一種鋼管自動檢測設備的快速校驗方法

蘇景富，成 蕾，馬 謙，汪 超

（渤海裝備南京巨龍鋼管有限公司，江蘇南京 210061）

1 設備介紹

德國KD 超聲波串列式焊縫探傷裝置，24 通道數字全自動超聲波自動探傷系統，探頭耦合方式采用水柱式，不受焊縫形貌、鋼管表面質量狀況影響，干擾少、靈敏度高。不同的探頭布置方式，可實現100%全焊縫的縱向缺陷、橫向缺陷和焊縫兩側熱影響區分層缺陷的檢測；管端盲區小于100 mm，尤其對焊縫微裂紋具有很高的檢出靈敏度，能顯示每個通道對樣管的校驗記錄和生產檢驗中各通道對每根鋼管的探傷結果；大壁厚鋼管探傷時采用串列式探頭，可對焊縫中心未焊透缺陷進行檢測，實現內外全壁厚和熱影響區范圍的檢測。該設備具有激光自動跟蹤、探傷準確率高、缺陷定位精度高、穩定性好、實時存儲探傷記錄、打印探傷曲線、缺陷自動報警、自動噴標定位等特點，可加裝特定探頭進行相控陣探傷，實現C 掃描等更高精度更精細的斷面逐層探傷。該探傷系統通過軟件智能可實現對每一支鋼管探傷曲線實時記錄、保存和出具報告功能，圖1 為24 通道數字全自動超聲波探傷系統。

圖1 24 通道數字全自動超聲波探傷系統

2 標準要求

API 標準要求，利用超聲波或電磁原理，并能夠連續不斷地檢測鋼管的焊縫外表面和/或內表面的設備均可使用，所使用的超聲波或電磁設備應完好，自動檢測系統應配有噴標及自動報警系統，用以發現缺陷及監視探頭與鋼管表面之間的耦合情況，并具備記錄功能。作為對比刻槽或鉆孔的對比標樣應按表1 和圖2規定有一個或多個機械加工刻槽或一個或多個徑向鉆孔。

表1 對比用刻槽和鉆孔

3 設備快速校驗方法

（1）調試開始前必須檢查壓縮空氣、PLC、水循環泵、工控機工作是否正常。確認正常后把所有探頭落下，檢查各探頭擰緊旋鈕是否松動，探頭角度是否變動，如有變化及時恢復，以免給調試帶來不必要的阻礙，探頭角度調整見圖3，探頭角度調整原理見圖4。

圖3 探頭角度調整查詢表

圖4 探頭角度調整原理

（2）準備工作完成后，將樣管行駛至連探機架下方進行管徑識別（不同管徑的鋼管都必須重新識別管徑）。

（3）打開水閥后，先將水管內的空氣排空，再檢查水表壓力是否正常，壓力過小是因為水過濾器被污垢堵塞，應及時將過濾器拆下清洗，保持水循環暢通。壓力過大是因為各探頭水閥調節器數值調節過大，影響探傷信噪比，根據實際情況進行適當調節。

（4）將探頭落至人工刻傷處，打開示波器，對樣管進行調校。先轉動手輪，找到傷波位置；操控小車前后勻速移動，確認是否為缺陷波；確認無誤后將傷波框入閘門內。按照該方法逐個對每個探頭進行調校，完成初調。

（5）使用氣閥調節器調校，左右兩邊為探頭吹氣閥，中間為焊縫吹氣閥。調節儀器時，氣閥的調節十分重要，在探傷過程中氣的大小決定信噪比的好壞，氣開的過大信噪比未必好，調節氣閥時應在樣管進行自動探傷時打開示波器進行調校（小車無需停止，確保勻速探傷狀態），如氣閥調節過大會造成波形抖動厲害，虛虛實實（有時在靜止狀態下調校好樣管，報傷十分正常，但進入自動探傷狀態后發現先前調校好的傷波過低或不見了，此時表明氣閥打開過大。如傷波報警正常，但信噪比較差，雜波跟傷波相差不大，表明氣閥打開過小）中間焊縫吹氣閥只對外傷信噪比有影響。

（6）中間焊縫吹氣閥對焊縫內外傷的信噪比調節起作用，確保吹氣頭垂直于焊縫。

（7）檢查探頭分水套高度是否合適，分水套與鋼管之間必須有1 mm 的水柱耦合間隙，確保探頭不會遭到磨損，雜波也相對較少。如分水套緊貼鋼管，造成分水套磨損過大，會對探頭造成不必要的損傷，且整個機架都會受到影響，長久下去會造成機架和導向桿變形，探頭架無法正常升起。

（8）調節探頭架升降力度，靠前的為探頭架升起力度調節器（探頭架升起力度不宜過大，過大會造成探頭架過早升起，探傷盲區增大；探頭架升起力度也不宜過小，過小會造成管端雜物刮傷探頭）。靠后為探頭架下落力度調節器，探頭架下落力度過大會造成探頭受到強烈撞擊導致角度改變，大大降低探傷準確度；探頭架下落力度過小會造成探頭架落不到位，使探頭與鋼管無法正常耦合，也會大大降低探傷準確度。總之，這兩種調節器必須慎重調節。氣缸壓力調節器一般無需調節，請勿將它與探頭架力度調節器混淆。

（9）連接探頭的小導向桿由于靠鋼管探傷面比較近，所以時常會有水滴濺入，長久下去會造成導向桿生銹，無法正常活動，必須定期拆卸下清洗、潤滑。

（10）光電開關。當鋼管進入探傷儀下方時，兩側的光電開關應同時亮起。如有一側未亮，則表明該側未檢測到鋼管，此時探傷無法進行，設備會發出報警。應適當調節光電開關的感應距離，同時檢查鋼管管端是否平行。

4 應用效果

在日常生產中，只要按以上要求調節保養設備，無論檢測任何管徑的鋼管，都可在0.5 h 內完成樣管調校，并能很好地保持設備的操控性和穩定性。與普通的調試方法相比，該方法每次節省校驗設備時間8 min。按照4 h 校驗設備的規定，每天可節省8 min，一根鋼管完成檢測的時間約為6 min，每天可以多檢測8根鋼管，效益可觀。

該樣管調節方法的使用，即減少了不必要的調整時間，又大大降低了設備的配件損耗，同時大幅度提高生產效率，符合公司降本增效的理念。