小管徑鈦合金管材內窺鏡檢測技術

黃海翔　任俊波　許貴平　王學權　陽雷

【摘 要】本文介紹了在對一批小管徑鈦合金管材實施超聲檢驗時發現大量內傷，為確定缺陷情況，按照ASME第V卷2010的要求對其進行內窺鏡檢驗。本文確定了鈦合金管材內窺鏡檢驗工藝，該工藝中對內窺鏡及探頭的選擇、靈敏度試塊、被檢對象表面照度等方面均按照ASME第V卷2010的要求進行了規定，通過該批管材內壁的內窺檢驗檢驗及樣品的金相解剖結果可以證明，管材內窺鏡檢測技術可以為判斷管材內壁腐蝕的嚴重程度提供重要依據。

【關鍵詞】小管徑；鈦合金管；內窺鏡

中圖分類號： TG457.6 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）04-0144-002

Endoscope Detection Technology for Small Pipe Diameter Titanium Alloy Tube

HUANG Hai-xiang REN Jun-bo XU Gui-ping WANG Xue-quan YANG Lei

（Four Chinese nuclear power research and design institute，chengdu sichuan 610041，China）

【Abstract】This paper introduces the ultrasonic inspection for a number of small diameter titanium alloy pipe，it found that a large number of internal injuries，in order to determine its defects， according to the requirements of the ASME V 2010 for endoscopic examination.This paper determines the titanium alloy pipe endoscope inspection process，the process of selection，endoscope and sensitivity test block，the detected object surface illumination and so on are conducted according to the requirements of the ASME V 2010 rules，through the pipe wall of anatomy of the endoscopic inspection sample inspection and metallographic results can prove that pipe endoscope detection technology to judge the severity of the pipe wall corrosion to provide important basis.

【Key words】Small pipe diameter；Titanium alloy tube；Endoscopic

0 引言

對外徑為8mm，壁厚為1.5mm的鈦合金管材進行超聲檢測，超聲檢測采用水浸脈沖反射法，采用的標準傷為管材內、外表面的縱向矩形槽，深度為壁厚的3%。超聲檢測發現50%以上的管材存在超標內傷，位置均在管材內表面附近。原技術條件未要求對管材內表面進行檢測，只要求對管材外表面進行目視檢測。為盡快找到缺陷類型以及產生缺陷的原因，需對該批管材補充內表面目視檢查，目視檢驗按照ASME第V卷2010的要求進行，選擇一些超聲檢測顯示有缺陷處進行定位以及解剖金相實驗，以此輔助判斷缺陷性質。

1 儀器設備及ASME規范要求

1.1 內窺鏡及探頭選擇

鈦合金管材內徑僅為5mm，且管材的標稱長度大于1米。因為直桿內窺鏡多用于產品檢測深度在500mm以內、不需要彎曲的直孔檢測[1]，其檢測深度不能達到要求，因此未選擇直桿鏡進行檢測。剩下光纖內窺鏡及視頻內窺鏡可以選擇，但基于以下兩個原因選擇視頻內窺鏡進行檢測：

1）光纖鏡采用光導纖維進傳光及導像，隨著檢測距離的增加，效果越來越差。另外光纖鏡還存在峰房影像及黑白點混成灰色效應，而視頻內窺鏡采用CCD芯片將光信號轉化為電模擬信號[1]，并通過數據線纜傳輸，照明采用探頭前端安裝的LED照明，因此不會受到距離的影響，圖像質量不會隨距離的增加而變化。

2）管材內窺鏡檢查時，對于內徑均勻的管路、孔洞，所選擇的探頭直徑一般不大于管路、孔洞內徑的4/5，彎曲、內徑不均勻的管路、孔洞：選擇的探頭直徑一般不大于管路、孔洞最小內徑的2/3[1]。按照內窺鏡探頭的選擇原則，內徑為5mm鈦合金管材屬于內徑均勻的管路，因此選擇的探頭直徑應不大于管路內徑的4/5，即為4mm。視頻鏡與光纖鏡常規的標準探頭尺寸如下：

光纖鏡通常有φ（0.64、2.4、4.1）mm

視頻鏡通常有φ（3.9、5.0、6.1、7.3、8.4）mm

從以上可以看出，可選擇光纖鏡的探頭直徑為φ2.4mm，視頻鏡的探頭直徑為φ3.9mm，在這兩種直徑探頭同時滿足要求時，應優先選擇直徑較大的探頭，以盡可能提高觀察圖像的清晰度[1]。在檢測時需同時采用0°和90°兩種探頭進行檢驗，0°探頭進行粗掃，若發現疑似缺陷后換同外徑大小的90°探頭在疑似區域進行細掃。

綜上所述，選擇視頻內窺鏡進行此次鈦合金管材內壁檢測，所選擇的探頭直徑為φ3.9mm。

1.2 標準傷

ASME第V卷2010的規定要求“將一種人工瑕疵，寬度等于或小于0.8mm的細線或類似的狀態，放在被檢物的表面或相類似的表面，在這樣的表面上能夠識別人工瑕疵或類似狀態的位置”。 在對該批鈦合金管材進外表面直接目視檢驗時是按照技術條件要求，使用超聲標準管外表面深度為3%壁厚，寬度約為0.016mm的縱向矩形槽作為判定標準，滿足ASME規范要求。對于管材內表面的內窺鏡目檢驗（ASME中稱作搖控目視檢驗），ASME規范中規定“遙控目視檢驗的分辨能力至少應和直接目視檢測的分辨能力相當”。因此，按ASME規范要求，內窺鏡檢查的分辨能力至少應和直接目視檢驗的分辨能力相當，采用超聲標準管內表面深度為3%壁厚，寬度為0.016mm的縱向矩形槽作為判定標準，滿足ASME規范中對管材內表面探傷的分辨能力要求。