汪 超，張興權(quán)，劉勝斌

（渤海裝備南京巨龍鋼管有限公司，南京210061）

1 擴徑前超聲波自動檢測設(shè)備存在的問題

鋼管超聲波自動檢測是鋼管焊縫內(nèi)在質(zhì)量控制的重要手段之一，可有效檢測出鋼管焊縫內(nèi)在的夾渣、氣孔、裂紋、未熔合、未焊透等缺陷，確保產(chǎn)品質(zhì)量。但實際生產(chǎn)過程中，在鋼管擴徑后的超聲波自動檢測時，偶爾發(fā)現(xiàn)有鋼管焊縫橫向缺陷出現(xiàn)。但根據(jù)相關(guān)標準要求，這種缺陷的補焊應在擴徑前進行。因此，出現(xiàn)此問題的缺陷鋼管要進行切除或者降廢處理，增加了鋼管的生產(chǎn)成本，降低了生產(chǎn)效率。

為此，對擴徑前超聲波自動探傷檢測設(shè)備進行了分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)備上所使用的橫向掃查探頭的結(jié)構(gòu)布置存在以下問題：①由于探頭架是由頂絲固定，而頂絲偏小不能很好地固定探頭架的方向。在長期使用過程中，探頭容易松動，轉(zhuǎn)動角度偏離焊縫中心點，使鋼管焊縫中心檢測成為盲區(qū)，導致漏檢。改進前橫向探頭布置如圖1所示。②檢測技術(shù)條件要求探頭調(diào)節(jié)時掃查交叉點必須在焊縫中心，且兩邊探頭都是同一次波掃查的交點。但由于橫向探頭架不穩(wěn)定，在樣管調(diào)試過程中，調(diào)節(jié)時間過長，很難滿足技術(shù)條件要求，從而導致鋼管漏檢。③檢測監(jiān)視系統(tǒng)也存在一定的不足。此橫向探頭是由9通道 （檢測報告上黑色報警）和10通道（檢測報告上紅色報警）組成。9通道和10通道分別由兩個探頭控制，探頭之間分別為一發(fā)一收共同實現(xiàn)，只有收發(fā)探頭在同一直線上才能達到保障，這就對設(shè)備的穩(wěn)定性和操作人員的操作水平要求較高。改進前通道報警波形如圖2所示。

圖1 改進前橫向探頭布置示意圖

圖2 改進前通道報警波形圖

2 橫向掃查探頭的改造措施及執(zhí)行情況

2.1 橫向探頭架探頭的布置

橫向探頭架原來是由X形組合，通過探頭一發(fā)一收進行檢測，每個探頭由各自的探頭架控制，檢測時對探頭的穩(wěn)定性要求較高。實際檢測時，探頭很容易轉(zhuǎn)動而偏離焊縫中心，使鋼管焊縫中心成為檢測盲區(qū)，特別是大壁厚鋼管檢測時，焊縫中間的盲區(qū)更大。根據(jù)這一情況，對原橫向探頭及探頭架的布置進行了改進。

（1）經(jīng)過反復試驗，對原擴徑前鋼管超聲波自動探傷的橫向探頭架進行了改造，在設(shè)備原有橫向探頭架 “X”形組合的基礎(chǔ)上，增加一組“=”形組合探頭，該探頭信號由兩個探頭分別進行自發(fā)自收完成。

（2）改進前每個探頭由各自的探頭架控制，即一個探頭架控制一個探頭，一共四個探頭。改進后一個探頭架控制兩個探頭。改進前后橫向探頭布置對比如圖3所示。改進后調(diào)節(jié)探頭時，只對一個探頭架上的每一個探頭進行分別調(diào)整，不干擾其他探頭。改變了以往的一發(fā)一收需要通過兩組探頭架來控制一組信號的不足，取得了較好的效果。

圖3 改進前后橫向探頭布置對比照片

2.2 對檢測監(jiān)視系統(tǒng)的調(diào)整

擴徑前鋼管超聲波自動探傷檢測監(jiān)視系統(tǒng)存在一定的不足。檢測時，兩組橫向探頭由9通道（檢測報告上黑色）報警和10通道（檢測報告上紅色）報警，9通道和10通道分別由兩個探頭控制，兩個探頭之間分別為一發(fā)一收實現(xiàn)。改進后，在系統(tǒng)原有基礎(chǔ)上增加了兩個通道（13通道和14通道）的顯示，13通道在檢測報告上為綠色顯示，14通道在檢測報告上為藍色顯示。

改進前后探頭通道報警如圖4所示。該報警圖由樣管人工缺陷調(diào)試而成，缺陷分別為內(nèi)外N5刻槽和準1.6 mm豎通孔組合成。

圖4 改進前后探頭通道報警圖

3 效果分析

將橫向探頭架由原來的 “X”形組合改成“=”形組合，保證了鋼管橫向缺陷的檢測，避免了因鋼管橫向缺陷在擴徑前檢測區(qū)域漏檢而導致的鋼管降級或者切除。

兩個探頭在焊縫上方利用多次回波進行缺陷掃查，調(diào)試過程中不受鋼管直徑的影響，保證了探頭與鋼管之間穩(wěn)定耦合，避免了因耦合不好而導致的鋼管漏檢。

增加的13通道和14通道顯示，方便了檢測人員對檢測狀態(tài)的監(jiān)視，使檢測人員能夠及時、準確地發(fā)現(xiàn)缺陷所在的位置，包括缺陷水平、內(nèi)外焊縫、耦合等情況。

4 結(jié) 語

通過對擴徑前鋼管超聲波自動探傷橫向掃查系統(tǒng)的改造，保證了鋼管橫向缺陷的檢測，避免了因鋼管橫向缺陷在擴徑前檢測區(qū)域漏檢而導致的鋼管降級或者切除。 改造后的檢測系統(tǒng)可靠性高，操作簡便，穩(wěn)定性好，探傷人員容易掌握。通過對該自動探傷橫向掃查的改造，降低了鋼管缺陷漏檢的風險，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

[1]API SPEC 5L（第 44 版），管線鋼管規(guī)范 [S].

[2]中國特種設(shè)備檢驗協(xié)會.超聲波探傷（無損檢測Ⅱ級培訓教材）[M].第2版.北京：中國勞動社會保障出版社，2008.

[3]Q/SY GJX 0125—2007，西氣東輸工程X70管線試制與技術(shù)條件[S].

[4]CDP-S-NGP-PL-006—2011-2，天然氣管道工程鋼管通用技術(shù)條件[S].

[5]ASTM E273，焊接鋼管焊接區(qū)超聲波檢驗標準操作方法[S].

[6]胡天明.超聲探傷[M].武漢：武漢測繪科技大學出版社，1994.

[7]超聲探傷編寫組.超聲波探傷[M].北京：勞動人事出版社，1989.

[8]張文鉞.金屬熔焊原理及工藝[M].北京：機械工業(yè)出版社，1981.

[9]ASTM E273 GB/T 9711.1—1997，石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件 第1部分：A級鋼管[S].

[10]JB/T 4730.3—2005，承壓設(shè)備無損檢測 第3部分：超聲波檢測[S].