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鋼管分層缺陷超聲波檢測
鋼管分層缺陷超聲波檢測
冶金鋼鐵生產(chǎn)過程中不同程度地會(huì)有一些夾雜(或夾渣)殘留,主要來源是煉鋼過程中的脫氧產(chǎn)物(如氧化鋁、鋁酸鈣)、中包涂料(鎂鋁尖晶石)和保護(hù)渣變質(zhì)體(硅酸鈣及玻璃體)。在高溫軋制鋼管過程中,這些夾雜(或夾渣)會(huì)隨著鋼鐵的寬展、延伸,在鋼管中形成分層缺陷。一般情況下,分層缺陷在鋼管的圓周方向(寬度)1mm左右,鋼管長度方向的長度不等,這樣的分層缺陷居多,更大面積的分層缺陷也時(shí)有發(fā)生。鋼管中的分層缺陷會(huì)降低鋼管的強(qiáng)度,縮短鋼管的使用壽命,如鉆桿在鉆井時(shí)受到巨大的扭轉(zhuǎn)力和鉆壓力、高壓鍋爐管在運(yùn)行時(shí)受到的熱膨脹、機(jī)械零件受到的擠壓和摩擦力等,使用中很可能引發(fā)事故并造成生命和財(cái)產(chǎn)損失。因此,鋼管分層缺陷的超聲波檢測極其重要。
某鋼管廠2016年5月~8月鋼管超聲波探傷60312支,其中發(fā)現(xiàn)分層缺陷1360支,檢出率為2.25%,對(duì)此進(jìn)行了定位分析和超聲波對(duì)比試驗(yàn)。某超聲波探傷設(shè)備測厚分層探頭頻率5MHz,按ISO10893-8《無縫鋼管及焊管之分層缺陷的自動(dòng)超聲波檢測》中7.1 a)對(duì)分層探傷功能進(jìn)行設(shè)定,一次底波120%減去6dB設(shè)為分層報(bào)警閾值(即閘門高度為滿屏60%)。
1、定位分析
⑴ 爐號(hào)60820677的Φ127×9.19mm鉆桿管體,取樣電鏡分析分層的寬度(鋼管橫截面)為1.87mm,分層內(nèi)部填充夾雜,成分為氧化鋁,煉鋼脫氧產(chǎn)物見圖1和圖2所示,超聲波A掃見
⑵ 爐號(hào)60743680的Φ88.9×8.36mm鉆桿管體,取樣電鏡分析分層的寬度(鋼管橫截面)為1.10mm,分層內(nèi)部填充夾雜,成分為鋁酸鈣和鎂鋁尖晶石,煉鋼脫氧產(chǎn)物與中包涂料類似,
⑶ 爐號(hào)5052722的Φ426×50mm,SA-335MP91,取樣分層缺陷寬度15mm,分層內(nèi)部填充夾雜,電鏡分析成分為玻璃相。見圖7和圖8所示,超聲波A掃見圖9所示。分層檢測功能進(jìn)行設(shè)定,一次底波80%減去6dB設(shè)為分層報(bào)警閾值(即閘門高度為滿屏40%)。
2、超聲波對(duì)比實(shí)驗(yàn)
將爐號(hào)60820677的Φ127×9.19mm鉆桿管體有分層缺陷的鋼管轉(zhuǎn)入超聲波探傷設(shè)備進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),分層探頭頻率3MHz,同樣按ISO10893-8《無縫鋼管及焊管之分層缺陷的自動(dòng)超聲波檢測》中7.1a)對(duì)分層探傷功能進(jìn)行設(shè)定,一次底波120%減去6dB設(shè)為分層報(bào)警閾值(即閘門高度為滿屏60%)未發(fā)現(xiàn)有分層缺陷存在。
⑴ 當(dāng)靈敏度提高6dB時(shí),分層缺陷波高達(dá)40%;
⑵ 當(dāng)靈敏度提高10dB時(shí),分層缺陷波高達(dá)60%,這時(shí)分層缺陷才能檢出。
⑶ 在實(shí)際檢測中發(fā)現(xiàn)如圖10所示的連續(xù)性未超標(biāo)的分層缺陷波,應(yīng)按報(bào)廢處理。
圖10具有線性長度的未超標(biāo)分層缺陷波形圖
ISO10893-8《無縫鋼管及焊管之分層缺陷的自動(dòng)超聲波檢測》規(guī)定:
⑴ 分層探頭頻率應(yīng)在2~10MHz之間;
⑵ 可用Φ6mm平底孔對(duì)分層功能進(jìn)行靈敏度校驗(yàn);
⑶ 無樣管校驗(yàn):將探頭置于被檢鋼管上,以個(gè)底波回波幅度值減去6dB設(shè)定為觸發(fā)閾值。
從對(duì)比實(shí)驗(yàn)中可以看出,使用不同頻率的分層探頭,同一缺陷的回波幅度是不一樣的。我們在超聲波探傷設(shè)備上使用Φ6mm平底孔對(duì)分層檢測靈敏度進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得出的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果是相同的。
結(jié)束語
在實(shí)際分層缺陷探傷中,應(yīng)用ISO10893-8《無縫鋼管及焊管之分層缺陷的自動(dòng)超聲波檢測》標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)結(jié)合分層探頭的頻率分別規(guī)定探傷的靈敏度,目前自動(dòng)超聲波探傷設(shè)備的分層探頭普遍使用的頻率為3MHz和5MHz。①5MHz頻率的探頭無論是Φ6mm平底孔或在無樣管校驗(yàn)時(shí)按ISO10893-8標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定即可;②3MHz頻率的探頭按ISO10893-8標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定靈敏度需要提高10dB;③實(shí)際探傷時(shí)具有線性長度的未超標(biāo)分層缺陷必須報(bào)廢處理。