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      鋼管分層缺陷超聲波檢測

      點擊次數:272 發布時間:2021-03-03

      鋼管分層缺陷超聲波檢測

       

       

      冶金鋼鐵生產過程中不同程度地會有一些夾雜(或夾渣)殘留,主要來源是煉鋼過程中的脫氧產物(如氧化鋁、鋁酸鈣)、中包涂料(鎂鋁尖晶石)和保護渣變質體(硅酸鈣及玻璃體)。在高溫軋制鋼管過程中,這些夾雜(或夾渣)會隨著鋼鐵的寬展、延伸,在鋼管中形成分層缺陷。一般情況下,分層缺陷在鋼管的圓周方向(寬度)1mm左右,鋼管長度方向的長度不等,這樣的分層缺陷居多,更大面積的分層缺陷也時有發生。鋼管中的分層缺陷會降低鋼管的強度,縮短鋼管的使用壽命,如鉆桿在鉆井時受到巨大的扭轉力和鉆壓力、高壓鍋爐管在運行時受到的熱膨脹、機械零件受到的擠壓和摩擦力等,使用中很可能引發事故并造成生命和財產損失。因此,鋼管分層缺陷的超聲波檢測極其重要。

      某鋼管廠2016年5月~8月鋼管超聲波探傷60312支,其中發現分層缺陷1360支,檢出率為2.25%,對此進行了定位分析和超聲波對比試驗。某超聲波探傷設備測厚分層探頭頻率5MHz,按ISO10893-8《無縫鋼管及焊管之分層缺陷的自動超聲波檢測》中7.1 a)對分層探傷功能進行設定,一次底波120%減去6dB設為分層報警閾值(即閘門高度為滿屏60%)。

      1、定位分析

       爐號60820677的Φ127×9.19mm鉆桿管體,取樣電鏡分析分層的寬度(鋼管橫截面)為1.87mm,分層內部填充夾雜,成分為氧化鋁,煉鋼脫氧產物見圖1和圖2所示,超聲波A掃見

       爐號60743680的Φ88.9×8.36mm鉆桿管體,取樣電鏡分析分層的寬度(鋼管橫截面)為1.10mm,分層內部填充夾雜,成分為鋁酸鈣和鎂鋁尖晶石,煉鋼脫氧產物與中包涂料類似,

       爐號5052722的Φ426×50mm,SA-335MP91,取樣分層缺陷寬度15mm,分層內部填充夾雜,電鏡分析成分為玻璃相。見圖7和圖8所示,超聲波A掃見圖9所示。分層檢測功能進行設定,一次底波80%減去6dB設為分層報警閾值(即閘門高度為滿屏40%)。

      2、超聲波對比實驗

      將爐號60820677的Φ127×9.19mm鉆桿管體有分層缺陷的鋼管轉入超聲波探傷設備進行對比試驗,分層探頭頻率3MHz,同樣按ISO10893-8《無縫鋼管及焊管之分層缺陷的自動超聲波檢測》中7.1a)對分層探傷功能進行設定,一次底波120%減去6dB設為分層報警閾值(即閘門高度為滿屏60%)未發現有分層缺陷存在。

       當靈敏度提高6dB時,分層缺陷波高達40%;

       當靈敏度提高10dB時,分層缺陷波高達60%,這時分層缺陷才能檢出。

       在實際檢測中發現如圖10所示的連續性未超標的分層缺陷波,應按報廢處理。

       

      10具有線性長度的未超標分層缺陷波形圖

      ISO10893-8《無縫鋼管及焊管之分層缺陷的自動超聲波檢測》規定:

       分層探頭頻率應在2~10MHz之間;

       可用Φ6mm平底孔對分層功能進行靈敏度校驗;

       無樣管校驗:將探頭置于被檢鋼管上,以個底波回波幅度值減去6dB設定為觸發閾值。

      從對比實驗中可以看出,使用不同頻率的分層探頭,同一缺陷的回波幅度是不一樣的。我們在超聲波探傷設備上使用Φ6mm平底孔對分層檢測靈敏度進行實驗,得出的對比實驗結果是相同的。

      結束語

      在實際分層缺陷探傷中,應用ISO10893-8《無縫鋼管及焊管之分層缺陷的自動超聲波檢測》標準時應結合分層探頭的頻率分別規定探傷的靈敏度,目前自動超聲波探傷設備的分層探頭普遍使用的頻率為3MHz和5MHz。①5MHz頻率的探頭無論是Φ6mm平底孔或在無樣管校驗時按ISO10893-8標準設定即可;②3MHz頻率的探頭按ISO10893-8標準設定靈敏度需要提高10dB;③實際探傷時具有線性長度的未超標分層缺陷必須報廢處理。

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