谈焊缝超声波检测存在的问题及改进措施

从理论上对超声波近场区长度影响管道对接环焊缝检测灵敏度和准确性进行了分析，研究了超声波检测技术在实际应用中存在的问题，给出了提高超声波检测准确性的一般对策。

一、 存在的问题

提高油气管道对接环焊缝质量是保证其安全运营的首要条件。

目前，管道对接环焊缝质量检测通常采用超声波检测与射线检测相结合、互为补充的方法。

射线检测虽然可以获得焊接缺陷的直观图像， 具有定性准确、直接记录检测结果和可以长期保存的优点，但存在成本高、周期长、影响工程进度和射线辐射对检测人员的身体危害大的缺点。

超声波检测利用超声波横波对被测管道内部缺陷反射回波及其位置进行定性， 在实际应用中会受到其自身固有的特性和局限性影响，并存在以下问题。

（1）除高压管道或超高压管道的壁厚大于10mm外，长输管道壁厚多小于10mm。由于在近场区内受超声波的干涉，部分区域声压会达到极大值,如果缺陷尺寸很小， 则会形成较大回波声压而误判返修缺陷， 也可能造成部分区域声压达到极小值； 如果缺陷尺寸很大， 则会形成较小回波声压而导致漏检〔1〕。

（2）管道的检测面均为曲面， 由于超声波斜探头与管道检测面的接触均为线接触, 超声波散射严重,检测灵敏度降低。
（3）管道环焊缝采用纤维素型焊条下向焊单面焊双面成型工艺，封底焊接和背面清理无法进行，根部缺陷较为严重，例如裂纹、未焊透、错口、咬边和焊瘤等，这些缺陷会导致误判。

二、 技术改进措施

(1)合理选择斜探头的各种参数, 包括探头晶片尺寸、频率、K 值(我国横波探头常用 K 值表示) 和前沿距离等，以保证避开近场区进行检测。

近场区长度一般按式（a）计算〔2〕：

                                      式(a)

超声波横波声速按式(b) 计算：

                          式(b)

将式(b) 代入式(a)， 得到：

                                                    式(c)

去除在探头中的近场区长度后，在钢中的近场区长度(NG) 可按式(d) 计算：

由式(a)~式(d) 可以看出，检测低碳钢和低合金钢管道对接环焊缝时，超声波横波声速是固定的，但随着斜探头晶片尺寸、频率、近场区长度同时增大或同时降低，均会使检测灵敏度下降。

例如：K值较大时，表面波多， 衰减增大，增大了超声波检测误差。

因此，在选择斜探头的各种参数，必须与被检管道的壁厚相适应, 具体选用的推荐参数值见表1。

                                     表1

（2）超声波检测低碳钢或低合金钢管道对接环焊缝时，频率为2.5MHz 就可满足检测灵敏度，而且近场区长度也较小。

（3）对于管径偏小且管壁较簿的管道，超声波检测时宜选用小尺寸斜探头，尽量使前沿距离小于6mm，甚至更小。

( 4) 评判检测结果必须综合考虑单面双侧的检测结果，必要时还要用射线检测进行复验〔3〕。

此外， 随着相控阵检测技术的发展，普及相控阵检测技术在长输管道对接环焊缝检测中的应用将会大大提高超声波检测的可靠性。

上一篇：仪器的检定周期和期间核查，这个...

下一篇：贯入式混凝土强度检测仪操作方法