本发明属于小径管缺陷检测技术领域，涉及一种表面波检测小径管纵向缺陷的定位方法。
背景技术：
电站锅炉用受热面管子等小径管常采用冷拔(轧)工艺制造，若质量控制不好，会在钢管外表面出现纵向缺陷。此类缺陷的存在将会给锅炉的安全运行带来隐患，裂纹易在此萌生、扩展，直至钢管泄漏造成非计划停运事故。在运行过程中，国内多家电厂的锅炉高温再热器管均发生过在表面纵向缺陷处萌生出裂纹，并扩展导致钢管的多次泄漏。小径管外表面的纵向线性缺陷在制造厂可采用涡流、磁粉或渗透等表面检测方法进行检测。但在安装完成后，受热面管排较密，管间间距较小，检验空间受限，涡流检测、磁粉或渗透检测不便实施，存在检测盲区，增加了无损检测的难度，易造成缺陷漏检。
表面波是超声波的一种，当表面波在传播途中碰到棱边时，若棱边曲率半径R大于5倍波长，表面波可不受阻拦的完全通过。当R逐渐变小时，部分表面波能量被棱边反射；当R小于等于波长时，反射能量很大。基于此原理，表面波可以沿着在小径管横向方向传播，若碰到纵向缺陷时即可形成反射回波，基于反射回波可以判断是否存在缺陷。由于表面波在曲面工件的传播速度和平面工件传播速度不同，若在小径管上使用平面工件的表面波传播速度定位缺陷，则会影响小径管表面纵向缺陷的精确定位，若不能精确定位缺陷，则需要检测人员借助其他检测方法精确定位，因此大大地降低了检测速度。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种表面波检测小径管纵向缺陷的定位方法，该方法能够实现小径管纵向缺陷的精确定位，并且检测速度较快。
为达到上述目的，本发明所述的表面波检测小径管纵向缺陷的定位方法包括以下步骤：
1)清理待定位小径管表面的铁锈及异物，再在待定位小径管的表面沿轴向截取对比试块；
2)对超声探伤仪进行水平线性校准，再在对比试块的表面开设纵向人工线槽，并给对比试块的表面涂覆耦合剂，然后再通过超声探伤仪检测对比试块，并根据检测的结果绘制表面波水平距离-波幅曲线；
3)给待定位小径管的表面涂覆耦合剂，再通过超声探伤仪检测待定位小径管，然后根据检测的结果与步骤2)中绘制的表面波水平距离-波幅曲线进行对比，确定小径管纵向缺陷的位置，实现小径管纵向缺陷的定位。
步骤2)及步骤3)中的耦合剂均为白凡士林。
对比试块的外径为32-159mm，人工线槽的宽度及深度均为0.2mm。
超声探伤仪中表面波探头的频率为2.5MHz，超声探伤仪的表面波探头中晶片的数目为1个，所述晶片为边长为6mm的正方形结构，超声探伤仪的表面波探头中透声楔的底部为与待定位小径管表面相配合的凹面。
步骤2)中对超声探伤仪进行水平线性校准的具体步骤为：
2.1)将表面波探头放置在对比试块的外壁上，使表面波探头产生的表面波的传播方向垂直于对比试块的轴线；
2.2)移动表面波探头，并检测表面波探头产生的表面波经对比试块反射回来的反射波，当表面波探头的头部与人工线槽距离为1/4周长时，寻找人工线槽的最高反射波，再用超声探伤仪中的闸门框住人工线槽的最高反射波，调节超声探伤仪屏幕上的校准零位按键，使超声探伤仪屏幕上的输入零点校准的数值等于1/4周长；
2.3)当表面波探头头部移动至与人工线槽距离1/2周长的位置时，找到人工线槽的最高反射波，用超声探伤仪中的闸门框住当前人工线槽的最高反射波，调节超声探伤仪屏幕上的校准声速按键，使屏幕上输入声速校准的数值等于1/2周长；
2.4)调节超声探伤仪的范围按键，使1/4周长的反射波和1/2周长的反射波均在超声探伤仪的屏幕内，完成超声探伤仪的水平线性校准。
步骤2)中通过超声探伤仪检测对比试块，并根据检测的结果绘制表面波水平距离-波幅曲线的具体操作为：
在对比试块的外壁上标记A点、B点及C点，其中，A点、B点及C点距人工线槽的距离分别为对比试块的1/4周长、1/2周长及3/4周长；
将表面波探头放置于A点的位置，得80％满屏反射波，得A点处测量得到的最大反射波幅值；再将表面波探头放置于B点的位置，得B点处测量得到的最大反射波幅值，然后将表面波探头放置于C点的位置，得C点处测量得到的最大反射波幅值；
根据A点、B点及C点处测量得到的最发反射波幅值绘制表面波水平距离-波幅曲线。
步骤3)中通过超声探伤仪检测待定位小径管的具体操作为：
