無縫鋼管分層缺陷及鑒定研究

王世明

（衡陽華菱鋼管有限公司，湖南 衡陽 421001）

無縫鋼管屬于有著中空截面地鋼材，因其優勢已經被廣泛地運用在各行業的管道制作當中，包括原油、成品油以及天然氣等管道的建設工程當中。而在實際的生產工作中，因生產工藝或是工況等因素，導致無縫鋼管出現裂紋、氣孔以及分層等缺陷問題。當前在無縫鋼管的缺陷鑒定中，所運用的鑒定方法有很多，一般包括常規的超聲鑒定方法、磁粉鑒定方法、滲透鑒定方法以及渦流鑒定方法等。而對于這些鑒定方法都是監控無縫鋼管質量的最為關鍵且有效地形式。

1 無縫鋼管的分層缺陷分析

對于無縫鋼管中存在的分層缺陷，其主要就是在平行在金屬表面上的內部層存在分離表現。而從實際角度進行分析，主要就是鋼管壁厚有異常的物質夾雜在其中，而如果在無縫鋼管中存在分層缺陷，那么其帶來的危害就包括以下幾點內容：首先，其會使得分層位置的無縫鋼管的承受載荷厚度變的比較薄，這樣會對材料的塑性以及韌性帶來影響，甚至會對其疲勞性能以及耐腐蝕的性能帶來嚴重影響，不利于其在實際工作中發揮自身的優勢。其次，其分層缺陷邊緣會呈現尖銳的狀態，這樣就將會引發應力集中的現象。而且對于應力的作用是較為敏感的，尤其是在交變載荷的作用之下，比較容易出現應力疲勞裂紋的現象，對無縫鋼管的正常使用都會帶來較大影響。再次，對于在含有濕硫化氧地液化石油氣以及高溫、高壓的臨氧介質等工況之下，對于最靠近在內表面地分層缺陷很容易會引發鼓包或是裂紋等危險和缺陷問題，對于實際工作的開展會帶來一定影響。最后，如果分層的缺陷是在無縫鋼管的兩端坡口位置，加之焊接工作未能對坡口的質量進行有效地控制與管理，那么將會對焊接的接頭質量帶來一定影響，不利于后期工作有效開展[1-3]。

2 無縫鋼管的分層缺陷鑒定分析

對于我國的鋼管生產廠家，都是以承壓無縫與焊接鋼管的分層缺陷超聲檢測為標準，有效對無縫鋼管存在的分層缺陷開展鑒定工作。對于該標準，是比較適合運用在公稱外徑＞30mm鋼管鑒定中。而且其中也要求在開展鋼管的分層缺陷鑒定中的方法應運用A型脈沖式的超聲檢測技術為主，也就是常規的超聲檢測方法，其超聲波束地發射的方向要處于垂直在鋼管的表面之上。而且在標準中也對其設備的校準中的校驗、試樣加工制作以及驗收等級等相應內容有較為嚴格的規定與要求。

對于其標準中要求的鑒定靈敏度的校準形式包括兩種形式，其中就有在首次底面的回波中的滿波幅下方在10dB位置處要安裝相應的報警電平。而另一種就是通過對比試樣當中的四槽回波的信號中滿波幅來視為報警電平。而在實際的檢測中，如果其中存在任何的高于報警電平地回波信號出現，都可以確定其是可疑的鋼管。對于這些可疑鋼管的具有處理形式，主要就包括切除掉可疑的區域，也可以運用對可疑的區域運用常規的超聲檢測的形式來開展手動或是自動、半自動的掃查工作，這樣就能更為準確的明確具體地分層缺陷的范圍。而如果是單一的缺陷面積或是缺陷的總面積是符合標準的要求時，那么其可疑鋼管將會判定成合格，相反就是不合格的。

對于當前我國的無縫鋼管的分層缺陷鑒定工作中，主要形式就是運用簡單的缺陷回波以及底面回波、人工缺陷回波幅值比較等形式為主，通過對分層缺陷中的角度情況、壁厚情況等進行有效地考量和分析。而且對可疑的鋼管開展處理的形式也相對較為簡單化，主要以直接切除該可疑的區域，這樣會帶來材料浪費問題，也會增加實際的成本；也會針對可疑的區域進行再次手動或是自動半自動的常規超聲檢測，這樣的形式會降低整體的生產效率，而且也會導致勞動的強度變大，不利于各項工作有效開展。

