- Ultrazvočni pregled med proizvodnim procesom ERW varjenih cevi
Ultrazvočno testiranje je trenutno glavna metoda neporušnega testiranja v proizvodnem procesu ERW varjenih cevi. Njegova glavna področja uporabe vključujejo: 1) Ultrazvočno spletno testiranje jeklenih plošč. 2) Ultrazvočni spletni pregled zvarov po ERW varjenju ter odstranjevanje notranjih in zunanjih robov. 3) Offline pregled zvarov ERW. 4) Ultrazvočno testiranje ERW varjenih koncev cevi.
1. Ultrazvočni spletni pregled jeklenih plošč
Spletno zaznavanje jeklenih plošč z ultrazvočnimi valovi na splošno uporablja dvojne kristalne ali polikristalne sonde, skupaj z vodnim filmom ali lokalnimi metodami potopitve v vodo. Njegov glavni namen je zaznati večplastne napake v jekleni plošči, ki so vzporedne s površino jeklene plošče. Obstajata dve glavni metodi skeniranja: prvič, skeniranje vzdolž vzporednih črt v smeri kotaljenja; drugič, jeklena plošča se giblje linearno vzdolž smeri valjanja, sonda pa se giblje pravokotno na smer gibanja jeklene cevi in tvori skeniranje v obliki črke "z". Ker rob jeklene plošče tvori zvar pri kasnejšem ERW varjenju, je odkrivanje napak tukaj še posebej pomembno pri ultrazvočnem testiranju jeklene plošče. Ustrezni standardi in specifikacije zahtevajo 100-odstotno skeniranje roba jeklene plošče. Pri dejanskem delu je to na splošno zagotovljeno s povečanjem števila sond na robu jeklene plošče.
2. Ultrazvočni online pregled zvarov
Ultrazvočni spletni pregled zvarov ERW se izvede po varjenju ter odstranitvi notranjih in zunanjih robov. V glavnem vključuje dva dela: najprej uporabite skeniranje A ali B skeniranje, da zaznate učinek strganja notranjih in zunanjih robov. V primerjavi s skeniranjem A lahko skeniranje B prikaže morfologijo notranje stene zvara po odstranitvi notranjih robov v realnem času, grafični prikaz pa je bolj intuitiven; drugič, vzdolžni val pada poševno, prečni val, ki nastane zaradi njegovega loma v varjeni cevi, pa se uporablja za odkrivanje napak pri varjenju. Ker je temperatura zvara v tem času razmeroma visoka, spletni pregled običajno uporablja visokotemperaturne sonde in lokalno metodo potopitve v vodo.
3. Ultrazvočni pregled brez povezave in pregled koncev cevi
Offline ultrazvočno testiranje zvarov ERW se na splošno izvaja po hidrostatičnem testiranju in posnemanju robov in se uporablja predvsem za odkrivanje vzdolžnih napak v zvaru in območju toplotnega vpliva. Za izboljšanje učinkovitosti zaznavanja se običajno uporablja samodejno zaznavanje. Zaradi vpliva slepega območja na koncu cevi pri samodejnem zaznavanju. Nato se običajno doda ročno ultrazvočno skeniranje zvarov. Vsebina pregleda koncev cevi vključuje predvsem odkrivanje zvarov na koncih cevi, večplastnih napak v osnovnem materialu koncev cevi ter aksialnih in obodnih napak. Za odkrivanje večplastnih napak se običajno uporabljajo razcepljene sonde, aksialne napake v zvaru in osnovnem materialu pa se pogosto skenirajo s poševno sondo, obodne napake.
- Izbira procesnih parametrov za ultrazvočno testiranje zvarov ERW
Ultrazvočno testiranje ERW zvarov vključuje predvsem dve metodi: avtomatsko testiranje in ročno testiranje. Trenutno samodejno zaznavanje zvarov ERW v glavnem sprejema dve obliki: zaznavanje kolesne sonde in zaznavanje lokalne potopitve v vodo. Avtomatski pregled ima prednosti visoke učinkovitosti odkrivanja in visoke hitrosti, vendar ne prispeva k natančnemu pozicioniranju napak ter kvalitativni in kvantitativni analizi; v primerjavi s tem je ročni pregled bolj prilagodljiv, ne samo, da je mogoče napake natančno locirati, ampak tudi izvesti kvalitativno in kvantitativno analizo napak prek značilnosti odmeva in dinamičnih valovnih oblik. Napake, odkrite z avtomatskimi ultrazvočnimi valovi, se praviloma dodatno potrdijo z ročnimi metodami. Parametri procesa, ki jih je treba upoštevati pri ultrazvočnem testiranju zvarov ERW, vključujejo lomni kot, širino zvočnega žarka in frekvenco zaznavanja.
