組合無損檢測技術在無縫鋼管探傷中的應用分析

方華軍

（衡陽華菱鋼管有限公司，湖南 衡陽 421001）

組合無損檢測技術在無縫鋼管探傷中的應用分析

方華軍

（衡陽華菱鋼管有限公司，湖南 衡陽 421001）

無損檢測技術是在無縫鋼管生產過程中，保證其質量的重要方法。但單一的無損檢測技術在無縫鋼管的檢測中，通常難以達到綜合檢測的目的，因此需采取多種無損檢測技術相結合的方法來進行檢測，實現對無縫鋼管的有效探傷。本文對組合無損檢測技術在無縫鋼管探傷中的應用進行分析探討。

組合無損檢測技術；無縫鋼管；探傷

由于在無縫鋼管的探傷中，單一的無損檢測技術僅能檢測出其中一小部分缺陷，同時由于檢測速度存在較大差距，渦流探傷與超聲的組合方式較為復雜，加上無縫鋼管的材質及外觀尺寸只能通過人工檢查方式進行，因此單一的檢測技術無法起到對生產過程質量監督的作用。這就需要我們掌握多種無損檢測技術，并將它們相結合，通過對無縫鋼管的生產情況及材質等情況進行探討，使用組合無損檢測技術進行探傷，以滿足無縫鋼管探傷的需求。

1 無損檢測傳統技術分析

1.1 超聲檢測

超聲檢測包括超聲測量無縫鋼管尺寸、超聲探傷無縫鋼管存在的缺陷兩種。目前超聲探傷較為多用，該方式經常采用手工測量方式對無縫鋼管尺寸進行測量。超聲探傷主要是對無縫鋼管內部、表面存在的縱向缺陷進行探測，有時也可根據實際情況對無縫鋼管內部、表面存在的橫向缺陷進行探測。其中縱向缺陷的超聲探測速度約為20m/min，橫向缺陷則為10m/min。該探傷方法具有較高靈敏度，可有效檢測出鋼管中的裂紋、直道、非金屬夾雜等缺陷，因此多用于質量要求較高的無縫鋼管檢測。但超聲檢測方式存在探測速度較慢的缺點，無法被廣泛應用于生產無縫鋼管的流水線上，因此該檢測方式多用于離線檢測高質量的無縫鋼管。超聲測量具有速度快、精度高、體積小等優點，有脈沖反射式及共振式兩種測量方式。但由于該測量方式僅能用于對壁厚進行離線式接觸法進行局部抽檢，無法對鋼管外徑進行測量，因此應用較少。

1.2 渦流探傷

該探傷法是目前應用較為廣泛的方法，是以電磁感應為基礎，對鋼管進行百分之百的快速、大批量自動檢測，故在檢測不同類別的無縫鋼管質量時，渦流探傷成為一種必備檢測手段。渦流探傷有穿過式探頭與點式探頭兩種探傷法。點式探頭檢測速度相對較慢，且由于設備較復雜，因為應用范圍并不廣泛，而穿過式探頭則設備簡單，速度快，檢測靈敏度高。但該檢測方法也存在一定缺陷，如精度低，難以實現單一重點監測。

1.3 漏磁探傷

漏磁探傷是基于鐵磁性材料磁性變化的無損檢測技術，主要分為磁場測定法、磁粉探傷法，磁粉探傷法具有操作簡單特點，但在探傷過程中磁痕需通過肉眼觀察，較難實現自動化操作。磁場測定法雖然可拾取漏掉的磁場信息，但設備復雜，操作難度大，成本高。因此，一般在漏磁探傷操作中，若未作出特殊說明，磁場測定法為常用的漏磁探傷操作法。

2 組合無損檢測技術在無縫鋼管探傷中的應用

2.1 自動探傷檢測

無縫鋼管材料中存在的特定缺陷均可通過不同的探傷方法進行探測，但沒有一種方法可將無縫鋼管材料缺陷全部檢測出。而采用組合無損檢測技術則可最大程度將無縫鋼管中的各類缺陷檢測出來，從而進一步保證鋼管質量。穿過式渦流探傷法和超聲探傷法組合本應是首選組合方式，但超聲探傷法速度較慢，無法與渦流探傷相配合，適應鋼管檢測的高速要求。磁場測定法與超聲探傷法一樣有縱向、橫向的區別。而漏磁探傷法則可對無縫鋼管的內部及表面的縱向缺陷進行檢測，但與超聲探傷檢測方式相比，漏磁探傷法檢測的靈敏度較低。此外，漏磁探傷法在對檢測傳感器進行設置時可依據檢測速度而定，調成其機頭旋轉速度，因此該探測方法既可匹配渦流探傷法，還可使用鋼管生產流水線的速度要求。

由此可知，將穿過式渦流探傷法與漏磁探傷法相結合，可有效檢測出無縫鋼管中的主要缺陷，也可適應流水線檢測的速度要求，足以滿足大部分標準用戶的質量標準。但對于質量要求更高的鋼管，如高壓化肥管、高壓鍋爐管等，則需在使用該組合無損檢測技術檢測后，再使用超聲探傷進行檢測。

