我國(guó)冷拔無縫(féng)鋼管內外探傷技術的基本知識
在探傷(shāng)技術領域(yù),冷拔無縫鋼管是指外徑大於φ80mm的(de)鋼管。冷拔無縫鋼管是石油、化工、熱力、鍋爐、機械液壓等行業重要用(yòng)材。隨著國民(mín)經濟的發展,我(wǒ)國在“十一五”期間(jiān),冷拔無縫(féng)鋼管的需求量大幅度增加,並(bìng)明顯呈(chéng)現出大口徑化的發展趨勢。特別是對(duì)於(yú)要求耐腐蝕(shí)、抗擠(jǐ)壓的油井管(guǎn)和大口徑高壓鍋爐管及高質量(liàng)的石(shí)油(yóu)裂(liè)化管、石油石化輸送管線管等,將隨著國家對能源基礎設施投入的加(jiā)大而成為需求的熱點。由此,保證產品出廠質量的無損檢測提出了方法和技術上的新課題(tí)。 水槽式超聲檢測是采用鋼管螺旋前進式,超聲探頭固定不動。通過水槽和被檢鋼管的底部充分水耦合的特點,保證耦合層的厚度不變。但是因為超(chāo)聲主要檢測內部缺陷對(duì)表麵和次表麵缺陷存在盲區,導致無法檢測,再加上采(cǎi)用螺(luó)旋(xuán)前(qián)進式,對(duì)於12m長的鋼管需(xū)要占空間30m的場地(dì)等不足,一直影(yǐng)響鋼管(guǎn)檢測方法的選擇和推廣。 因此,國內外(wài)對於冷拔無縫鋼管的探傷,一般采用漏磁法或水壓實驗(yàn)。在國內,尚沒有性能良好的適合冷拔無縫鋼管的漏(lòu)磁探傷設備出品,一旦使用即需要進口。進(jìn)口漏磁探(tàn)傷設備價格昂貴,對於國內(nèi)的大多數企業難以接受;而水(shuǐ)壓試驗效率低、勞動強度大,特別是當操作者責任心不高時,水壓檢驗形(xíng)同虛設。可見(jiàn),實(shí)現冷拔無縫鋼管的(de)探傷已經成(chéng)為冶(yě)金鋼管行業亟待解決(jué)的課題。冷拔無縫鋼管的特點是直徑大,壁厚相對較厚(hòu),因此根據(jù)這一特點充分利用超聲檢(jiǎn)測內部和渦流檢測表麵和次表麵的特點相結(jié)合,可實現“無盲區”探傷。通過采用“鋼管原地旋轉,檢測探頭前進(jìn)的(de)組合方式”,不僅解(jiě)決檢測問題,還解決縮小(xiǎo)占用場地(dì)的空(kōng)間。在自(zì)動探傷中,提離效應和穩(wěn)定耦合層對探傷的影響往往成為最棘(jí)手的問題。在自動探傷中,提離效應和穩(wěn)定耦合(hé)層是引起漏檢和誤報的主要原因。不管是漏檢或(huò)誤報,都影響檢測的(de)可靠性。長期(qī)以來,在自(zì)動探傷(shāng)的實際應用中,由於提離波動引起檢測可靠(kào)性(xìng)下(xià)降的問題(tí)或者由於水耦合層的厚度變化,一直(zhí)是困擾著這種技術正常使用的“瓶頸”。 通常,解決提離(lí)效應(yīng)的(de)辦法主要有:探頭的機械跟蹤法、探頭線圈的橋式接法、改變檢測線(xiàn)圈LC回路的電容值和(hé)使用多頻(pín)檢測技術等。除機械跟蹤法(fǎ)外,其他的幾種解決辦法,通過改進探頭和儀器來得以實現,但機械跟蹤隻能改(gǎi)進探頭架,來防止(zhǐ)提離間隙的變化。在實際工業應用中,探頭機械跟蹤法是最常用的克服提離(lí)效應影響的方法。常見的探頭機械跟蹤模式有兩種:一種,是采用輥輪限位與汽缸或彈簧頂推相結合的方(fāng)法,使檢測探頭與(yǔ)被(bèi)檢工件表麵之間保持恒定距離。雖(suī)然這種方法對抑製提離效應能起到較好的作用,但同時會使振動噪(zào)聲加大。另一(yī)種,采用探頭機械跟蹤的方式,是利用測距探頭及時地測量出(chū)檢測探頭提離間隙的波動(dòng)情況,並用測距信號來控製和驅動(dòng)步進電機(jī)等動力裝置帶動檢(jiǎn)測探頭動作,以保證探頭與被檢工件之間的間隙恒定。這種方法適用於板材或坯材等平麵掃查(chá)探傷,缺點(diǎn)是由於機械動作的反應速度比較慢,而(ér)且還比較複雜。把探頭裝入一個探頭(tóu)小車中,並采(cǎi)用二級彈簧頂(dǐng)推的方法使檢測探頭與被檢工件表麵之(zhī)間始(shǐ)終保持(chí)一定的距離。從實驗結果(guǒ)來看(kàn),探頭的隨動性比較強(qiáng),基本保證了探頭與被檢測鋼管表麵之(zhī)間的距離恒定,探傷(shāng)也(yě)取(qǔ)得了較好的效果。通常,解決水耦合層的辦法主要有(yǒu):固定水槽箱、穩定水噴裝置。由於采用鋼管旋(xuán)轉探頭前進的方式,冷拔無縫鋼管(guǎn)的長度一般(bān)在10m左右。因此必須考慮采用穩定水噴裝置,如增加流量口的直徑,降低流量口和鋼管(guǎn)的高度,減少水花。目前常(cháng)規的解決辦法也隻能這樣(yàng),但解決的效果(guǒ)是在可以(yǐ)接受範圍(wéi)內。