和钢管直径,综合考虑射击队的声束宽度。必须确保声束的上边缘不激发焊管中的表面波,而且要避免在焊管中出现折射的纵波。

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