将表面波探头放置到待定位小径管的外壁上，使表面波探头产生的表面波的传播方向与待定位小径管的轴线相垂直，再将表面波探头沿待定位小径管一侧的母线移动扫查，扫查过程中表面波探头进行3°-5°的转动，同时母线的位置扫查两次，其中，第一次表面波传播的方向与第二次表面波传播的方向相反，确保表面波束能够扫查到待定位小径管的检测区域，检测表面波探头产生的表面波经待定位小径管反射回来的反射波的幅值，然后根据检测到的反射波的幅值与步骤2)绘制的表面波水平距离-波幅曲线进行对比，确定小径管纵向缺陷的位置。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的表面波检测小径管纵向缺陷的定位方法在具体操作时，采用对比的方法，先制作对比试块，再在对比试块上制作纵向人工线槽，然后再检测对比试块，并根据检测的结果绘制表面波水平距离-波幅曲线，再通过表面波探头检测待定位小径管，并以绘制的表面波水平距离-波幅曲线为标准，通过待定位小径管的检测结果与绘制的表面波水平距离-波幅曲线进行对比，即可精确的定位出小径管表面的纵向缺陷，操作简单，精准度较高，并且绘制好表面波水平距离-波幅曲线之后，在检测其他小径管时，只需与绘制的曲线进行对比即可，因此定位小径管的纵向缺陷的速度较快，便于推广及应用，经试验，本发明的定位误差在±0.5mm范围内。
附图说明
图1为本发明中表面波水平距离-波幅曲线的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明所述的表面波检测小径管纵向缺陷的定位方法包括以下步骤：
1)清理待定位小径管表面的铁锈及异物，再在待定位小径管的表面沿轴向截取对比试块；
2)对超声探伤仪进行水平线性校准，再在对比试块的表面开设纵向人工线槽，并给对比试块的表面涂覆耦合剂，然后再通过超声探伤仪检测对比试块，并根据检测的结果绘制表面波水平距离-波幅曲线；
3)给待定位小径管的表面涂覆耦合剂，再通过超声探伤仪检测待定位小径管，然后根据检测的结果与步骤2)中绘制的表面波水平距离-波幅曲线进行对比，确定小径管纵向缺陷的位置，实现小径管纵向缺陷的定位。
步骤2)及步骤3)中的耦合剂均为白凡士林。
对比试块的外径为32-159mm，人工线槽的宽度及深度均为0.2mm。
超声探伤仪中表面波探头的频率为2.5MHz，超声探伤仪的表面波探头中晶片的数目为1个，所述晶片为边长为6mm的正方形结构，超声探伤仪的表面波探头中透声楔的底部为与待定位小径管表面相配合的凹面。
步骤2)中对超声探伤仪进行水平线性校准的具体步骤为：
2.1)将表面波探头放置在对比试块的外壁上，使表面波探头产生的表面波的传播方向垂直于对比试块的轴线；
2.2)移动表面波探头，并检测表面波探头产生的表面波经对比试块反射回来的反射波，当表面波探头的头部与人工线槽距离为1/4周长时，寻找人工线槽的最高反射波，再用超声探伤仪中的闸门框住人工线槽的最高反射波，调节超声探伤仪屏幕上的校准零位按键，使超声探伤仪屏幕上的输入零点校准的数值等于1/4周长；
2.3)当表面波探头头部移动至与人工线槽距离1/2周长的位置时，找到人工线槽的最高反射波，用超声探伤仪中的闸门框住当前人工线槽的最高反射波，调节超声探伤仪屏幕上的校准声速按键，使屏幕上输入声速校准的数值等于1/2周长；
2.4)调节超声探伤仪的范围按键，使1/4周长的反射波和1/2周长的反射波均在超声探伤仪的屏幕内，完成超声探伤仪的水平线性校准。
步骤2)中通过超声探伤仪检测对比试块，并根据检测的结果绘制表面波水平距离-波幅曲线的具体操作为：
在对比试块的外壁上标记A点、B点及C点，其中，A点、B点及C点距人工线槽的距离分别为对比试块的1/4周长、1/2周长及3/4周长；
将表面波探头放置于A点的位置，得80％满屏反射波，得A点处测量得到的最大反射波幅值；再将表面波探头放置于B点的位置，得B点处测量得到的最大反射波幅值，然后将表面波探头放置于C点的位置，得C点处测量得到的最大反射波幅值；
根据A点、B点及C点处测量得到的最发反射波幅值绘制表面波水平距离-波幅曲线。
步骤3)中通过超声探伤仪检测待定位小径管的具体操作为：
将表面波探头放置到待定位小径管的外壁上，使表面波探头产生的表面波的传播方向与待定位小径管的轴线相垂直，再将表面波探头沿待定位小径管一侧的母线移动扫查，扫查过程中表面波探头进行3°-5°的转动，同时母线的位置扫查两次，其中，第一次表面波传播的方向与第二次表面波传播的方向相反，确保表面波束能够扫查到待定位小径管的检测区域，检测表面波探头产生的表面波经待定位小径管反射回来的反射波的幅值，然后根据检测到的反射波的幅值与步骤2)绘制的表面波水平距离-波幅曲线进行对比，确定小径管纵向缺陷的位置。
参考图1，当待定位小径管的反射波的幅值位于Ⅱ区时，则认定当前检测位置存在纵向缺陷，并标记当前检测位置，实现小径管纵向缺陷的定位及检测。