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焊管探伤应该做哪些,解答焊接钢管探伤的几种方法和流程。

来源: | 发布日期:2022-07-07

在焊管的制造和使用过程中,进行无损检测以保证焊缝的质量尤为重要。焊管常用的无损检测方法有:适用于距离焊管表面5mm以上离线全管漏磁检测、涡流检测和超声波检测;从焊管表面验证5mm在线漏磁检测和涡流检测上述焊接质量;适用于厚壁焊管离线焊缝全管超声波检测;超声波检测验证了厚壁焊管的焊接质量。

焊管

一、焊管全管漏磁探伤

漏磁检测是指通过检测漏磁场发现缺陷,铁磁材料被磁化后,其表面和近表面缺陷在材料表面形成漏磁场的无损检测技术。

漏磁检测对管道表面状态要求不高,检测深度大,广泛应用于国外焊管检测,在国内也得到广泛应用,尤其是石油焊管。

在生产检测中,除了管理和人员因素外,还出现了磁性检测无法检测到焊管的现象,这与仪器、探头性能、缺陷尺寸和形状有关。


根据实践经验,笔者得出结论,影响整个焊管检测精度的主要因素如下。

(1)磁化强度


当磁化强度较低时,漏磁场较小,增长缓慢;当磁感应强度达到饱和值的80%左右时,随着磁化强度的增加,缺陷漏磁场的峰值会迅速增加,但当铁磁材料进入磁饱和状态时,外部磁化强度的增加对缺陷磁场的强度影响不大。

所以磁路的设计应尽量使被测材料达到近饱和磁化状态。

(2)缺陷的方向、位置和大小。

漏磁检测精度对缺陷方向影响较大,当缺陷主平面与磁化磁场方向垂直时,漏磁场最强。

当同一缺陷位于管道表面时,漏磁场最大,随着埋深的增加而逐渐减小,当埋深足够大时,漏磁场趋于零。

因此,可用于检测的焊管壁厚一般为6~15mm;在降低灵敏度的情况下,可以检测到壁厚为20mm。

缺陷的大小也泄漏磁场也有很大的影响。当缺陷宽度相同且深度不同时,泄漏磁场随缺陷深度的增加而增加,两者在一定范围内几乎呈直线关系。

缺陷宽度对泄漏磁场的影响不是单调的。当缺陷宽度很小时,泄漏磁场会随着宽度的增加而增加;然而,当宽度较大时,宽度增加,泄漏磁场缓慢下降。

(3)提离值

当提离值超过裂纹宽度的2倍时,漏磁场强度随着提离高度的增加而迅速下降。

传感器支架的设计必须在检测到的钢管表面上保持探头的提升值,一般小于2mm,常取1mm。

(4)探伤速度

在探伤过程中,应尽量保持匀速,不同的速度会造成漏磁信号形状不同,但一般不会造成误判。

(5)焊管表面质量

焊管表面的油漆等涂层厚度对检测灵敏度的影响很大,随着涂层厚度的增加,检测灵敏度急剧下降。

从目前的仪器性能来看,当涂层厚度为≥6mm不可能获得有效的缺陷识别信号。

焊接管表面粗糙度的差异动态变化了传感器和检查表面之间的分离值,影响检测灵敏度的一致性,也会导致系统振动和噪声,因此需要检测到的焊接管表面应尽可能光滑。

在检测过程中,焊管表面的氧化皮和铁锈等杂物也可能产生伪信号,应及时确认或复检。

二、焊管整体涡流探伤

涡流探伤法的特点是:

①非接触进行,不需要耦合剂;

②探伤速度快,可实现在线生产(可达3)m/s,正常生产为2m/s),此外,调整和更换规范的时间较短(一般为10~20min);

③能检测高温焊管焊缝;

④检测结果的可靠性较高。由于涡流检测速度快,多年来通过线圈涡流检测方法被广泛用于检测焊接管的质量,特别是其密度,但很难检测铁磁焊接管焊缝中的纵向裂纹。

因此,在高标准的涡流探伤中,一般采用探针线圈涡流探伤法。焊管焊缝中经常发生的情况。“内毛刺吸附”涡流探伤设备经常误报缺陷。

在频繁的涡流检测过程中,由于电磁力吸附在焊缝上,频繁发生。离开涡流磁场后,钢管接触自动消磁装置。没有磁力吸引后,内部毛刺会自动脱落,然后手动再探测,没有缺陷。

由于皮肤效应的影响,随着焊接管与检测线圈之间距离的增加,检测灵敏度将逐渐降低。因此,对于相同尺寸的缺陷,管道内壁反映的信号范围将小于管道外壁上的缺陷。

焊管整体涡流检测设备检测焊管外表面和内表面缺陷的能力由多种因素决定,但最重要的是取决于检测焊管的壁厚、涡流激励频率和磁饱和强度;

