關于管道焊縫超聲波檢驗有關問題的研究

馮毅鵬

摘 要 伴隨著經濟的發展，管道焊縫檢驗技術也越來越先進，其中超聲波作為第三次科技革命的成果被引用到管道焊縫技術的檢驗中來。超聲波檢驗與老舊的檢驗方法相比有著靈敏度高、工作速度快、設施消耗及檢測支出少的特性，作為優秀的檢驗手段，超聲波檢測技術已開始在各個工業檢測部門中普及，在傳統射線檢驗技術下，管道焊縫需要被超高的溫度和極強的力量壓迫，并且其制作材料基本上是使用高低鋁合金，所以就導致管道焊縫極易出現縫隙。因為受射線刺穿厚重度數的阻礙，假如把射線作為檢驗管道焊縫的工具，就會出現較為嚴重的安全問題。從而導致管道焊縫缺口處理結束后，炸裂的紋路沒有被及時發現而出現事故，這時超聲波檢驗技術的優越性就凸顯出來了

關鍵詞 管道焊縫;超聲波檢驗;問題;探討

當前情況下，管道運輸成為液體運輸的主要渠道，其優點是可以運輸的貨物多，消耗的資金少。但液體輸送管道建造的環境極為惡劣、輸送貨物經過的里程非常遙遠、對管道材料的耐用度要求較高，并且需要繁重的電工焊接技術焊接，但因為其工程煩瑣、工程時間長等特性所以工作進程并沒有安全保障。從而其管道焊縫檢測需要當下先進的檢測技術超聲波來進行檢驗測量。因為超聲波檢驗功能不被管道材料所局限，所以可以在各種材料的管道焊縫檢驗中所使用。為保障液體輸送管道能夠穩定使用，就需要有效把控管道焊縫檢驗測量技術高質量。本文從管道焊縫超聲波檢驗測量探討作為切入點，對管道焊縫超聲波檢驗的有關問題進行研究，希望可以給相關單位提供依據。

1管道焊縫檢驗測量缺口原因研究

1.1 分析管道焊縫材質特性

被超聲波檢測的管道組成材料為11CrMo抗熱鋼材，歸屬于鋁合金鋼材范圍內。其方向需要向淬硬類型偏頗，比較容易發生焊接炸裂現象，所以在焊接作業開始的時候必須先對其進行緩慢加熱，在焊接完成后對其做熱量抬高修復。這樣一來管道焊縫就會和超聲波檢驗得到合適的重合，使其金屬用料不再需要那么多從而減少開支，得到更大的經濟效益[1]。

1.2 管道焊縫缺陷

和大部分常態化設備道焊縫對接技術比較，管道焊縫有著以下特性：①管道焊縫所采用的焊接技術材料是用單一面焊成兩面形狀的技術工藝，其產生的接頭是弧型，超聲波檢驗的范圍是弧形焊縫的全部橫切面。探頭接口處所對接的面是余切弧面。橫切面接口與余切弧接口僅僅是線型接觸，沒有完善的耦合效果。②因為管道焊縫內里也是較為凸的接觸面，因為超聲波的擴大散布，超聲波頻率在凸面發生四處折射，這種折射隨著一次又一次超聲波頻率的擴大而擴大，從而導致折射壓力降低，而無法準確檢驗出管道焊縫中的缺口。③在超聲波檢測里程中，假如接口隨著管道焊縫驅動而變化，就導致耦合效果出現問題。

所以，管道焊縫的UT較一般設備焊縫的UT更為艱巨。實地考察出現的狀況是無法通過人的眼睛來觀察出管道焊縫底部是否出現的問題，假如沒有成為合適的形狀，就會有較為強烈的折射信息，需要辨別這種折射信息是缺口信息還是變形信息。這樣一來管道焊縫所需要的超聲波檢測接頭只能選擇傾斜方向的接口觸頭。斜接口觸頭的有效數據有：斜接口頻率f，晶片尺寸及K值。這些數據的大小都關乎近場區的范圍是否可行。由于管道焊縫范圍內最值的出現，超聲波形都可以規劃在此控制范圍內。

