专利名称：电阻焊管焊缝爬波检测方法及其爬波探头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊缝检测方法及其专用探头。
背景技术：
淮南 上海IOOOkV输电线路即“皖电东送工程”是我国第一条全线采用钢管塔的同塔双回特高压输电线路。钢管塔具有结构传力清晰、用钢量少、占地面积小、塔型美观及附加荷载小等优点，有利于充分发挥材料的承载能力，提高输电线路建设水平。钢管塔采用直缝焊管与带颈法兰对接焊连接的形式，所用直缝焊管要求直径426_以下规格采用高频焊工艺生产，因此，钢管塔中有大量的厚度在之间的薄壁高频电阻焊管(一般来讲，壁厚/管径小于0.02的是薄壁钢管)，工程要求高频电阻直缝焊管100 %超声波检验，焊管不允许修补。因此钢管焊缝质量直接关系到钢管塔的安全运行、线路运行的可靠性。高频电阻焊管是将热轧卷板经过成型机成型后，利用高频电流的集肤效应和邻近效应，使管坯边缘加热熔化，在挤压辊的作用下进行压力焊接来实现生产的。电阻焊管的成型工艺在焊接过程中不添加任何焊接材料，焊缝成型没有经过热熔化状态，只是焊缝金属经过再结晶过程，故形成的焊缝与母材的化学成份完全一致。因此电阻焊管焊缝中易出现的缺陷为未熔合(冷焊)、裂纹、夹杂等，主要为沿焊缝延伸的面积型缺陷，由于焊接工艺的特点，焊缝中一般不会出现气孔、夹渣等体积型缺陷。根据产生焊接缺陷的特点，对体积型缺陷检测敏感的射线检测方法一般不适用于电阻焊缝的检测。皖电东送工程在Q/GDW384《输电线路钢管塔加工技术规程》中规定电阻焊缝检测应该使用对面积型缺陷最有效、灵敏度最高的超声波检测方法。对于壁厚大于或等于8_的焊缝，可以按 照GB/T11345标准进行超声波检测，但是目前对于厚度小于8_的薄壁焊管焊缝的超声波检测还没有比较适用的方法。采用常规横波检测时，因为管径小，曲率大，探头与钢管表面是线接触，耦合效果较差，如果将探头加工成曲面，导致反射杂波的增加，也会影响缺陷检出效果；探头与超声仪器的组合决定了始脉冲占宽比较大，导致部分管壁厚度包含在杂波中，使判伤时难以识别；因为薄壁一般采用较大的K值探头(一般选用K3)，以避免近场区检测，但是随时存在的耦合剂产生的波和K3探头无法消除的表面波都会落在需要判断的缺陷波位置附近，且无有效去除办法，因此影响判伤。
发明内容
本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种能够较为准确的检测出焊缝的缺陷的电阻焊管焊缝爬波检测方法，同时提供一种专用于该方法的爬波探头。本发明是通过以下技术方案实现的:一种电阻焊管焊缝爬波检测方法，包括超声波检测仪、爬波探头，该方法包括:
步骤S100，根据电阻焊管曲率选择爬波探头规格；
步骤S200，调节反射波声程与深度比为2:1;
步骤S300，选取基准点，作为DAC曲线的第一点，依次间隔5mm取一点至返回第一点，同时测量反射波幅度，依据测量结果绘制距离-波幅曲线，将DAC曲线衰减IOdB为评定线；步骤S400，将爬波探头的声束中心线垂直于焊缝中心放置在检测面上，在焊缝一侧距焊缝中心20 25mm处进行扫查,探头的扫查速度不超过50mm/s ；
步骤S500，将步骤S400的探测结果与评定线进行比较。优选地，步骤S400，将爬波探头的声束中心线垂直于焊缝中心放置在检测面上，在焊缝一侧距焊缝中心20mm处进行扫查，探头的扫查速度为20 50mm/s。因为电阻焊缝产生的缺陷主要是沿焊缝延伸的纵向缺陷，超声波检测时声波入射方向应尽可能垂直于缺陷的方向，塔用直缝电阻焊管焊缝壁厚较薄，可以采用爬波检测，该检测方法具有如下优势:
1、探头在距离焊缝一定距离上可以通过单侧检测实现对焊缝整个截面的检测；
2、入射声束与焊缝中的未熔合(冷焊)、裂纹等危险性缺陷基本垂直，检测灵敏度高；
3、因为爬波横穿整个焊接接头，所以检测过程是直线扫查，而非锯齿型扫查，操作方便，从而减轻了扫查工作量，工作效率高。在第二方面，本发明提供一种专用于该方法的爬波探头，所述爬波探头为双晶片并列式爬波探头。优选地，所述爬波探头的晶片面积不大于50mm2，且任一边长不大于8mm，所述爬波探头的声束轴线水平偏离角不大于2°。该爬波探头精度高、稳定性好，满足检测要求。
