- Ultrazvučni pregled tijekom procesa proizvodnje ERW zavarenih cijevi
Ultrazvučno ispitivanje trenutno je glavna metoda ispitivanja bez razaranja u procesu proizvodnje ERW zavarenih cijevi. Njegova glavna područja primjene uključuju: 1) Ultrazvučno online ispitivanje čeličnih ploča. 2) Ultrazvučna online kontrola zavarenih šavova nakon ERW zavarivanja i uklanjanja unutarnjih i vanjskih srha. 3) Offline inspekcija ERW zavara. 4) Ultrazvučno ispitivanje ERW zavarenih krajeva cijevi.
1. Ultrazvučna online kontrola čeličnih ploča
Internetska detekcija čeličnih ploča ultrazvučnim valovima općenito koristi dvostruke kristalne ili polikristalne sonde, u kombinaciji s vodenim filmom ili lokalnim metodama uranjanja u vodu. Njegova glavna svrha je otkrivanje slojevitih nedostataka u čeličnoj ploči koji su paralelni s površinom čelične ploče. Postoje dvije glavne metode skeniranja: prvo, skeniranje duž paralelnih linija u smjeru kotrljanja; drugo, čelična ploča se kreće linearno duž smjera kotrljanja, a sonda se kreće okomito na smjer kretanja čelične cijevi, tvoreći skeniranje u obliku slova "z". Budući da rub čelične ploče čini zavar u naknadnom ERW zavarivanju, otkrivanje nedostataka ovdje je posebno važno u ultrazvučnom ispitivanju čelične ploče. Relevantni standardi i specifikacije zahtijevaju 100% skeniranje ruba čelične ploče. U stvarnom radu, općenito se to osigurava povećanjem broja sondi na rubu čelične ploče.
2. Ultrazvučna online kontrola zavara
ERW ultrazvučni online pregled zavara izvodi se nakon zavarivanja i uklanjanja unutarnjih i vanjskih srha. Uglavnom uključuje dva dijela: Prvo, upotrijebite skeniranje A ili B skeniranje za otkrivanje učinka struganja unutarnjih i vanjskih neravnina. U usporedbi s A skeniranjem, B skeniranje može prikazati morfologiju unutarnje stijenke zavara nakon uklanjanja unutarnjih neravnina u stvarnom vremenu, a grafički prikaz je intuitivniji; drugo, uzdužni val pada koso, a poprečni val generiran njegovom lomom u zavarenoj cijevi koristi se za otkrivanje nedostataka zavarivanja. Budući da je temperatura zavara u ovom trenutku relativno visoka, online inspekcija općenito koristi sonde za visoke temperature i metodu lokalnog uranjanja u vodu.
3. Ultrazvučni izvanmrežni pregled zavara i pregled krajeva cijevi
Offline ultrazvučno ispitivanje ERW zavarenih spojeva općenito se provodi nakon hidrostatskog ispitivanja i skošenja, a uglavnom se koristi za otkrivanje uzdužnih nedostataka u zavarenom spoju i zoni utjecaja topline. Kako bi se poboljšala učinkovitost detekcije, općenito se koristi automatska detekcija. Zbog utjecaja slijepog područja na kraju cijevi u automatskom otkrivanju. Nakon toga se obično dodaje ručno ultrazvučno skeniranje zavara. Sadržaj inspekcije krajeva cijevi uglavnom uključuje otkrivanje zavarenih spojeva na kraju cijevi, slojevitih nedostataka osnovnog materijala kraja cijevi te aksijalnih i obodnih nedostataka. Detekcija slojevitih defekata općenito se koristi razdvojenim sondama, a aksijalni defekti u zavarivanju i osnovnom materijalu se često skeniraju kosom sondom.
- Odabir procesnih parametara za ultrazvučno ispitivanje ERW zavara
Ultrazvučno ispitivanje ERW zavara uglavnom uključuje dvije metode: automatsko ispitivanje i ručno ispitivanje. Trenutno, automatsko otkrivanje ERW zavara uglavnom ima dva oblika: otkrivanje sonde kotača i lokalno otkrivanje uranjanja u vodu. Automatska inspekcija ima prednosti visoke učinkovitosti detekcije i velike brzine, ali nije pogodna za precizno pozicioniranje nedostataka i kvalitativne i kvantitativne analize; u usporedbi, ručna inspekcija je fleksibilnija, ne samo da se nedostaci mogu točno locirati, već se također može provesti kvalitativna i kvantitativna analiza nedostataka kroz karakteristike odjeka i dinamičke valne oblike. Greške otkrivene automatskim ultrazvučnim valovima općenito se dalje potvrđuju ručnim metodama. Parametri procesa koje je potrebno uzeti u obzir za ultrazvučno ispitivanje ERW zavara uključuju kut loma, širinu zvučnog snopa i frekvenciju detekcije.
