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焊接鋼管的缺陷分布
  發(fā)布時(shí)間:2023-12-29                  瀏覽次數(shù):388次

     

     海南焊接鋼管   

         缺陷相關(guān)評(píng)判方法是以相關(guān)技術(shù)為基礎(chǔ),把人的分析思維能力和理解判斷能力同各種探傷檢測(cè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,編制成時(shí)間相關(guān)、位置相關(guān)、行為相關(guān)、特征相關(guān)、性質(zhì)相關(guān)5種相關(guān)評(píng)判方法判定缺陷軟件程序應(yīng)用到自動(dòng)化探傷過(guò)程中,使自動(dòng)化探傷系統(tǒng)具有了智能判定功能,不但客觀上保證了焊接鋼管檢測(cè)的準(zhǔn)確性和高效率,提高了檢測(cè)系統(tǒng)的探傷可靠性和抗干擾能力,而且降低探傷檢測(cè)生產(chǎn)成本,提高了探傷系統(tǒng)的集成度和智能化水平。


  1 焊接鋼管缺陷的分布機(jī)理與危害

  焊接鋼管的生產(chǎn)過(guò)程是將鋼板、鋼帶等用各種成型方法直卷或按螺旋方向彎卷成要求的橫截面形狀,然后借助于加溫、加壓,用不同的焊接方法將焊縫焊合而獲得鋼管。因此,焊接鋼管的缺陷分為兩部分:鋼板母材缺陷和焊縫缺陷。

  1.1 鋼板母材缺陷

  板材中的缺陷經(jīng)過(guò)軋制等工序,大部分呈平面狀,與表面平行;其主要缺陷有分層、夾雜物、裂紋、折疊等,其中分層是最常見(jiàn)的內(nèi)部缺陷。分層會(huì)產(chǎn)生各種裂紋,當(dāng)板材受垂直于表面的拉應(yīng)力時(shí),分層會(huì)嚴(yán)重影響鋼管的強(qiáng)度,它是不允許存在的缺陷。

  1.2 焊縫缺陷

  焊縫缺陷是指熔焊過(guò)程中或焊后在焊縫中產(chǎn)生的缺陷,分為裂紋、氣孔、夾渣、未焊透、未溶合、咬邊等焊縫缺陷。焊縫中的密集氣孔、夾渣等屬密集立體型缺陷,裂紋、未溶合等屬平面型缺陷,危害性大。條狀?yuàn)A渣、未焊透等屬條狀缺陷,危害性大。氣孔、小夾渣等屬點(diǎn)狀缺陷。焊縫中的缺陷更容易引起鋼管的強(qiáng)度、塑性等問(wèn)題,嚴(yán)重影響鋼管質(zhì)量,而焊接鋼管質(zhì)量的好壞直接影響到油氣輸送管線的安全運(yùn)行和使用壽命,因而對(duì)于焊縫探傷主要是針對(duì)焊縫中裂紋、氣孔、夾渣、未焊透、未溶合等危險(xiǎn)性缺陷進(jìn)行探傷檢測(cè)。

  2 缺陷相關(guān)評(píng)判方法

  現(xiàn)場(chǎng)超聲波自動(dòng)化探傷檢測(cè)是單向、單程的,一般不允許往復(fù)檢測(cè),因此需要有一次通過(guò)的檢測(cè)準(zhǔn)確率。但是現(xiàn)場(chǎng)在動(dòng)態(tài)生產(chǎn)條件下,在線傷檢一過(guò)即逝,一旦漏檢誤報(bào)無(wú)法追回和驗(yàn)證,并且自動(dòng)化探傷系統(tǒng)的功能主要由軟件實(shí)現(xiàn),以焊接鋼管焊縫探傷為例介紹缺陷相關(guān)評(píng)判方法的設(shè)計(jì)說(shuō)明,缺陷相關(guān)評(píng)判方法就是對(duì)缺陷傷波信號(hào)進(jìn)行運(yùn)用知識(shí)、分析判斷和解決問(wèn)題的運(yùn)算方法程序。若將超聲波在焊縫中反射的時(shí)間均勻分成8份,每份用δt 表示,則缺陷相關(guān)評(píng)判方法的缺陷判傷報(bào)警條件為:

  |Ftn-Ftn-1|≤δt (1)

  3.5δt≤(Bt-Ftn)≤7δt (2)

  連續(xù)有效缺陷個(gè)數(shù)n≥4 (3)

  條件(1)、(2)確立了實(shí)際可能傷點(diǎn)的允許條件,在同時(shí)滿足條件(1)、(2)兩個(gè)條件之外還必須滿足條件(3)時(shí)自動(dòng)報(bào)警模塊通過(guò)比較回波波高的幅值,當(dāng)回波波高的幅值超過(guò)設(shè)定的缺陷檢測(cè)靈敏度的幅值高度時(shí)即判定為缺陷,自動(dòng)報(bào)警功能就會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息。

  2.1 缺陷時(shí)間評(píng)判方法

  條件(1)表示缺陷回波時(shí)間Ft有連續(xù)的相關(guān)特征,在連續(xù)的一小段時(shí)間范圍內(nèi),連續(xù)相鄰的兩個(gè)缺陷回波時(shí)間Ft的差值小于等于1個(gè)δt。而條件(1)作為時(shí)間相關(guān)鑒別條件,進(jìn)一步提高了抗干擾能力。比如δt為傷波閘門(mén)寬度的1/8,則抗干擾能力可提高8倍,若設(shè)定為δt/2,則抗干擾能力可提高16倍,即條件(1)所代表的軟件程序使系統(tǒng)抗干擾能力提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。在滿足檢測(cè)系統(tǒng)最大重復(fù)頻率及探傷檢測(cè)速度的條件下,用戶可以依據(jù)缺陷種類或探傷靈敏度重新設(shè)置δt,這樣可極大地提高抗干擾能力。