1. Izbira lomnega kota
Ultrazvočno testiranje zvarov ERW na splošno uporablja vzdolžne valove s poševnim vpadom. Zaznavanje se doseže z generiranjem prečnih valov s pretvorbo valovnega načina v obdelovancu in zvaru. Dva osnovna pogoja sta: 1) V osnovni kovini in zvaru se vzbujajo čisti prečni valovi. 2) Prečni zvočni žarek valov skenira notranjo steno jeklene cevi.
2. Izbira frekvence detekcije
Frekvenčno območje ultrazvočnega testiranja je široko, na splošno 0.5-10MHz. Pri izbiri frekvence je treba upoštevati predvsem naslednje dejavnike:
(1) Občutljivost ultrazvočnega zaznavanja je približno polovica valovne dolžine. Povečanje frekvence je koristno za iskanje manjših napak. Poleg tega višja kot je frekvenca, manjša je širina impulza in večja je ločljivost.
(2) Visoka frekvenca, kratka valovna dolžina, majhen polovični difuzijski kot, dobra usmerjenost zvočnega žarka in koncentrirana energija so koristni za odkrivanje in lociranje napak. Toda pri enaki velikosti čipa, višja kot je frekvenca, večje je območje bližnjega polja, kar je bolj škodljivo za zaznavanje.
(3) Ko frekvenca narašča, se sipanje in absorpcijsko slabljenje ultrazvočnih valov močno povečata, kar škoduje zaznavanju.
Med testiranjem je treba celovito upoštevati različne dejavnike in razumno izbrati pogostost testiranja. Za ERW varjene cevi so osnovni material na splošno vroče valjani zvitki z relativno finimi zrni. Širina območja taljenja zvara in območja toplotnega vpliva po indukcijskem segrevanju in ekstrudiranju je ozka, velikost zrn pa je v bistvu enaka velikosti osnovnega materiala. Pri dejanskem delu, da bi dosegli višjo ločljivost, je treba izbrati čim večjo frekvenco, hkrati pa zagotoviti občutljivost zaznavanja, običajno med 2.5-5MHz.
- Referenčni testni blok
Referenčni testni blok je osnova za določanje občutljivosti ultrazvočnega testiranja ERW zvarov. Standarda API 5L in GB/T9711 zahtevata uporabo primerjalnih preskusnih blokov z utori N10 ali navpičnimi luknjami 3,2 mm za umetno odsevanje ultrazvočnega testiranja zvarov jeklenih cevi. 100 % telesnega odmeva se uporablja kot kriterij za določanje napake.
- Zaključek
(1) Pri ultrazvočnem testiranju varjenih cevi ERW, da bi zagotovili, da se v varjenih ceveh vzbujajo čisti prečni valovi in skenirajo notranjo steno varjenih cevi, je spodnja meja območja kota loma strižnega vala varjenih cevi znaša 33,2 stopinje, njegova zgornja meja pa je odvisna od razmerja notranjega in zunanjega premera r/R varjenih cevi. Spreminja se s spremembo r/R. Večja kot je vrednost r/R, širši je njegov razpon.
(2) Ko je lomni kot zvočnega žarka notranje stene varjene cevi 45 stopinj, ima visoko občutljivost za zaznavanje napak površinskih odprtin v zvaru in območju toplotnega vpliva. Vendar pa je treba za skeniranje uporabiti tudi akustične žarke s prečnimi valovi z velikimi lomnimi koti, da bi upoštevali odkrivanje radialnih površinskih napak znotraj zvara.
(3) Širino zvočnega snopa strelske ekipe je treba celovito upoštevati na podlagi lomnega kota prečnega vala in premera jeklene cevi. Zagotoviti je treba, da zgornji rob zvočnega žarka ne vzbuja površinskih valov v zvarjeni cevi in se izogniti pojavu lomljenih vzdolžnih valov v zvarjeni cevi.
