王世明

（衡陽華菱鋼管有限公司，湖南 衡陽 421001）

無縫鋼管屬于有著中空截面地鋼材，因其優(yōu)勢(shì)已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用在各行業(yè)的管道制作當(dāng)中，包括原油、成品油以及天然氣等管道的建設(shè)工程當(dāng)中。而在實(shí)際的生產(chǎn)工作中，因生產(chǎn)工藝或是工況等因素，導(dǎo)致無縫鋼管出現(xiàn)裂紋、氣孔以及分層等缺陷問題。當(dāng)前在無縫鋼管的缺陷鑒定中，所運(yùn)用的鑒定方法有很多，一般包括常規(guī)的超聲鑒定方法、磁粉鑒定方法、滲透鑒定方法以及渦流鑒定方法等。而對(duì)于這些鑒定方法都是監(jiān)控?zé)o縫鋼管質(zhì)量的最為關(guān)鍵且有效地形式。

1 無縫鋼管的分層缺陷分析

對(duì)于無縫鋼管中存在的分層缺陷，其主要就是在平行在金屬表面上的內(nèi)部層存在分離表現(xiàn)。而從實(shí)際角度進(jìn)行分析，主要就是鋼管壁厚有異常的物質(zhì)夾雜在其中，而如果在無縫鋼管中存在分層缺陷，那么其帶來的危害就包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容：首先，其會(huì)使得分層位置的無縫鋼管的承受載荷厚度變的比較薄，這樣會(huì)對(duì)材料的塑性以及韌性帶來影響，甚至?xí)?duì)其疲勞性能以及耐腐蝕的性能帶來嚴(yán)重影響，不利于其在實(shí)際工作中發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)。其次，其分層缺陷邊緣會(huì)呈現(xiàn)尖銳的狀態(tài)，這樣就將會(huì)引發(fā)應(yīng)力集中的現(xiàn)象。而且對(duì)于應(yīng)力的作用是較為敏感的，尤其是在交變載荷的作用之下，比較容易出現(xiàn)應(yīng)力疲勞裂紋的現(xiàn)象，對(duì)無縫鋼管的正常使用都會(huì)帶來較大影響。再次，對(duì)于在含有濕硫化氧地液化石油氣以及高溫、高壓的臨氧介質(zhì)等工況之下，對(duì)于最靠近在內(nèi)表面地分層缺陷很容易會(huì)引發(fā)鼓包或是裂紋等危險(xiǎn)和缺陷問題，對(duì)于實(shí)際工作的開展會(huì)帶來一定影響。最后，如果分層的缺陷是在無縫鋼管的兩端坡口位置，加之焊接工作未能對(duì)坡口的質(zhì)量進(jìn)行有效地控制與管理，那么將會(huì)對(duì)焊接的接頭質(zhì)量帶來一定影響，不利于后期工作有效開展[1-3]。

2 無縫鋼管的分層缺陷鑒定分析

對(duì)于我國的鋼管生產(chǎn)廠家，都是以承壓無縫與焊接鋼管的分層缺陷超聲檢測(cè)為標(biāo)準(zhǔn)，有效對(duì)無縫鋼管存在的分層缺陷開展鑒定工作。對(duì)于該標(biāo)準(zhǔn)，是比較適合運(yùn)用在公稱外徑＞30mm鋼管鑒定中。而且其中也要求在開展鋼管的分層缺陷鑒定中的方法應(yīng)運(yùn)用A型脈沖式的超聲檢測(cè)技術(shù)為主，也就是常規(guī)的超聲檢測(cè)方法，其超聲波束地發(fā)射的方向要處于垂直在鋼管的表面之上。而且在標(biāo)準(zhǔn)中也對(duì)其設(shè)備的校準(zhǔn)中的校驗(yàn)、試樣加工制作以及驗(yàn)收等級(jí)等相應(yīng)內(nèi)容有較為嚴(yán)格的規(guī)定與要求。

