小徑薄壁管對接焊縫超聲波探傷檢測方法

小徑薄壁管對接焊無損檢測

小徑管一般是指外徑為32~89mm、壁厚為4～14mm的管道，小徑管由于能承受較高的壓力，在火電廠鍋爐和壓力容器的制造和安裝過程中廣泛應用，例如火電廠中的過熱器管、水冷壁管、再熱器管等都是小徑管，這些小徑管對接焊縫若出現質量問題，則容易引起爆管，影響電廠鍋爐的安全穩定運行。

目前，為保證小徑管對接焊縫的焊接質量，一般使用射線檢測或超聲波檢測進行檢測。使用射線檢測技術時，需采用雙壁雙投影橢圓成像，為了提高透照的寬容度，常常采用較高的射線能量，但缺陷檢出率 較低，漏檢情況時有發生，特別是由于在火電廠鍋爐周圍安裝和分布的小徑管比較密集,影響了射線檢測技術的使用。而超聲波檢測技術具有檢測速度快、靈敏度高、成本低等特點，大大提高了檢測安全性和可靠性，在小徑管對接焊縫檢測中獲得了廣泛的應用，但小徑管固有的壁厚、曲率特性對超聲波檢測技術的應用也產生了一些影響。

小徑管壁厚和焊縫寬度的影響

小徑管管壁一般較薄，而焊縫較寬，若使用普通的斜探頭，并采用一次波檢測，由于前沿距離較長，小徑管焊縫根部往往無法被主聲束查到；而采用三次波檢測，由于探頭發射的聲束較寬，而超聲橫波聲程短，聲束在遠場區出現擴散，回波游動范圍增大，反射回波雜亂，也會影響對焊縫缺陷位置的判定和超聲波檢測的可靠性 。

曲率半徑的影響

小徑管一般曲率半徑較小，若使用普通超聲波探頭，探頭楔塊通常是平面，則降低了超聲波探測的接觸面積，在探頭與小徑管不能很好吻合的區域，超聲波探頭所發射的聲波發散嚴重，無法完全折射到管子中，而 超聲橫波在小徑管外表面產生反射，降低了超聲波檢測的靈敏度；若將探頭楔塊磨成圓弧形，使其與小徑管外壁較好地吻合，晶片邊緣聲波在折射至小徑管時，會出現強烈的散射現象，還是會影響超聲波檢測的靈敏度。

提高小徑管超聲波檢測靈敏度的措施

選擇合適的儀器

對小徑管對接焊縫進行檢測時，應盡量選用數字式超聲波檢測儀，超聲波檢測儀的各項性能指標應滿足相關 標準的規定，具有較高的分辨力和較窄的起始脈沖寬度。

選擇前沿距離短的探頭

超聲波探頭常常是根據需要進行設計和制造，探頭的前沿長度一般應選取小于5mm。探頭的設計中，透聲斜鍥的設計是關鍵，其主要作用是使超聲縱波以一定的角度傾斜入射至被探工件的探測表面，并轉換成所需折射角的橫波，從而達到橫波探傷的目的。由于小徑管專用探頭折射角大，按聲學折射定律，為增加折射角，就必須增大斜鍥的折射率，采用縱波聲速較小的聚峰材料制造的斜鍥可以滿足要求 。

選擇折射 角大的探頭

超聲波檢測中橫波折射角一般應根據檢測方法 、超聲波聲程范圍和小徑管厚度情況進行選擇，為盡量減少超 聲波聲能的損失，應盡量選擇較大折射角的探頭，使橫波聲束能掃查到整個焊縫截面，同時增大橫波在壁薄管中的聲程，避免在近場區內探傷對缺陷定位定量誤差大的不利因素。此外，檢測過程中盡量使用漿糊等纖維類耦合劑，以便提高探頭的滑動性，在滿足探頭指向性的基本條件下，盡量減少雜波對超聲波檢測過程的干擾。同時，應盡量不使用機械工具對小徑管工件表面進行打磨，而應對探頭進行打磨，使其與焊接接頭接 觸面之間較好地耦合，在加工探頭曲面時，要避免探頭斜鍥磨損量過大，防止探頭曲率半徑小于管子曲率半徑的情況。