無縫鋼管質(zhì)量的檢測(cè)成了備受關(guān)注的話題。對(duì)無縫鋼管的檢查一般從以下三個(gè)方面入手，主要包括其外觀、材料的屬性以及化學(xué)成分等，其檢查結(jié)果要求單純、均勻和連續(xù)。這三者任何一方面村存在缺陷即表示鋼管的質(zhì)量不過關(guān)，這不僅僅會(huì)給工程質(zhì)量 帶來隱患而且會(huì)嚴(yán)重影響工程的進(jìn)度。如果將這種存在弊端的無縫鋼管應(yīng)用到建筑工程當(dāng)中就會(huì)出現(xiàn)如鋼管斷裂等嚴(yán)重的工程事故?，F(xiàn)在通過超聲波無損探傷技術(shù)無縫鋼管進(jìn)行檢測(cè)，不僅不會(huì)損傷無縫鋼管，而且效率 ，準(zhǔn)確度也可以，因此超聲波無損攤上技術(shù)在當(dāng)今的建筑行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。
1、數(shù)字超聲波探傷儀探傷的原理
數(shù)字超聲波探傷儀探傷的原理我們可以認(rèn)為是通過特定的干擾源激發(fā)超聲波，使其在彈性介質(zhì)中傳播，其傳播速度主要和介質(zhì)的本身的一些性質(zhì)有關(guān)，如介質(zhì)自身的密度、彈性特質(zhì)以及環(huán)境條件等因素有關(guān)，因而當(dāng)超聲波會(huì)在諸多界面上出現(xiàn)多次反復(fù)的折射與反射現(xiàn)象。通過這種折射和反射的現(xiàn)象可以檢測(cè)出無縫鋼管是不是存在多個(gè)界面，即無縫鋼管是不是存在某些缺陷。
2、超聲波無損探傷方法
資料顯示，超聲波無損探傷技術(shù)存在很多種探傷方法。其中 常用的一種方法叫做脈沖反射法。由于待檢測(cè)的物體內(nèi)部多多少少會(huì)存在有缺陷，會(huì)使物體內(nèi)部表面不光滑不平整不連續(xù)，因此當(dāng)用脈沖反射法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，脈沖傳播到不連續(xù)處時(shí)會(huì)產(chǎn)生相對(duì)不同的聲阻，而脈沖則會(huì)在兩個(gè)聲阻不一致的地方產(chǎn)生反射的現(xiàn)象，同時(shí)超聲波反射回來的能量方向和大小都與交界面處的取向大小相互關(guān)聯(lián)。脈沖反射式超聲波探傷儀就是根據(jù)這一原理被設(shè)計(jì)出來的。超聲波無損探傷方法還有以下幾種缺陷定量法、裂紋檢測(cè)法以及損傷、裂化等評(píng)價(jià)方法。
3、超聲波的諧振模式和頻射特性
3.1超聲波無損檢測(cè)技術(shù)的諧振模式
通過結(jié)構(gòu)不同的探頭的激發(fā)，可以發(fā)射出軸對(duì)稱和非軸對(duì)稱這兩種不同的導(dǎo)波諧振模式。在管子的外面將探頭以環(huán)狀形式進(jìn)行擺放，可一種激發(fā)較容易的模式即為軸對(duì)稱諧振模式的導(dǎo)波；如果想軸對(duì)稱的縱向諧振模式的導(dǎo)波，就 把探頭放到管子中間去，因處于探頭之外的管子始終保持其平面穩(wěn)定不變，同時(shí)繞著中心旋轉(zhuǎn)就可以出現(xiàn)激發(fā)出的軸對(duì)稱模式；利用不同的方法在管壁內(nèi)產(chǎn)生間隔一致的導(dǎo)波形成的諧振模式只能在縱向進(jìn)行伸展和壓縮運(yùn)動(dòng)，不能在橫向進(jìn)行挪動(dòng)。非對(duì)稱諧振模式導(dǎo)波的出現(xiàn)是因?yàn)槌暡ㄌ筋^在管子內(nèi)部傾斜放置的原因，它一般以雙螺旋形式出現(xiàn)，此種形式的導(dǎo)波是由探頭處向管子兩邊散開的，到達(dá)盡頭后再聚攏再散開，以這樣的一種方式在管子中傳播。
3.2超聲波無損探傷導(dǎo)波的頻射特性
假設(shè)我們要檢測(cè)的所有物體均為彈性均勻介質(zhì)，那么波將會(huì)以恒定的速度在管子內(nèi)部進(jìn)行傳播，因此只有介質(zhì)本身的材料可以影響反射波的速度。當(dāng)超聲波斜向進(jìn)入同性管中時(shí)，由于管子表面的反射作用，使得機(jī)械振動(dòng)在管中不斷的傳播，由于反射波的軸向運(yùn)動(dòng)和徑向運(yùn)動(dòng)的合成，從而促使超聲波可以在管內(nèi)形成導(dǎo)波。
4、無縫鋼管中的常見缺陷
無縫鋼管中常見的缺陷主要是指管坯中常見的缺陷，主要表現(xiàn)在管坯的表面質(zhì)量。管坯的表面質(zhì)量不允許存在肉眼可見的結(jié)疤，不允許存在重皮，不允許存在氣孔或者針孔，不允許存在凹坑和溝槽，不允許管坯耳子的存在。
