无缝钢管的常用检测方法-直接接触法检测
无缝钢管中缺陷按其方向有纵向缺陷和横向缺陷,钢管的检测主要针对纵向缺陷。用户要求或技术协议规定时也可检测横向缺陷。
检测纵向缺陷时超声声束应由钢管外圆横截面中心线一侧倾斜入射,在管壁内沿周向呈锯齿形传播。如图5—7所示。
检测横向缺陷时超声声束应沿轴向倾斜入射呈锯齿形传播,如图5-8所示。
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图5—7管壁内声束的周向传播 | 图5—8管壁内声束的轴向传播 |
在实际检测时,通常希望管材中存在的波形单一,形成的A型显示波形清晰简单,以便对缺陷信号进行正确判断和解释。因此,管材检测时将人射声束的人射角选择在第一临界角和第二临界角之间,管材中只存在折射横波,保证纯横波检测。
为保证管材检测不漏检,超声波声束轴线应确保能扫查到内壁。无缝钢管的超声检测按耦合方式分为直接接触法和液浸法。
直接接触法检测
直接接触法检测主要用于曲率半径较大、曲率较小的大口径无缝钢管的超声检测。
无缝钢管的检测,主要是针对垂直于管壁的缺陷,采用直接接触法检测时,若采用直探头在钢管外表面进行检测,其声束与钢管中的主要缺陷平行,缺陷处无法形成反射回波,无法检测出主要缺陷。而采用横波斜探头进行检测,横波倾斜入射声束可与钢管中主要缺陷上的某点形成垂直入射,以缺陷回波的形式在仪器上呈现,可检出钢管中的主要缺陷。为保证检测灵敏度,所使用的横波斜探头应与钢管表面有良好的吻合。
管材曲率半径小时,采用接触法检测,因管材曲率较大,使得探头与管材表面耦合不良,声束严重扩散,灵敏度低。此时,应采用聚焦探头进行检测或采用液浸法进行检测。
管材曲率半径小,采用聚焦探头进行接触法检测时,应将探头有机玻璃斜楔块加工成与管材表面吻合良好的曲面,或在探头前加装与管材吻合良好的滑块等方法提高检测灵敏度,如图5-9所示。
直接接触法检测效率低、探头损耗大,适用于单件小批量及规格多的情况。
直接接触法检测为保证管材内只有横波并使横波扫查到管材内壁,如图5-10所示,横波斜探头的折射角按下述方法确定:
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图5-9探头前加装滑块 | 图5-10管材接触法检测 |
1.管材内只有横波:
2.横波检测到管材内壁:
整理得出同时满足管材内只有横波并检测到内壁的条件为
式中:CL有一有机玻璃中的纵波声速,m/s;
Cs钢一钢中的横波声速,m/s;
r一检测的管内半径,mm;
R一检测的管外半径,mm。
根据计算得出人射角的范围值,由折射定律可计算出同时满足管材内只有横波并检测到内壁的折射角度或K值的范围值。