- Inspecție cu ultrasunete în timpul procesului de producție a țevilor sudate ERW
Testarea cu ultrasunete este în prezent principala metodă de testare nedistructivă în procesul de producție a țevilor sudate ERW. Principalele sale domenii de aplicare includ: 1) Testarea online cu ultrasunete a plăcilor de oțel. 2) Inspecția online cu ultrasunete a cordonurilor de sudură după sudarea ERW și îndepărtarea bavurilor interne și externe. 3) Inspecția offline a sudurilor ERW. 4) Testarea cu ultrasunete a capetelor de țevi sudate ERW.
1. Inspecție online cu ultrasunete a plăcilor de oțel
Detectarea online cu unde ultrasonice a plăcilor de oțel utilizează, în general, sonde cu cristale duble sau policristaline, cuplate cu peliculă de apă sau metode locale de imersie în apă. Scopul său principal este de a detecta defectele stratificate ale plăcii de oțel care sunt paralele cu suprafața plăcii de oțel. Există două metode principale de scanare: în primul rând, scanarea de-a lungul liniilor paralele în direcția de rulare; în al doilea rând, placa de oțel se mișcă liniar de-a lungul direcției de rulare, iar sonda se deplasează alternativ perpendicular pe direcția de mișcare a țevii de oțel, formând o scanare în formă de „z”. Deoarece marginea plăcii de oțel formează o sudură în sudarea ERW ulterioară, detectarea defectelor aici este deosebit de importantă în testarea cu ultrasunete a plăcii de oțel. Standardele și specificațiile relevante necesită scanarea 100% a marginii plăcii de oțel. În munca efectivă, în general, acest lucru este asigurat prin creșterea numărului de sonde la marginea plăcii de oțel.
2. Inspecția online cu ultrasunete a sudurilor
Inspecția online cu ultrasunete pentru sudarea ERW este efectuată după sudare și îndepărtarea bavurilor interne și externe. Include în principal două părți: În primul rând, utilizați scanarea A sau scanarea B pentru a detecta efectul de răzuire al bavurilor interne și externe. În comparație cu scanarea A, scanarea B poate afișa morfologia peretelui interior al sudurii după îndepărtarea bavurilor interioare în timp real, iar afișarea grafică este mai intuitivă; în al doilea rând, unda longitudinală este incidentă oblic, iar unda transversală generată de refracția ei în conducta sudata este utilizată pentru a detecta defectele de sudare. Deoarece temperatura de sudare este relativ ridicată în acest moment, inspecția online utilizează în general sonde de temperatură înaltă și utilizează metoda locală de imersie în apă.
3. Sudați inspecția offline cu ultrasunete și inspecția la capătul țevii
Testarea cu ultrasunete offline a sudurilor ERW este efectuată în general după testarea hidrostatică și teșire și este utilizată în principal pentru a detecta defectele longitudinale în zona de sudare și afectată de căldură. Pentru a îmbunătăți eficiența detectării, în general este utilizată detectarea automată. Datorită influenței zonei oarbe de la capătul conductei în detectarea automată. Ulterior, se adaugă de obicei scanarea manuală cu ultrasunete a sudurilor. Conținutul inspecției la capătul țevii include în principal detectarea sudurilor la capătul țevii, defectele stratificate ale materialului de bază de la capătul țevii și defectele axiale și circumferențiale. Detectarea defectelor stratificate folosește, în general, sonde despicate, iar defectele axiale din materialul de sudură și de bază sunt și defectele circumferențiale sunt adesea scanate cu o sondă oblică.
- Selectarea parametrilor de proces pentru testarea cu ultrasunete a sudurii ERW
Testarea cu ultrasunete a sudurilor ERW include în principal două metode: testarea automată și testarea manuală. În prezent, detectarea automată a sudurilor ERW adoptă în principal două forme: detectarea sondei roții și detectarea imersiei locale în apă. Inspecția automată are avantajele unei eficiențe ridicate de detecție și viteze rapide, dar nu este propice pentru poziționarea precisă a defectelor și analiza calitativă și cantitativă; în comparație, inspecția manuală este mai flexibilă, nu numai că defectele pot fi localizate cu precizie, ci și efectuează analize calitative și cantitative ale defectelor prin caracteristicile ecoului și formele de undă dinamice. Defectele detectate de undele ultrasonice automate sunt, în general, confirmate în continuare folosind metode manuale. Parametrii procesului care trebuie luați în considerare pentru testarea cu ultrasunete a sudurilor ERW includ unghiul de refracție, lățimea fasciculului de sunet și frecvența de detectare.