5、小口徑和大口徑鋼管的探傷方法
5.1大口徑鋼管的探傷方法
大口徑的探傷過程中主要采用的是脈沖反射法。在檢測(cè)過程中，儀器產(chǎn)生多個(gè)高壓脈沖，脈沖通過耦合劑和晶體以期滲透到被檢測(cè)的材料當(dāng)中，當(dāng)被檢測(cè)材料中存在缺陷或者內(nèi)部材質(zhì)出現(xiàn)凹陷不連續(xù)等狀況時(shí)，進(jìn)而影響原有超聲波的回波路線，造成回波時(shí)間的差異，儀器反饋的回波時(shí)間和聲速進(jìn)行處理，就可以找到缺陷的具體位置，實(shí)現(xiàn)缺陷的自動(dòng)檢測(cè)。將檢測(cè)儀器的兩個(gè)探頭（規(guī)格為5P9×9K2.5）分別放置在要探測(cè)部分鋼管的兩側(cè)，垂直于探測(cè)部分前后移動(dòng)探頭，同時(shí)沿著鋼管的周向移動(dòng)掃查，記錄結(jié)果。
5.2小口徑的鋼管的探傷方法
由于其曲率半徑很小，選用接觸法進(jìn)行探傷往往會(huì)出現(xiàn)耦合不良、波束嚴(yán)重?cái)U(kuò)散等情況，探傷的靈敏度嚴(yán)重降低，因此，在選擇小口徑的探傷方法時(shí)不建議采用接觸法，一般選擇水浸聚焦探頭利用橫波束探傷。利用此種方法對(duì)小口徑鋼管進(jìn)行探傷，不僅可以準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)管材外表和近表面的缺陷同時(shí)還能發(fā)現(xiàn)隱藏在內(nèi)部的不足，因其聲束的能量比較集中，提高了檢測(cè)的靈敏度和分辨率，是小口徑鋼管檢測(cè)中 佳的選擇。另外在小孔徑探傷的過程中，對(duì)小口徑的探傷我們一般選擇點(diǎn)聚焦探頭，一般采用2.5~10MHz這個(gè)頻率范圍進(jìn)行檢測(cè)。探測(cè)方法如下所示：1）脈沖反射液浸探傷對(duì)管子逐根作兩個(gè)相反圓周方向的螺旋式掃查。2）應(yīng)將內(nèi)、外傷信號(hào)幅度調(diào)到顯示屏滿刻度(或飽和值)的50%~80%以上。內(nèi)、外傷的波高應(yīng)盡可能一致，差值應(yīng)不大于2dB。3）掃查時(shí)螺距應(yīng)小于等于1mm。
6、結(jié)果評(píng)定與檢測(cè)報(bào)告
實(shí)際檢測(cè)時(shí)選取了20個(gè)無縫缸筒進(jìn)行檢測(cè)，利用專門制成的超聲波無損探傷儀對(duì)這些鋼筒進(jìn)行檢測(cè)，用以探究該儀器是否適用于無縫鋼管的探傷。在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)缺陷的即為不合格產(chǎn)品，我們需對(duì)其進(jìn)行解剖，觀察超聲波檢測(cè)結(jié)果和解剖后我們看到的結(jié)果是不是大體一致。實(shí)驗(yàn)選擇的產(chǎn)品為厚度22mm缸筒，規(guī)格Φ217×22mm，材料45鋼，粗機(jī)加工后檢測(cè)，選用儀器型號(hào)PXUT-320C，耦合劑選擇機(jī)油，采用沿管壁周向掃查的掃查方式，探頭型號(hào)2.5P13×13K1。軋制面為檢測(cè)面掃描線調(diào)節(jié)1∶1，選用試塊種類為60°1mmV型槽。使內(nèi)圓面的標(biāo)準(zhǔn)溝槽 大反射高度為滿刻度的80%，表面補(bǔ)償0dB，選用檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為JB/T4730.3-2005，檢測(cè)比例，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)JB/T4730.3-2005，合格級(jí)別Ⅰ級(jí)。測(cè)試結(jié)果表明超聲波可以檢測(cè)到其他檢測(cè)方法檢測(cè)不到的大面積凹陷等情況。
7、結(jié)束語
雖然超聲波無損探傷技術(shù)仍有很多不足如:要求操作的技術(shù)人員有豐富的經(jīng)驗(yàn)，要求被測(cè)物體的表面足夠光滑和平整等。但是它的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的缺點(diǎn)，它能檢測(cè)到其他檢測(cè)方法檢測(cè)不到的凹陷，這一點(diǎn)在無縫鋼管的檢測(cè)中是沒有辦法取代的。
