[發明專利]利用超聲波探傷壁厚檢測分層缺陷裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 200910069003.X
• 申請日: 2009-05-25
• 公開（公告）號: CN101551361A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 劉剛
• 申請（專利權）人: 天津鋼管集團股份有限公司
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24;G01N29/04
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司
• 代理人: 呂志英

技術領域

本發明涉及一種檢測方法，特別是一種利用超聲波探傷壁厚檢測分層 缺陷裝置及其檢測方法。

背景技術

無縫鋼管由于其應用領域的特殊性，對鋼管質量要求極其嚴格。但在 軋制過程中，由于其工藝特性和一些其他因素的影響，會在鋼管的壁厚中 出現分層狀缺陷。

分層缺陷的存在對鋼管的質量有著嚴重的影響，鋼管中如果有分層缺 陷會造成鋼管有效壁厚減少，使該部位的物理、機械性能降低，并且由于 缺陷部位金屬組織的不連續性也會使該部位容易出現疲勞甚至機械性能失 效，嚴重影響鋼管的使用性能。一般的鋼管超聲橫波探傷，如圖1a檢測很 難檢出。通過對現有設備無法檢測分層缺陷的原因進行以下的分析：

1、設備操作軟件中沒有分層缺陷檢測閘門，本身不具備分層缺陷檢測 功能；

2、超聲波的信號采集是通過超聲波換能器，即壓電晶片來實現的及通 常所說的晶片，這種晶片可將聲/電相互轉換最終實現檢測功能，但是缺陷 的不同所使用的晶片也是不同的，設備上原有25.4×12.7mm矩形壁厚檢測 晶片無法檢測出φ6mm平低孔缺陷；

3、示波器掃描量程的影響。示波器的掃描量程過大使界面波與底波之 間距離很近，若在鋼管壁厚中存在分層缺陷，會出現在水-鋼界面波與壁 厚底波之間，如果掃描量程過大將會與底波重合，用肉眼難以區分，也不 利于報警閘門的設定；

4、分層缺陷本身信號幅度低。在校準分層人工缺陷時，通常采用φ6mm 的平底孔，其深度一般為鋼管壁厚的1/4～1/2，在這種條件下平底孔產生的 的反射信號與底波信號相比較可表述為“平底孔反射波聲壓/底面反射波聲 壓”，用下述公式表示：

ΔdB=201gPfPb=201gxBxf·πφf22λxf]]>

式中：x_B、探頭至底面距離

??????x_f、探頭至平底孔距離

??????φ_f、平底孔直徑

??????λ、超聲波在工件中的波長

通過以上公式可知，平底孔產生的反射信號相對底面信號較低，探傷時在 示波器上不易發現；

5、誤將分層缺陷反射信號當作系統噪聲。分層缺陷的反射信號相對于 底面反射波來說幅度較低，由于幅度低分層缺陷信號一般與基線附近的噪 聲雜波兩者不易區分，容易被忽視；

6、將超聲波探頭中的壁厚檢測晶片由25.4×12.7mm改變為Φ12.7mm 后，原輥道傳輸速度設定不適用，與超聲波晶片尺寸、個數、設備轉數不 匹配，造成實際螺距太大，鋼管表面覆蓋率小于100％。

發明內容

為解決上述技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種利用超聲波 探傷壁厚檢測分層缺陷裝置及其檢測方法，克服生產中出現的相關問題， 以利于提高生產鋼管的質量，擴大產品的市場占有率。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種利用超聲波探傷 壁厚檢測分層缺陷裝置，包括有超聲波探頭，該超聲波探頭安裝在鋼管生 產線上的超聲波探傷機旋轉體上，并隨旋轉體以350轉/分鐘的速度旋轉， 該探頭的安裝孔內并列裝有二壁厚檢測晶片，其中：所述超聲波探頭中的 壁厚檢測二晶片為圓形晶片，二檢測晶片的中心距為12.4～12.8mm。