同时,在选择仪器参数时,还应考虑物理参数,如被检焊管的电导率和磁导率对涡流探伤精度的影响。

三、焊管全管超声波探伤

超声波探伤主要分为直接接触法和液浸法。

(1)直接接触法

超声波探头和测试表面之间有一个非常薄的耦合层,因此可以看作是两者之间的直接接触。直接接触法操作方便,检测图形简单,易于判断,检测缺陷灵敏度高,是实际检测中使用最多的方法。然而,该方法需要检测试验表面的高精度。

(2)液浸法

用液体作为耦合剂将超声波探头和工件浸入液体中探伤的方法称为液体浸泡法。耦合剂可以是油或水。液体浸入法分为全浸入法和局部浸入法。

该方法适用于表面粗糙的试件,探头不易磨损,耦合稳定,检测结果重复性好,便于自动检测。

然而,在液浸法中,声波在管壁中的传播衰减是非常严重的,一个较好的解决办法是用水膜法代替水浸法进行声耦合。

四、焊管焊缝超声波探伤

1)离线检测焊缝

焊管通过输送辊道送至探伤区,抬起旋转托辊,将钢管焊缝在托辊上手动旋转至焊缝的某一点。

当探伤小车运行时,每组探头按顺序延迟落在焊管上,探伤用耦合剂作为焊管生产线的乳液,通过传感信号自动喷洒在焊缝和两侧。

由于超声波离线系统布置在水冷和空冷之后,焊缝偏离的影响变得非常重要。因此,在焊缝离线检测中,焊管焊缝纵向线性缺陷检测采用两组6个探头,每组3个探头,分布在焊缝两侧,双向检测,占用6个通道,在焊缝中扭转(偏离)15个探头mm范围内可正常探伤。

单个纵向探头的垂直探伤覆盖范围为12.7mm(焊缝两侧各6个.4mm),垂直方向12的焊缝.7mm宽区域内焊缝厚度(最大13).72mm)方向无盲区覆盖。

钢管焊缝的少量扭转(偏差)也应考虑焊缝横向线性缺陷和点状缺陷的检测。

因此,使用两组6个探头,每组3个探头,前后分布。即使焊缝扭转(偏离),探头始终可以覆盖探伤区域。由于覆盖面积较宽,可以对准焊缝mm双向检扫描,实现全焊缝覆盖双向检测,更好地保证了检测质量控制的准确性,横向探头占用6个通道。设备占用12个通道。

为防止探头磨损,尽量减少探头与焊管的直接接触,钢管企业与探伤设备生产研发机构共同设计研究了探靴和探头套的升级改进。

在探伤设备的升级中,大多数焊管厂家都采用了离线探伤PLC+工业控制机的控制模式提高了设备的控制精度,避免了管端的盲点。探伤系统主要采用成对探头进行耦合监测,两个探头形成一对,对称位于焊缝两侧,触发时间不同。

一个在重复频率周期中触发,另一个在触发前延迟1/2重复频率周期。

如果耦合良好,这对探头中的一个应该能够在重复频率周期中接收到另一个发射信号。

这种“分时互耦监测”该方法可节省探伤速度和缺乏反馈时间,更准确、及时地监测缺陷的位置和大小,提高探伤效率。

2)焊缝手工探伤

严格确定离线焊缝检测到的缺陷,需要手工检测。

焊缝和探伤确认前,应对焊缝和探伤面进行外观检查。外观质量应符合相关标准。焊缝两侧和探伤面的形状不应影响缺陷的检测,否则应进行研磨;探伤检查员必须检查检测设备、仪器搁置位置、方向是否正确、耦合剂、接头是否正确。

手动复探开始前,应对探伤设备进行检查,第一次检查后隔3~4h第二次验证,检测结束后再次验证探伤设备。

焊缝位置正确后,在焊缝两侧涂上耦合剂(乳化液)进行正式探伤;焊缝探伤不合格的钢管应在有缺陷的地方标记并详细记录。

总结

(1)漏磁探伤灵敏度高,能很好地区分焊管内外壁缺陷,但漏磁探伤后,长管体和大壁厚管需要消磁。

(2)涡流探伤检测速度快,但受皮肤趋化效应的限制,难以发现工件深处的缺陷。

(3)超声波检测具有检测穿透性强、缺陷定位准确、成本低、速度快等特点,但检测操作需要耦合(建议用水膜法代替水浸法)。在北方严冬环境下,耦合焊管容易冻结,给检测操作带来不便。

(4)在新工程建设和焊管生产中,应根据焊管特点、质量要求、标准执行情况、企业经济条件,综合考虑探伤方法、设备选型和工艺技术的选择。

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