图1为爬波探头声场示意 图2为爬波指向特性 图3为纵爬波的近场和远场示意 图4为透声斜楔 图5为电阻焊管焊缝爬波检测对比试块示意 图6为电阻焊缝爬波距离-波幅曲线；
图7为典型双晶爬波探头距离-波幅曲线；
图8为薄壁高频电阻焊缝爬波检测扫查方式示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作详细描述。爬波又称为表面下纵波，是接近表面传播的纵波，能探测近表面的缺陷，对表面的粗糙度不敏感，入射角位于第一临界角附近(有机玻璃内)的探头可在钢中产生爬波，该探头被称为爬波探头。爬波探头声场示意图见图1，爬波探头所激发的声场具有多波型的特征，在产生爬波的同时还产生了 33°左右的横波和头波。在探头固定不动的条件下，爬波和横波是从入射点附近向外辐射的；而头波是为满足自由边界条件，纵波沿表面传播的过程中不断辐射出的横波。在探头固定不动的条件下，头波的辐射点是不固定的，是在爬波传播过程中不断从爬波所在点向外辐射的。图2为爬波探头所激发的声场指向性，可以看出，在测量条件(空气/钢界面)，爬波主瓣的折射角约为76。。
爬波可认为是表面下纵波，其传播速度与纵波相同。如图3所示，根据Snell折射定律，入射角等于第一临界角的换能器可产生爬波，同时还伴随大角度主束纵波。因此对薄壁焊缝检测，利用存在于表面的爬波检测垂直于焊缝外表面的缺陷，利用主束纵波检测焊缝内部和内表面的缺陷是可行的。对钢而言，主瓣经验公式为:
权利要求
1.一种电阻焊管焊缝爬波检测方法，包括超声波检测仪、爬波探头，其特征在于，该方法包括: 步骤S100，根据电阻焊管曲率选择爬波探头规格； 步骤S200，调节反射波声程与深度比为2:1; 步骤S300，选取基准点，作为DAC曲线的第一点，依次间隔5mm取一点至返回第一点，同时测量反射波幅度，依据测量结果绘制距离-波幅曲线，将DAC曲线衰减IOdB为评定线；步骤S400，将爬波探头的声束中心线垂直于焊缝中心放置在检测面上，在焊缝一侧距焊缝中心20 25mm处进行扫查,探头的扫查速度不超过50mm/s ； 步骤S500，将步骤S400的探测结果与评定线进行比较。
2.根据权利要求1所述的电阻焊管焊缝爬波检测方法，其特征在于，该方法包括: 步骤S400，将爬波探头的声束中心线垂直于焊缝中心放置在检测面上，在焊缝一侧距焊缝中心20mm处进行扫查，探头的扫查速度为20 50mm/s。
3.一种应用在权利要求1所述的电阻焊管焊缝爬波检测方法中的爬波探头，其特征在于，所述爬波探头为双晶片并列式爬波探头。
4.根据权利要求3所述的爬波探头，其特征在于，所述爬波探头的晶片面积不大于50mm2，且任一边长不大于8mm，所述爬波探头的声束轴线水平偏离角不大于2°。
全文摘要
一种电阻焊管焊缝爬波检测方法及其爬波探头。方法包括步骤S100.根据电阻焊管曲率选择爬波探头规格；步骤S200.调节反射波声程与深度比为2∶1；步骤S300.选取基准点，作为DAC曲线的第一点，依次间隔5mm取一点至返回第一点，同时测量反射波幅度，依据测量结果绘制距离-波幅曲线，将DAC曲线衰减10dB为评定线；步骤S400.将爬波探头的声束中心线垂直于焊缝中心放置在检测面上，在焊缝一侧距焊缝中心20～25mm处进行扫查，探头的扫查速度不超过50mm/s；步骤S500.将步骤S400的探测结果与评定线进行比较。所述爬波探头为双晶片并列式爬波探头。本发明的方法能够较为准确的检测出焊缝的缺陷。
文档编号G01N29/04GK103115963SQ20131003280
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月29日 优先权日2013年1月29日
发明者甘正红, 余洋, 韩保材, 苏继权, 齐慧娟 申请人:上海中油天宝巴圣钢管有限公司