2超聲波檢測與分析

2.1 超聲波檢測裝置設計

超聲波檢驗材料主要是包括探頭接口、記錄接口和電源接口等成分，運用萬向接口將各個接口進行合并。探頭接口在使用弧形陣列分布時，其主要分布情況如下，包括探頭信息處理系列和慣性導出鏈條化;記錄環的作用是可以儲存超聲波信息散射、慣性導出信息散射和里程信息散射;電源接口環節大部分對探頭、慣性導出設施供給電力資源。經過管道內部設施的高低壓差來驅使該檢驗設施沿著管道焊縫隨意走動，在運行里程里，對管道焊縫內里腐蝕情況進行綜合檢查，并且加上管道內部的腐蝕情況，根據探頭接口的弧形分布實現管道內部的完全檢查測量。為保障高于十分之一的聲束覆蓋，組合陣采用4列80路傳輸感應機器，從而來完成管道焊縫超聲波檢驗[2]。

3超聲波檢測的優點探討

3.1 超聲波檢測的優點

對超聲波檢測方式和另外幾種沒有損害的檢驗方式來做比較，超聲波檢驗方式有很多比較優越的特點可以不受管道組建材料的影響來對任意型號的管道焊縫進行檢查測驗，對管道焊縫的檢驗力度比較強，檢驗測量所需要的資金少，檢驗測量所用的時間短。超聲波檢驗所需要的設施比較易挪動，又綠色環保。在實際使用的時候非常的便利，能快速的發現缺口所處的位置，有著極強的檢驗測試能力。在科技還未全面發展的時候管道焊縫檢驗經常使用射線頻率來測量存在特別多的缺陷，隨著研究人員的不斷探索，超聲波檢測管道焊縫技術得到了發展和普及，其快捷便利，不間斷記錄狀況的優點，取代了了老舊的射線檢測系統。與此同時也增加了信息的分解與處置。檢驗測量的工具也發展得輕便利于搬運。所以超聲波檢驗測量也被廣泛應用到管道焊縫檢驗中來。

3.2 管道焊縫超聲波檢驗對策分析

管道焊縫超聲波檢驗測量過程需要對超聲波測出的聲波形狀做更深的分析和比較，管道根部如果出現與平常不一樣的情況其波形特性是呈現連續不斷曲線的，觀察者可以通過這些連續型波形來判斷管道焊縫出現的缺點從而進行處理。如何完善管道焊縫超聲波檢驗技術的推進，需要選擇合適的超聲波檢驗測試系統的探頭接口，并且在k值的處理研究上的盡力做到完整，對超聲波儀器的安裝地也提前勘探和測驗以保證其能夠與管道焊縫所處地點相結合，縮短聲波探測距離，從而使專業人員在探測聲波波形的時候更確切的給出問題所在位置，為處理缺陷打下基礎，從而保證液體輸送管道技術的蓬勃發展[3]。

4結束語

結合本文情況分析，為了保證管道焊縫狀態的安全性，維持液體管道運輸的平穩性能，增強管道焊縫辨別的精細準確率與有效率，將超聲波檢驗測量技術運用到管道焊縫檢驗中就顯特別重要，不但保證了液體管道傳送資源的安全性還避免了資源流失，為管道焊縫平穩運行打下良好根基。

參考文獻

[1] 張斌，錢成文，王玉梅，等.國內外高鋼級管線鋼的發展及應用[J].石油工程建設，2012，38（1）：1-4.

[2] 劉志毅.X80管線鋼環焊縫焊接殘余應力數值模擬[D].天津：天津大學，2008.

[3] 韓紅芹.超聲無損檢測技術在金屬材料焊接中的應用研究[D].長春：吉林大學，2011.