2.2 材質自動鑒別

在生產鋼管的過程中，通常不可避免的會有其它材質不同的鋼管混入。人工火花鑒別方式作為挑選材質不同的鋼管的傳統方式，耗時、耗力，且對操作人員的專業素質與專業水平提出了較高的要求，因此較難完全杜絕出現混鋼現象。

電磁分鋼法則可在混鋼的分選過程中進行自動鑒別，自動鑒別原理如下：由于鋼管的磁導率相對較大，屬于鐵磁性材料的一種，依據材質不同的鋼管初始磁導率不同的特點，一旦鋼的化學成分出現變化時，鋼管的初始磁導率也會發生較大差異，并可通過傳感器鑒別出來。

2.3 自動測徑測厚

以往的便攜式起身測厚儀對鋼管局部進行測厚操作時僅僅只能采用離線式接觸法，故在測量無縫鋼管外觀尺寸的時候，只能采用效率較低的人工測量法進行，不能對大批量生產的鋼管尺寸進行快速測量，因此需探討液浸法超聲測厚、測徑的可行性及原理。可于被測鋼管的兩側分別布置兩個窄脈沖發收雙用超聲探頭，并在探頭前方的固定位置設置輔助反射體，以促使其在需要測量的鋼管四周旋轉，并只可反射探頭的部分發射聲能。將探頭與需測量的鋼管放置于水中，發現探頭除了發射始波外，同時還會發射鋼管內表底面與外表界面的回波、輔助反射體回波。通過探頭接收的鋼管內表面與外表面的回波時間差，即可得出鋼管壁的厚度值；通過輔助反射體回波和鋼管外表面、內表面回波時間差，則可計算鋼管表面與反射體之間的距離。因此，采用水浸法超聲測量技術可對鋼管進行快速自動測徑測厚，且可根據實際需求來調整測量速度，以達到對在線檢測的要求。由此可知，由縱向漏磁探傷、電磁分鋼、超聲測量、穿過式渦流探傷組成的組合無損檢測技術可對無縫鋼管存在的大多數缺陷進行有效測量，并可將混料剔除，自動測量無縫鋼管的壁厚與外徑，從而有效保障產品質量。

3 組合無損檢測技術的工藝布置

3.1 生產流程

在對無縫鋼管進行組合無損檢測時，其精整流水線如下：上料、矯直、過度、吸灰、組合無損檢測、管端檢驗、排管鋸、裝筐。另外，對管端倒棱部分有特殊要求的無縫鋼管，但仍需由人工完成管端部分的檢驗工作，這是由于無縫鋼管的部分區域管端無法探及，且該段區域長度約為200mm。如鋼管被無損檢測判定為不合格，需進行返切或修磨。

3.2 組合無損檢測工藝布置

根據精整生產流水線的組合無損檢測系統，可將其工藝布置和系統構成分為退磁裝置、無損檢測裝置、定心驅動裝置、自動標記裝置四個部分。整體工藝布置如下：夾持器→電磁分鋼→夾持器→渦流探傷→夾持器→漏磁探傷→夾持器→超聲測量→夾持器→直流退磁→交流退磁→夾持器→自動標記。定性驅動裝置是提供鋼管動力的主要裝置，可促使鋼管一邊勻速前進一邊保持檢測同心度；對檢測出有缺陷的鋼管進行標記則是采用自動標記裝置，以便返切等處理。

由于無縫鋼管需進行磁化處理后才可進行電磁無損檢測，因此在檢測前需退磁處理鋼管，否則會對鋼管的加工、使用等產生一定影響。退磁處理的組成部分為交流退磁與直流退磁，薄壁碳素鋼管一般采用交流退磁進行處理，但厚壁鋼管、合金鋼管則需要采用先直流后交流的方式進行退磁。

4 結語

對鋼管采用組合無損檢測技術，并進行人工抽檢，可發現鋼管均具備良好質量，其基本無漏檢現象出現。由此可見，組合無損檢測技術用于鋼管檢測中，一般檢測速度為1.5～2m/s，最高可達到3m/s，不僅滿足了速度上的實際需求，也可滿足無縫鋼管的性能要求與質量要求，成功實現檢驗百分之百自動化。

因此，在現代鋼管的實際生產過程中組合無損檢測技術是必不可少的工序之一，可保證無縫鋼管的生產質量。但其也存在一定的不足，如漏磁探傷的靈敏度不是很高等，還需對該檢測技術進行進一步的探查。

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[2]趙海燕，落寶龍，張雨生等.無損檢測中超聲探傷技術的應用[J].中國科技縱橫，2015,(7):60～60,62.

[3]趙毅，張鉞.超聲波無損檢測技術在鋼管檢測中的應用[J].中國新通信，2012,(17):78～79.

TG115.28

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1671-0711（2017）01（下）-0078-02