1. Selectarea unghiului de refracție
Testarea cu ultrasunete a sudurilor ERW adoptă în general unde longitudinale cu incidență oblică. Detectarea este realizată prin generarea de unde transversale prin conversie în modul de undă în piesa de prelucrat și sudură. Cele două condiții de bază sunt: 1) Unde transversale pure sunt excitate în metalul de bază și sudură. 2) Fasciculul sonor undei transversale scanează peretele interior al țevii de oțel.
2. Selectarea frecvenței de detectare
Gama de frecvență a testării cu ultrasunete este larg, în general de 0.5-10MHz. Selectarea frecvenței ar trebui să ia în considerare în principal următorii factori:
(1) Sensibilitatea detectării cu ultrasunete este de aproximativ jumătate din lungimea de undă. Creșterea frecvenței este benefică pentru a găsi defecte mai mici. În plus, cu cât frecvența este mai mare, cu atât lățimea impulsului este mai mică și rezoluția este mai mare.
(2) Frecvența înaltă, lungimea de undă scurtă, unghiul mic de semidifuzie, directivitate bună a fasciculului de sunet și energia concentrată sunt benefice pentru descoperirea și localizarea defectelor. Dar pentru aceeași dimensiune a cipului, cu cât frecvența este mai mare, cu atât zona câmpului apropiat este mai mare, ceea ce este mai dăunător pentru detecție.
(3) Pe măsură ce frecvența crește, împrăștierea și atenuarea absorbției undelor ultrasonice cresc brusc, ceea ce este dăunător detectării.
În timpul testării, diverși factori trebuie luați în considerare în mod cuprinzător, iar frecvența testării trebuie selectată în mod rezonabil. Pentru țevile sudate ERW, materialul de bază este în general bobine laminate la cald cu granule relativ fine. Lățimea zonei de fuziune sudură și a zonei afectate de căldură după încălzirea prin inducție și turnarea prin extrudare este îngustă, iar dimensiunea granulelor este practic aceeași cu cea a materialului de bază. În munca efectivă, pentru a obține o rezoluție mai mare, ar trebui selectată o frecvență mai mare pe cât posibil, asigurând în același timp sensibilitatea de detecție, în general între 2,5-5MHz.
- Bloc de testare de referință
Blocul de testare de referință este baza pentru determinarea sensibilității testării cu ultrasunete a sudurilor ERW. Standardele API 5L și GB/T9711 necesită utilizarea blocurilor de testare de comparație cu caneluri N10 sau găuri verticale de 3,2 mm pentru a reflecta artificial testarea cu ultrasunete a sudurilor țevilor de oțel. 100% din ecoul corpului este folosit ca criteriu pentru determinarea defectelor.
- Concluzie
(1) În testarea cu ultrasunete a țevilor sudate ERW, pentru a se asigura că undele transversale pure sunt excitate în țevile sudate și scanează peretele interior al țevilor sudate, limita inferioară a unghiului de refracție a undelor de forfecare a țevilor sudate. este de 33,2 grade, iar limita sa superioară depinde de raportul diametrului interior și exterior r/R al țevilor sudate. Se schimbă odată cu schimbarea r/R. Cu cât valoarea lui r/R este mai mare, cu atât intervalul său este mai larg.
(2) Când unghiul de refracție a fasciculului de sunet al peretelui interior al țevii sudate este de 45 de grade, are o sensibilitate mare de detectare pentru defecte de deschidere a suprafeței în zona de sudură și afectată de căldură. Cu toate acestea, pentru a ține cont de detectarea defectelor zonei radiale din interiorul sudurii, pentru scanare ar trebui să fie utilizate și fascicule acustice cu undă transversală cu unghiuri mari de refracție.
(3) Lățimea fasciculului de sunet al echipei de tragere trebuie luată în considerare în mod cuprinzător pe baza unghiului de refracție a undei transversale și a diametrului țevii de oțel. Este necesar să se asigure că marginea superioară a fasciculului de sunet nu excită unde de suprafață în conducta sudata și să se evite apariția undelor longitudinale refractate în conducta sudata.
