鋼管超聲波自動探傷橫向掃查系統的改造

汪 超，張興權，劉勝斌

（渤海裝備南京巨龍鋼管有限公司，南京210061）

1 擴徑前超聲波自動檢測設備存在的問題

鋼管超聲波自動檢測是鋼管焊縫內在質量控制的重要手段之一，可有效檢測出鋼管焊縫內在的夾渣、氣孔、裂紋、未熔合、未焊透等缺陷，確保產品質量。但實際生產過程中，在鋼管擴徑后的超聲波自動檢測時，偶爾發現有鋼管焊縫橫向缺陷出現。但根據相關標準要求，這種缺陷的補焊應在擴徑前進行。因此，出現此問題的缺陷鋼管要進行切除或者降廢處理，增加了鋼管的生產成本，降低了生產效率。

為此，對擴徑前超聲波自動探傷檢測設備進行了分析，發現設備上所使用的橫向掃查探頭的結構布置存在以下問題：①由于探頭架是由頂絲固定，而頂絲偏小不能很好地固定探頭架的方向。在長期使用過程中，探頭容易松動，轉動角度偏離焊縫中心點，使鋼管焊縫中心檢測成為盲區，導致漏檢。改進前橫向探頭布置如圖1所示。②檢測技術條件要求探頭調節時掃查交叉點必須在焊縫中心，且兩邊探頭都是同一次波掃查的交點。但由于橫向探頭架不穩定，在樣管調試過程中，調節時間過長，很難滿足技術條件要求，從而導致鋼管漏檢。③檢測監視系統也存在一定的不足。此橫向探頭是由9通道 （檢測報告上黑色報警）和10通道（檢測報告上紅色報警）組成。9通道和10通道分別由兩個探頭控制，探頭之間分別為一發一收共同實現，只有收發探頭在同一直線上才能達到保障，這就對設備的穩定性和操作人員的操作水平要求較高。改進前通道報警波形如圖2所示。

圖1 改進前橫向探頭布置示意圖

圖2 改進前通道報警波形圖

2 橫向掃查探頭的改造措施及執行情況

2.1 橫向探頭架探頭的布置

橫向探頭架原來是由X形組合，通過探頭一發一收進行檢測，每個探頭由各自的探頭架控制，檢測時對探頭的穩定性要求較高。實際檢測時，探頭很容易轉動而偏離焊縫中心，使鋼管焊縫中心成為檢測盲區，特別是大壁厚鋼管檢測時，焊縫中間的盲區更大。根據這一情況，對原橫向探頭及探頭架的布置進行了改進。

（1）經過反復試驗，對原擴徑前鋼管超聲波自動探傷的橫向探頭架進行了改造，在設備原有橫向探頭架 “X”形組合的基礎上，增加一組“=”形組合探頭，該探頭信號由兩個探頭分別進行自發自收完成。

（2）改進前每個探頭由各自的探頭架控制，即一個探頭架控制一個探頭，一共四個探頭。改進后一個探頭架控制兩個探頭。改進前后橫向探頭布置對比如圖3所示。改進后調節探頭時，只對一個探頭架上的每一個探頭進行分別調整，不干擾其他探頭。改變了以往的一發一收需要通過兩組探頭架來控制一組信號的不足，取得了較好的效果。

圖3 改進前后橫向探頭布置對比照片

2.2 對檢測監視系統的調整

擴徑前鋼管超聲波自動探傷檢測監視系統存在一定的不足。檢測時，兩組橫向探頭由9通道（檢測報告上黑色）報警和10通道（檢測報告上紅色）報警，9通道和10通道分別由兩個探頭控制，兩個探頭之間分別為一發一收實現。改進后，在系統原有基礎上增加了兩個通道（13通道和14通道）的顯示，13通道在檢測報告上為綠色顯示，14通道在檢測報告上為藍色顯示。

改進前后探頭通道報警如圖4所示。該報警圖由樣管人工缺陷調試而成，缺陷分別為內外N5刻槽和準1.6 mm豎通孔組合成。

圖4 改進前后探頭通道報警圖

3 效果分析

將橫向探頭架由原來的 “X”形組合改成“=”形組合，保證了鋼管橫向缺陷的檢測，避免了因鋼管橫向缺陷在擴徑前檢測區域漏檢而導致的鋼管降級或者切除。

兩個探頭在焊縫上方利用多次回波進行缺陷掃查，調試過程中不受鋼管直徑的影響，保證了探頭與鋼管之間穩定耦合，避免了因耦合不好而導致的鋼管漏檢。

增加的13通道和14通道顯示，方便了檢測人員對檢測狀態的監視，使檢測人員能夠及時、準確地發現缺陷所在的位置，包括缺陷水平、內外焊縫、耦合等情況。

4 結 語

通過對擴徑前鋼管超聲波自動探傷橫向掃查系統的改造，保證了鋼管橫向缺陷的檢測，避免了因鋼管橫向缺陷在擴徑前檢測區域漏檢而導致的鋼管降級或者切除。 改造后的檢測系統可靠性高，操作簡便，穩定性好，探傷人員容易掌握。通過對該自動探傷橫向掃查的改造，降低了鋼管缺陷漏檢的風險，提高了生產效率，降低了生產成本。

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