  2.2 缺陷位置評(píng)判方法

  條件(2)表示缺陷回波的檢測(cè)范圍是包圍在始波、底波,前、后兩個(gè)界面波之中,每個(gè)傷波時(shí)間Ft與底波時(shí)間的平均值Bt的差值應(yīng)在3.5δt到7δt間,以確保焊管焊縫中心區(qū)域被重復(fù)掃查并防止底波進(jìn)入閘門(mén)造成的誤報(bào)警。其中3.5δt的設(shè)置是為了防止底波的誤報(bào)警,連續(xù)地進(jìn)入缺陷傷波閘門(mén)的底波將不能報(bào)警,須是比底波時(shí)間的平均值Bt突發(fā)地超前3.5δt的缺陷傷波才能報(bào)警。而7δt設(shè)置是基于多數(shù)探傷標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定樣管焊縫上樣孔距邊緣的距離為焊縫寬度的1/4,即2ΔL,因而與另一邊緣波(Bt波出現(xiàn)的邊緣)的距離為6ΔL。實(shí)際探傷過(guò)程中靠探頭一側(cè)焊縫邊緣所產(chǎn)生的反射波較低,不會(huì)產(chǎn)生報(bào)警,所以如探傷要求高則可將7δt設(shè)置為8δt或8.5δt。因判傷條件通過(guò)軟件程序?qū)崿F(xiàn),用戶可方便地實(shí)現(xiàn)自己的意圖,探傷過(guò)程中可根據(jù)報(bào)警情況適當(dāng)調(diào)整,使公式Bt-Ft取1個(gè)合適的值,保證在最大限度地降低誤報(bào)的同時(shí)放寬檢測(cè)范圍。條件(2)作為位置相關(guān)鑒別條件,可極大地提高系統(tǒng)免誤報(bào)能力,甚至當(dāng)?shù)撞ㄟM(jìn)入傷波閘門(mén)內(nèi),若不滿足條件(3),系統(tǒng)也不會(huì)報(bào)警。

  2.3 缺陷行為評(píng)判方法

  條件(3)表示非缺陷回波連續(xù)出現(xiàn)次數(shù)少或出現(xiàn)不連續(xù),而缺陷回波是連續(xù)出現(xiàn)的,缺陷波連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù),即連續(xù)缺陷點(diǎn)的個(gè)數(shù)在4個(gè)以上時(shí)才被確認(rèn)是缺陷回波,條件(3)作為行為相關(guān)鑒別條件用來(lái)提高系統(tǒng)抗干擾能力。可以根據(jù)實(shí)際檢測(cè)情況需要,根據(jù)缺陷種類、探傷靈敏度以及不同的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)改變此值來(lái)更改判傷條件,比如對(duì)小的缺陷也確認(rèn)為缺陷時(shí)的話,可以將連續(xù)有效缺陷的個(gè)數(shù)減少,反之,小的缺陷不判斷時(shí),可將數(shù)值改大。

  2.4 缺陷特征評(píng)判方法

  缺陷出現(xiàn)的位置、出現(xiàn)的連續(xù)性、出現(xiàn)的時(shí)間范圍和出現(xiàn)的取向等是多種多樣的,對(duì)超聲波的反射波高幅度也是不一樣的,是與生產(chǎn)工藝、檢測(cè)設(shè)備有一定相關(guān)聯(lián)系的。采用的A型脈沖反射式超聲波檢測(cè)只能提供缺陷回波的時(shí)間和幅度兩方面信息,根據(jù)缺陷回波出現(xiàn)的形狀、大小、密集程度等缺陷特征和底波情況可進(jìn)行缺陷特征的平面狀缺陷、點(diǎn)狀缺陷、密集狀缺陷、條狀缺陷相關(guān)估評(píng)判。

  2.4.1 平面狀缺陷

  在焊縫兩側(cè)縱、橫兩個(gè)不同方向上進(jìn)行檢測(cè),其缺陷回波的高度顯著不同且呈不規(guī)則變化,底波高度無(wú)明顯變化。當(dāng)缺陷回波很強(qiáng)、底波消失時(shí)可認(rèn)為是大面積缺陷。在垂直于缺陷方向檢測(cè)均顯示單個(gè)鋸齒形回波、缺陷回波較高、且波形明顯尖銳陡峭,探頭移動(dòng)時(shí)回波幅度隨機(jī)起伏較大(波幅差>±6dB);在平行于缺陷方向檢測(cè),缺陷回波較低,甚至無(wú)缺陷回波;在傾斜于缺陷方向檢測(cè)顯示鐘形脈沖包絡(luò),該鐘形脈沖包絡(luò)中有一系列連續(xù)信號(hào),通常表現(xiàn)為位置多變(但變化不大)的強(qiáng)烈多尖峰狀,并出現(xiàn)很多小波峰,探頭移動(dòng)時(shí),每個(gè)小波峰在脈沖包絡(luò)中移動(dòng),波幅由零逐漸升到最大值,然后又下降到零,信號(hào)幅度隨機(jī)起伏(>±6dB)。根據(jù)縱、橫方向上的缺陷回波的高度不同、且呈不規(guī)則變化特征可估評(píng)判為是平面狀缺陷。

  常見(jiàn)的平面狀缺陷有裂紋、面狀未溶合、面狀未焊透等缺陷,這種缺陷有長(zhǎng)度和明顯的自身高度,表面既有光滑的,也有粗糙的。

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