對(duì)于其標(biāo)準(zhǔn)中要求的鑒定靈敏度的校準(zhǔn)形式包括兩種形式，其中就有在首次底面的回波中的滿波幅下方在10dB位置處要安裝相應(yīng)的報(bào)警電平。而另一種就是通過對(duì)比試樣當(dāng)中的四槽回波的信號(hào)中滿波幅來視為報(bào)警電平。而在實(shí)際的檢測(cè)中，如果其中存在任何的高于報(bào)警電平地回波信號(hào)出現(xiàn)，都可以確定其是可疑的鋼管。對(duì)于這些可疑鋼管的具有處理形式，主要就包括切除掉可疑的區(qū)域，也可以運(yùn)用對(duì)可疑的區(qū)域運(yùn)用常規(guī)的超聲檢測(cè)的形式來開展手動(dòng)或是自動(dòng)、半自動(dòng)的掃查工作，這樣就能更為準(zhǔn)確的明確具體地分層缺陷的范圍。而如果是單一的缺陷面積或是缺陷的總面積是符合標(biāo)準(zhǔn)的要求時(shí)，那么其可疑鋼管將會(huì)判定成合格，相反就是不合格的。

對(duì)于當(dāng)前我國的無縫鋼管的分層缺陷鑒定工作中，主要形式就是運(yùn)用簡(jiǎn)單的缺陷回波以及底面回波、人工缺陷回波幅值比較等形式為主，通過對(duì)分層缺陷中的角度情況、壁厚情況等進(jìn)行有效地考量和分析。而且對(duì)可疑的鋼管開展處理的形式也相對(duì)較為簡(jiǎn)單化，主要以直接切除該可疑的區(qū)域，這樣會(huì)帶來材料浪費(fèi)問題，也會(huì)增加實(shí)際的成本；也會(huì)針對(duì)可疑的區(qū)域進(jìn)行再次手動(dòng)或是自動(dòng)半自動(dòng)的常規(guī)超聲檢測(cè)，這樣的形式會(huì)降低整體的生產(chǎn)效率，而且也會(huì)導(dǎo)致勞動(dòng)的強(qiáng)度變大，不利于各項(xiàng)工作有效開展。

3 無縫鋼管的分層缺陷鑒定策略分析

（1）有效運(yùn)用相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)開展相應(yīng)工作。相控陣超聲檢測(cè)屬于一種將常規(guī)超聲技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有效融合后的新型無損的檢測(cè)技術(shù)形式。這一核心技術(shù)主要就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)來對(duì)相控陣超聲的探頭進(jìn)行控制，通過將其具有的多個(gè)相互的且獨(dú)立地壓電晶片進(jìn)行運(yùn)作，讓其可以根據(jù)一定地延遲時(shí)間來激發(fā)與接收相應(yīng)的超聲波，由此能夠更好地達(dá)到轉(zhuǎn)變聚焦特性以及聲束偏轉(zhuǎn)和聲束位移等相控的效果，整體工作的效果相對(duì)較好。其和常規(guī)的超聲技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，其主要特點(diǎn)就在于相控陣超聲波的掃查覆蓋的范圍非常的大，檢測(cè)的速度比較快，而且工作效率相對(duì)較高；在檢測(cè)中其結(jié)果較為直觀化，能夠?qū)崟r(shí)的展示出相應(yīng)的內(nèi)容，而且其結(jié)果是能夠進(jìn)行存儲(chǔ)的；在聚焦區(qū)域的聲場(chǎng)強(qiáng)度是與常規(guī)的超聲要高的；對(duì)于缺陷的定位與定量有較小的誤差，而且檢測(cè)的靈敏度是相對(duì)較高的，在無縫鋼管的分層缺陷鑒定中是最為有效的方法。

