- Ultralydsinspektion under produktionsprocessen af ERW svejsede rør
Ultralydstestning er i øjeblikket den vigtigste ikke-destruktive testmetode i produktionsprocessen af ERW-svejsede rør. Dens vigtigste anvendelsesområder omfatter: 1) Ultralyds online test af stålplader. 2) Ultralyds-onlineinspektion af svejsesømme efter ERW-svejsning og intern og ekstern gratfjernelse. 3) Offline inspektion af ERW svejsninger. 4) Ultralydstest af ERW svejsede rørender.
1. Ultralyds online inspektion af stålplader
Ultralydsbølge onlinedetektion af stålplader bruger generelt dobbelte krystal- eller polykrystallinske prober, kombineret med vandfilm eller lokale vandnedsænkningsmetoder. Dens hovedformål er at opdage lagdelte defekter i stålpladen, der er parallelle med stålpladens overflade. Der er to primære scanningsmetoder: For det første scanning langs parallelle linjer i rulleretningen; for det andet bevæger stålpladen sig lineært langs rulleretningen, og sonden bevæger sig frem og tilbage vinkelret på stålrørets bevægelsesretning og danner en "z"-formet skanning. Da kanten af stålpladen danner en svejsning i den efterfølgende ERW-svejsning, er detekteringen af defekter her særlig vigtig ved ultralydstestning af stålpladen. Relevante standarder og specifikationer kræver 100 % scanning af stålpladens kant. Ved egentligt arbejde sikres dette generelt ved at øge antallet af sonder ved kanten af stålpladen.
2. Ultralyds online inspektion af svejsninger
ERW svejsning ultralyd online inspektion udføres efter svejsning og intern og ekstern gratfjernelse. Det omfatter hovedsageligt to dele: For det første skal du bruge A-scanning eller B-scanning til at opdage skrabeeffekten af interne og eksterne grater. Sammenlignet med A-scanning kan B-scanning vise svejsningens indre vægmorfologi efter fjernelse af de indre grater i realtid, og det grafiske display er mere intuitivt; for det andet falder den langsgående bølge skråt ind, og den tværgående bølge, der genereres af dens brydning i det svejste rør, bruges til at detektere svejsefejl. Da svejsetemperaturen er relativt høj på dette tidspunkt, bruger online inspektion generelt højtemperatursonder og bruger den lokale vandnedsænkningsmetode.
3. Svejse ultralyd offline inspektion og rørende inspektion
Offline ultralydstest af ERW-svejsninger udføres generelt efter hydrostatisk test og affasning og bruges hovedsageligt til at detektere langsgående defekter i svejsningen og den varmepåvirkede zone. For at forbedre detektionseffektiviteten bruges automatisk detektering generelt. På grund af påvirkningen af det blinde område ved rørenden i automatisk detektering. Bagefter tilføjes normalt manuel ultralydsscanning af svejsningerne. Indholdet af rørendeinspektion omfatter hovedsageligt påvisning af rørendesvejsninger, lagdelte defekter i rørendebasemateriale og aksiale og periferiske defekter. Påvisningen af lagdelte defekter anvender generelt delte prober, og de aksiale defekter i svejsningen og basismaterialet er og periferiske defekter scannes ofte med en skrå sonde.
- Udvælgelse af procesparametre til ERW svejseultralydstest
Ultralydstest af ERW-svejsninger omfatter hovedsageligt to metoder: automatisk test og manuel test. På nuværende tidspunkt antager den automatiske detektering af ERW-svejsninger hovedsageligt to former: hjulsondedetektion og lokal vandnedsænkningsdetektion. Automatisk inspektion har fordelene ved høj detektionseffektivitet og hurtig hastighed, men det er ikke befordrende for den præcise placering af defekter og kvalitativ og kvantitativ analyse; til sammenligning er manuel inspektion mere fleksibel, ikke kun kan defekterne lokaliseres nøjagtigt, men også udføre kvalitativ og kvantitativ analyse af defekter gennem ekko-karakteristika og dynamiske bølgeformer. Defekter påvist af automatiske ultralydsbølger bekræftes generelt yderligere ved hjælp af manuelle metoder. Procesparametre, der skal tages i betragtning ved ultralydstest af ERW-svejsninger, omfatter brydningsvinkel, lydstrålebredde og detektionsfrekvens.