1. Odabir kuta loma
Ultrazvučno ispitivanje ERW zavarenih spojeva općenito prihvaća uzdužne valove s kosim upadom. Detekcija se postiže generiranjem transverzalnih valova kroz pretvorbu moda valova u obratku i zavaru. Dva su osnovna uvjeta: 1) Čisti transverzalni valovi pobuđuju se u osnovnom metalu i zavaru. 2) Zraka poprečnog vala zvuka skenira unutarnju stijenku čelične cijevi.
2. Odabir frekvencije detekcije
Frekvencijski raspon ultrazvučnog ispitivanja je širok, općenito 0.5-10MHz. Odabir učestalosti treba uglavnom uzeti u obzir sljedeće čimbenike:
(1) Osjetljivost ultrazvučne detekcije je oko polovice valne duljine. Povećanje učestalosti je korisno za pronalaženje manjih nedostataka. Osim toga, što je veća frekvencija, to je manja širina impulsa i veća razlučivost.
(2) Visoka frekvencija, kratka valna duljina, mali kut poludifuzije, dobra usmjerenost zvučnog snopa i koncentrirana energija korisni su za otkrivanje i lociranje nedostataka. Ali za istu veličinu čipa, što je veća frekvencija, to je veće područje bliskog polja, što je štetnije za detekciju.
(3) Kako se frekvencija povećava, raspršenje i slabljenje apsorpcije ultrazvučnih valova naglo se povećavaju, što je štetno za detekciju.
Tijekom testiranja moraju se sveobuhvatno razmotriti različiti čimbenici i razumno odabrati učestalost testiranja. Za ERW zavarene cijevi, osnovni materijal su općenito vruće valjani koluti s relativno finim zrnima. Širina zone taljenja zavara i zone pod utjecajem topline nakon indukcijskog zagrijavanja i ekstruzijskog kalupljenja je uska, a veličina zrna u osnovi je ista kao kod osnovnog materijala. U stvarnom radu, kako bi se postigla veća razlučivost, trebalo bi odabrati što je više moguće višu frekvenciju uz osiguravanje osjetljivosti detekcije, općenito između 2.5-5MHz.
- Referentni testni blok
Referentni ispitni blok osnova je za određivanje osjetljivosti ultrazvučnog ispitivanja ERW zavara. Standardi API 5L i GB/T9711 zahtijevaju upotrebu usporednih ispitnih blokova s N10 utorima ili okomitim rupama od 3,2 mm za umjetno odražavanje ultrazvučnog ispitivanja zavarenih spojeva čeličnih cijevi. 100% tjelesnog odjeka koristi se kao kriterij za određivanje kvara.
- Zaključak
(1) U ultrazvučnom ispitivanju ERW zavarenih cijevi, kako bi se osiguralo da se čisti poprečni valovi pobuđuju u zavarenim cijevima i skeniraju unutarnju stijenku zavarenih cijevi, donja granica raspona kuta loma posmičnih valova zavarenih cijevi iznosi 33,2 stupnja, a njegova gornja granica ovisi o omjeru unutarnjeg i vanjskog promjera r/R zavarenih cijevi. Mijenja se promjenom r/R. Što je veća vrijednost r/R, širi je njegov raspon.
(2) Kada je kut loma zvučne zrake unutarnje stijenke zavarene cijevi 45 stupnjeva, ona ima visoku osjetljivost detekcije za nedostatke površinskog otvora u zavarivanju i zoni pod utjecajem topline. Međutim, kako bi se uzela u obzir detekcija defekata radijalnog područja unutar zavara, za skeniranje bi se također trebale koristiti akustične zrake poprečnih valova s velikim kutovima loma.
(3) Širina zvučnog snopa streljačke ekipe mora se sveobuhvatno razmotriti na temelju kuta loma poprečnog vala i promjera čelične cijevi. Potrebno je osigurati da gornji rub zvučne zrake ne pobuđuje površinske valove u zavarenoj cijevi, te izbjeći pojavu lomljenih longitudinalnih valova u zavarenoj cijevi.