（2）將相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用在無縫鋼管的分層缺陷鑒定中優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)。在實(shí)際的無縫鋼管分層缺陷鑒定工作中，應(yīng)有效地運(yùn)用相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)形式，由此更好地提升整體工作效率以及工作質(zhì)量，為盡快明確無縫鋼管的分層缺陷情況提供保障，由此為各項(xiàng)工作有效開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而且在實(shí)際應(yīng)用中有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：首先，該技術(shù)是以控制晶片陣列當(dāng)中的各晶片中延遲來實(shí)現(xiàn)激發(fā)以及接收超聲波的效果，其能夠獲得多角度地聚焦聲束，且一定范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)屬于可調(diào)的，整體效果相對(duì)較好。而這一點(diǎn)就會(huì)讓那些有較高聲場(chǎng)能量地區(qū)域可以有效地覆蓋那些可能會(huì)存在缺陷的位置，進(jìn)而更好地提升整體的分辨力，減少信噪比，更能進(jìn)一步增強(qiáng)了缺陷檢驗(yàn)出來的效率。其次，可以更好地滿足聲束偏轉(zhuǎn)，也能進(jìn)一步增強(qiáng)和檢測(cè)面具有角度地缺陷檢出的效率。最后，有很多的顯示形式，能夠有效地運(yùn)用色差不同地像素點(diǎn)實(shí)現(xiàn)集合，進(jìn)而展示出其中的缺陷水平的位置、高度以及埋藏的深度和形貌特征等信息，由此能夠更為有效地方便檢測(cè)人員對(duì)缺陷進(jìn)行危害性的判定。

（3）鑒定實(shí)踐案例分析。針對(duì)某煉油廠的焦化裝置中的某一換熱器進(jìn)料口的管線類別是GC2，其管內(nèi)主要輸送的就是油氣，而操作的壓力主要在0.1MPA，溫度都控制在100℃，所運(yùn)用到的無縫鋼管的規(guī)格是直徑為219毫米，壁厚為7毫米，而材料是20鋼。針對(duì)該管線開展超聲測(cè)厚工作中，存在多處測(cè)厚值有異常的表現(xiàn)，其最小測(cè)厚值是2.8毫米，其相關(guān)工作人員認(rèn)為在無縫鋼管中的內(nèi)表面出現(xiàn)了嚴(yán)重地腐蝕點(diǎn)，因此開展停工更換管線的相應(yīng)工作。

針對(duì)該管線的工況、超聲測(cè)厚的情況開展有效地分析與研究，可能在其運(yùn)用的無縫鋼管中存在一定的分層缺陷問題，因此會(huì)帶來超聲測(cè)厚的數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象。其實(shí)際的檢測(cè)人員通過運(yùn)用相控陣超聲檢測(cè)的技術(shù)對(duì)其開展了缺陷的復(fù)驗(yàn)工作，確定其管線沒有嚴(yán)重的腐蝕點(diǎn)現(xiàn)象，而導(dǎo)致超聲測(cè)厚的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的原因是由于存在分層缺陷問題所帶來的問題。這一點(diǎn)有效地避免了石化裝置非正常停工而帶來經(jīng)濟(jì)損失問題的出現(xiàn)，對(duì)相應(yīng)工作有效開展能夠提供一定基礎(chǔ)。所以在實(shí)際檢測(cè)中，應(yīng)對(duì)針對(duì)超聲測(cè)厚的數(shù)據(jù)異常集中的區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)，通過對(duì)這一部分的進(jìn)料口管線運(yùn)用相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)開展缺陷復(fù)驗(yàn)工作，并運(yùn)用列線掃查的形式開展相應(yīng)工作。其檢測(cè)的結(jié)果就是在該管線的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)多處的分層類缺陷現(xiàn)象，其壁厚方向在7毫米處的內(nèi)壁回波信號(hào)是清晰完好的，并無嚴(yán)重減薄的現(xiàn)象。而對(duì)于缺陷的表面實(shí)際呈現(xiàn)一定夾角傾斜表現(xiàn)的，如果運(yùn)用超聲測(cè)厚的形式和常規(guī)的超聲檢測(cè)形式開展工作，那么極易會(huì)帶來漏檢的現(xiàn)象。而通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠?qū)λ@得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，從而制定更為有效地分層缺陷處理對(duì)策。

4 結(jié)語

對(duì)于無縫鋼管的分層缺陷問題是會(huì)對(duì)無縫鋼管的承受載荷能力帶來嚴(yán)重影響的重要部分，針對(duì)其進(jìn)行有效地鑒定，是對(duì)分層缺陷問題進(jìn)行有效解決和改善的重要過程，通過在無縫鋼管分層缺陷鑒定中運(yùn)用相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)，不僅能夠提升整體鑒定的效率以及準(zhǔn)確性，也能為整體工作效率的提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，對(duì)各項(xiàng)工作有效開展也有一定意義和幫助。