无缝钢管的常用检测方法-液浸法
一般情况下,液浸法主要用于曲率半径比较小、曲率比较大的小孔径无缝钢管超声检测。
液浸法检测时,因横波不能在液体中传播,所以采用纵波探头进行检测。
纵波探头若放在管材中心线进行检测,超声波声束正好与要求检测钢管中的主要缺陷平行,无法检出垂直于管壁的缺陷。此时,将纵波直探头在管材中心线处平移一段距离,纵波声束入射到管材表面时,不是垂直入射,而是形成一定角度的倾斜入射,利用纵波倾斜入射到工件,在工件中折射出的横波进行检测。
图5一11小径管液浸法检测
将液浸纵波直探头置于液体中,利用纵波倾斜人射到液体/钢界面,当入射角a在第一临界角和第二临界角之间时,在管材内对纵向缺陷进行纯横波检测,如图5-11所示(图中所示反射回波表示的是相对位置,实际检测中它们不会同时出现在显示屏上)。
液浸法耦合效果好、检测速度快、灵敏度高、探头损耗小,特别适用于对小口径管的全周长自动化检测。
液浸法主要工艺参数选择:
1.偏心距:探头声束轴线与管材中心轴线的水平距离。控制偏心距就可以控制入射角α。
偏心距的移动范围由两个条件决定,一是保证声束轴线能够检测到管材内壁,二是保证纯横波检测。
声束轴线检测内壁的条件:
纯横波检测的条件:
同时满足上述条件时
耦合液体如果用水,将水和钢中的声速代入有:
实际工作常取偏心距的平均值即:
式中:
CL液——液体中纵波声速,m/s;
CL钢——钢中纵波声速,m/s;
Cs钢——钢中横波声速,m/s;
R——小径管外半径,mm;
r——小径管内半径,mm;
x——偏心距,mm。
2.液体层厚度
液体/钢界面的第一次反射回波在管子的内、外壁缺陷反射回波之前,液体层厚度应保证液体/钢界面的第二次反射回波位于管子的内、外壁缺陷反射回波之后,这样便于对缺陷的识别。
如果用水作为耦合液体的话,由水和钢的声速可知水层厚度大于或等于管材中横波声程的一半就能满足上述要求,即:
3.焦距f:
4.聚焦探头声透镜的曲率半径r´
以有机玻璃探头水耦合为例
式中:CL一声透镜中纵波声速,m/s;
C液一耦合液体中纵波声速,m/s;
f一耦合液体中焦距,mm。