1. Valg af brydningsvinkel
Ultralydstest af ERW-svejsninger anvender generelt langsgående bølger med skrå indfald. Detekteringen opnås ved at generere tværgående bølger gennem bølgetilstandskonvertering i emnet og svejsningen. De to grundbetingelser er: 1) Rene tværgående bølger exciteres i grundmetallet og svejsningen. 2) Tværbølgelydstrålen scanner stålrørets indervæg.
2. Valg af detektionsfrekvens
Frekvensområdet for ultralydstest er bredt, generelt 0.5-10MHz. Valget af frekvens bør hovedsageligt tage hensyn til følgende faktorer:
(1) Følsomheden af ultralydsdetektion er omkring halvdelen af bølgelængden. At øge frekvensen er gavnligt for at finde mindre defekter. Derudover, jo højere frekvens, jo mindre pulsbredde og jo højere opløsning.
(2) Højfrekvens, kort bølgelængde, lille halvdiffusionsvinkel, god lydstråledirektivitet og koncentreret energi er gavnlige til at opdage og lokalisere defekter. Men for den samme chipstørrelse, jo højere frekvensen er, jo større er nærfeltsområdet, hvilket er mere skadeligt for detektion.
(3) Efterhånden som frekvensen stiger, øges spredningen og absorptionsdæmpningen af ultralydsbølger kraftigt, hvilket er skadeligt for detektion.
Under test skal forskellige faktorer overvejes grundigt, og testfrekvensen bør vælges med rimelighed. For ERW svejsede rør er basismaterialet generelt varmvalsede coils med relativt fine korn. Bredden af svejsesmeltezonen og den varmepåvirkede zone efter induktionsopvarmning og ekstruderingsstøbning er smal, og dens kornstørrelse er stort set den samme som grundmaterialets. I faktisk arbejde bør en højere frekvens vælges så meget som muligt, for at opnå højere opløsning, samtidig med at detektionsfølsomhed sikres, generelt mellem 2.5-5MHz.
- Reference testblok
Referencetestblokken er grundlaget for bestemmelse af følsomheden af ultralydstest af ERW-svejsninger. API 5L og GB/T9711 standarder kræver brug af sammenligningstestblokke med N10-riller eller 3,2 mm lodrette huller for kunstigt at afspejle ultralydstestning af stålrørssvejsninger. 100 % af kropsekkoet bruges som kriterium for defektbestemmelse.
- Konklusion
(1) Ved ultralydsprøvning af ERW svejsede rør, for at sikre, at rene tværgående bølger exciteres i de svejsede rør og scanner indervæggen af de svejste rør, er den nedre grænse for forskydningsbølgernes brydningsvinkelområde for de svejste rør er 33,2 grader, og dens øvre grænse afhænger af det indvendige og udvendige diameterforhold r/R af de svejste rør. Det ændrer sig med ændringen af r/R. Jo større værdien af r/R er, jo bredere rækkevidde.
(2) Når lydstrålebrydningsvinklen på den indvendige væg af det svejsede rør er 45 grader, har den høj detektionsfølsomhed for overfladeåbningsdefekter i den svejse- og varmepåvirkede zone. Men for at tage højde for detektering af radiale arealdefekter inde i svejsningen, bør der også anvendes tværbølge-akustiske stråler med store brydningsvinkler til scanning.
(3) Bredden af skydeholdets lydstråle skal overvejes grundigt ud fra den tværgående bølgebrydningsvinkel og stålrørets diameter. Det er nødvendigt at sikre, at overkanten af lydstrålen ikke exciterer overfladebølger i det svejste rør, og at undgå forekomsten af brydte langsgående bølger i det svejsede rør.
