小径管超声波探伤工艺的制定
1 小径管超声波探伤工艺的特点
1.1解决管壁焊接难的问题 超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时。在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在萤wWw.LWlm.com光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。小径管超声波探伤工艺由于管壁薄，焊缝较宽，因此在超声波探伤的过程中往往会为了避免焊缝过宽，而实施不同方向的探伤焊接，进而使焊口数量也急剧增加，探伤工作越来越繁重，超声波探伤工艺能够转变传统X光射线探伤法，由于射线探伤本身的特点，易使裂纹，来熔合等危害性缺陷漏检，而且一些焊口本身所处位置难以焊接也难以探伤，所以使得一部分小径管焊缝质量得不到有效保证。而超声波探伤工艺则能够实现对垒部工艺的合理处理，保证焊接和探伤的准确性。 超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来，如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过射线而不能反射；波声的方向性好，频率越高，方向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置。小径管超声波探伤往往会出现过多的声能损伤问题，对于锅炉受热面小口径管道的无损探伤，都不同程度地采用了小径管超声波探伤工艺，锅炉受热面小径管超声波探伤比例都不低于25％。对于小口径管道的超声波探伤，目前国内外尚无成熟的经验；由于小口径管道的壁薄、曲率大，给超声波探伤带来了很大困难。在这种情况下。可以利用超声探伤的优势作用，采用压电晶片的超声控制作用，而对于超声波探头中的压电晶片具有压电效应，当高频电脉冲激励压电晶片时，发生逆压电效应，将电能转换为声能(机械能)，探头发射超声波。当探头接收超声波时，发生正压电效应，将声能转换为电能，超声波探头在工作时实现了电能和声能的相互转换，因此有较好的探索效果。 2 小径管超声波探伤工艺的制定 2.1探头的测定工艺 (1)观察区的确定。 对小径管进行超声波探伤时，必须要重视对观察医的确定，所谓观察区是指缺陷信号经常出现的区域。由于小管焊缝壁厚较薄，又常用水平或者声程定位，所以在探伤时，首先要分清一次波，二次波及三次波出现的区域，用标记点标注在仪器荧光屏上。为了减少鉴别反射信号的工作量，把荧光屏上经常出现的几何反射信号的区域称之为非观察区。观察区就是探伤工艺要重点进行探查和判断的区域，在观察区域内必须要重视对缺陷根部的判断，避免对严重的裂缝情况出现探伤失误情况，在管子壁厚小于8mm时，常常利用三次波来判断根部缺陷。例如：在锅炉压力容器制造及压力管道的安装生产中，经常遇到管子对接环焊缝的无损检测问题。小直径薄壁管对接环焊缝的超声波探伤就有其特殊性，在实际探伤过程中要依据所探伤管子的直径、壁厚、焊缝的焊接方法及检测标准正确地选择仪器、探头、试块，并能在实际探伤中对缺陷作出正确地判断。探头方式采用一次反射，在小径管内进行探伤查看，超声波束应该根据管子直径数据进行扫查范围的控制，一般小径管的扫查范围在2kt+30mm，而如何管壁较厚超过了8mm。则需要在远离探头的一侧进行结构信号反射研究。对于超长直径、壁厚范围的远离探头的一侧，这类情况应该另一侧进行仔细的探测处理。总之，探头测定的过程中必须要重视对观察区的测定避免出现严重的缺陷失误性判断。 wWw.LWlm.com
(2)探头固定。 探头的固定对小径管超声波探伤工艺的实施有着重要的作用。能够避免出现因为颤动而产生的探伤误差。探头固定的方式有很多种，较为简单的是对于小径薄壁钛管材的超声波探伤，一般采用探头固定、管材高速旋转前进的检测方式，当长度较长的管材穿过尺寸不合理的导向套时，会产生较大颤动，造成探伤灵敏度波动，影响到探伤稳定性。针对这一问题，推导出导向套与管材之间最大间隙的计算公式，并采用加工导向套来限制小径薄壁钛管材的颤动幅度，可有效提高其超声波探伤稳定性。而对于专业的探头固定方式则采用新型的金属铝座底面中间开有用于放置超声波探头的凹槽，金属铝座对称开有两个螺杆孔，金属铝座顶面对称开有弹簧槽，螺杆孔的端面在弹簧槽的底面内。螺杆穿过螺杆孔设置，螺杆与金属铝座螺纹连接，螺杆的顶部固定设置有旋转手柄，螺杆的底部活动设置有磁铁，弹簧套置在螺杆外，并且设置在旋转手柄底面与弹簧槽底面之间。总之，小径管超声波探伤工艺实施过程中要重视探头固定方式，保证其固定方法对焊缝根部出现的未焊透、裂纹、未熔台等缺陷的检验结果与实际基本一致。实际表明，会理的探头固定方法操作简单、容易掌握，对小径管对接接头根部缺陷检验，并为现场施工交叉作业提供了有利的条件，提高了工作效率。 2.2接触式探伤工艺 为了保证锅炉受热面小径管子对接焊，缝的无损检测过去一直采用射线探伤，但射线探伤存在以下几个问题：焊缝中裂纹、未熔合等面积型缺陷检出率低，容易漏检、工序多、工效低、劳动量大，难以保证工程进度。且射线对人体有害，与其它工种不能交叉作业、成本大、材料消耗高。所以对小径管采用超声波接触式探伤工艺能够保证工艺更有效，而且实现了交叉作业方式，保护了材料，实现了对小径管的保护。其装置可以包括安装在底座上的固定架，在所述固定架上安装有上摆杆和下摆杆，跟随架与上述上摆杆和下摆杆连接，组成四连杆机构，接触式钢轨超声波探伤装置，能够使超声波探头始终处于相同的表面来检测内部缺陷，消除了因探头相对于部位的变化而引起的超声波信号波动，提高了超声波探伤检测的准确度。 综上所述，小径管超声波探伤工艺的制定需要注意很多问题，探头的测定工艺要以观察区的测定为主，并重视对探头的固定，鼓励接触式探伤工艺在实际工作中的实行，保证超声波探伤装置的质量优势和工艺优势。