3 無縫鋼管的分層缺陷鑒定策略分析

（1）有效運用相控陣超聲檢測技術開展相應工作。相控陣超聲檢測屬于一種將常規超聲技術和計算機技術進行有效融合后的新型無損的檢測技術形式。這一核心技術主要就是運用計算機來對相控陣超聲的探頭進行控制，通過將其具有的多個相互的且獨立地壓電晶片進行運作，讓其可以根據一定地延遲時間來激發與接收相應的超聲波，由此能夠更好地達到轉變聚焦特性以及聲束偏轉和聲束位移等相控的效果，整體工作的效果相對較好。其和常規的超聲技術進行對比，其主要特點就在于相控陣超聲波的掃查覆蓋的范圍非常的大，檢測的速度比較快，而且工作效率相對較高；在檢測中其結果較為直觀化，能夠實時的展示出相應的內容，而且其結果是能夠進行存儲的；在聚焦區域的聲場強度是與常規的超聲要高的；對于缺陷的定位與定量有較小的誤差，而且檢測的靈敏度是相對較高的，在無縫鋼管的分層缺陷鑒定中是最為有效的方法。

（2）將相控陣超聲檢測技術運用在無縫鋼管的分層缺陷鑒定中優勢表現。在實際的無縫鋼管分層缺陷鑒定工作中，應有效地運用相控陣超聲檢測技術形式，由此更好地提升整體工作效率以及工作質量，為盡快明確無縫鋼管的分層缺陷情況提供保障，由此為各項工作有效開展奠定堅實基礎。而且在實際應用中有以下幾點優勢：首先，該技術是以控制晶片陣列當中的各晶片中延遲來實現激發以及接收超聲波的效果，其能夠獲得多角度地聚焦聲束，且一定范圍內的動態屬于可調的，整體效果相對較好。而這一點就會讓那些有較高聲場能量地區域可以有效地覆蓋那些可能會存在缺陷的位置，進而更好地提升整體的分辨力，減少信噪比，更能進一步增強了缺陷檢驗出來的效率。其次，可以更好地滿足聲束偏轉，也能進一步增強和檢測面具有角度地缺陷檢出的效率。最后，有很多的顯示形式，能夠有效地運用色差不同地像素點實現集合，進而展示出其中的缺陷水平的位置、高度以及埋藏的深度和形貌特征等信息，由此能夠更為有效地方便檢測人員對缺陷進行危害性的判定。

（3）鑒定實踐案例分析。針對某煉油廠的焦化裝置中的某一換熱器進料口的管線類別是GC2，其管內主要輸送的就是油氣，而操作的壓力主要在0.1MPA，溫度都控制在100℃，所運用到的無縫鋼管的規格是直徑為219毫米，壁厚為7毫米，而材料是20鋼。針對該管線開展超聲測厚工作中，存在多處測厚值有異常的表現，其最小測厚值是2.8毫米，其相關工作人員認為在無縫鋼管中的內表面出現了嚴重地腐蝕點，因此開展停工更換管線的相應工作。

針對該管線的工況、超聲測厚的情況開展有效地分析與研究，可能在其運用的無縫鋼管中存在一定的分層缺陷問題，因此會帶來超聲測厚的數據異常現象。其實際的檢測人員通過運用相控陣超聲檢測的技術對其開展了缺陷的復驗工作，確定其管線沒有嚴重的腐蝕點現象，而導致超聲測厚的數據出現異常的原因是由于存在分層缺陷問題所帶來的問題。這一點有效地避免了石化裝置非正常停工而帶來經濟損失問題的出現，對相應工作有效開展能夠提供一定基礎。所以在實際檢測中，應對針對超聲測厚的數據異常集中的區域為重點，通過對這一部分的進料口管線運用相控陣超聲檢測技術開展缺陷復驗工作，并運用列線掃查的形式開展相應工作。其檢測的結果就是在該管線的檢測中發現多處的分層類缺陷現象，其壁厚方向在7毫米處的內壁回波信號是清晰完好的，并無嚴重減薄的現象。而對于缺陷的表面實際呈現一定夾角傾斜表現的，如果運用超聲測厚的形式和常規的超聲檢測形式開展工作，那么極易會帶來漏檢的現象。而通過運用計算機技術能夠對所獲得的數據進行處理和分析，從而制定更為有效地分層缺陷處理對策。

4 結語

對于無縫鋼管的分層缺陷問題是會對無縫鋼管的承受載荷能力帶來嚴重影響的重要部分，針對其進行有效地鑒定，是對分層缺陷問題進行有效解決和改善的重要過程，通過在無縫鋼管分層缺陷鑒定中運用相控陣超聲檢測技術，不僅能夠提升整體鑒定的效率以及準確性，也能為整體工作效率的提升奠定堅實基礎，對各項工作有效開展也有一定意義和幫助。