厚壁管材内壁裂纹埋藏深度超声检测方法与流程

本发明涉及一种厚壁检测技术，具体说，涉及一种厚壁管材内壁裂纹埋藏深度超声检测方法。

背景技术：

厚壁管材广泛应用在电力(电站锅炉)、石化以及军用等行业之中，使用环境恶劣，很多情况是在高温高压下使用。厚壁管材在制造过程中，一般经过冶炼、挤压或锻造、热处理、机械加工等工艺过程，在制造过程中，高合金厚壁无缝钢管常会出现内壁裂纹，但限于目前没有对与带曲率的厚壁管材内裂纹埋藏深度的有效检测方法，使得厚壁管材难以实现改制利用，增加质量成本，给后续的使用埋下隐患。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是提供一种厚壁管材内壁裂纹埋藏深度超声检测方法，能够对厚壁管材内壁裂纹的埋藏深度进行准确测量。

技术方案如下：

一种厚壁管材内壁裂纹埋藏深度超声检测方法，包括：

利用超声探伤仪，采用脉冲反射法对钢管进行超声检测；选用折射横波声束与钢管内壁相交的入射角度，将声束入射到厚壁管材；

将探头在钢管圆周表面裂纹两侧分别做顺时针及逆时针扫查，在检测灵敏度下，找到裂纹反射波前面的衍射波刚刚消失的位置，记下此时仪器显示的声程读数xs，利用公式h计算出内裂纹埋藏深度h为钢管内裂纹埋藏深度，β为探头折射角度，xs’为仪器显示的衍射波刚刚消失时的声程，R为钢管外半径，r为钢管内半径。

进一步：入射角度偏离小于2.5°。

进一步：将探头在基准式样圆周表面裂纹两侧分别做顺时针及逆时针扫查时，找到裂纹起始点反射的最高波，将其幅度调至垂直刻度的80％，记下相应的增益值；以顺时针及逆时针扫查时确定的最大增益值作为检测灵敏度。

进一步：将探头放置于试块上，使折射声束入射到第一圆弧面上，在声束方向与试块侧面保持平行的条件下前后移动探头，找到第一圆弧面及第二圆弧面的反射波幅度最高的位置，按照1：1比例调整仪器扫描比例。

与现有技术相比，本发明技术效果包括：

本发明能够对厚壁管材内壁裂纹的埋藏深度进行准确测量。解决了厚壁管材内壁裂纹埋藏深度的超声检测技术难题，具有较高的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明中声程计算示意图；

图2是本发明中裂纹埋深计算示意图。

具体实施方式

下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

厚壁管材内壁裂纹埋藏深度超声检测方法，包括以下步骤：

步骤1：利用超声探伤仪，采用脉冲反射法对钢管进行超声检测；选用折射横波声束与钢管内壁相交的入射角度，将声束入射到厚壁管材；

(1)仪器设备要求。

超声探伤仪的水平线性≤1％，垂直线性≤2％，其余性能符合JJG746。探头采用单晶横波斜探头。晶片可为圆形或矩形，最大尺寸可在10mm～15mm之间，推荐矩形晶片尺寸为13mm×13mm。

(2)基准式样

材料及尺寸：基准式样的材料和规格应与被检测管材一致，试样厚度为40mm。

人工缺陷形状：基准式样人工缺陷采用本标准图1N型通槽；刻槽底部或转角处不可倒圆角。刻槽两侧边应平行，底部与两边成直角。

人工缺陷尺寸：人工缺陷尺寸见表1。

表1人工刻槽深度和宽度

a、校准探头角度。

校准探头角度时，根据钢管规格尽量选用折射横波声束与钢管内壁相交的入射角度。

b、调整仪器扫描比例。

将斜探头放置于CSK-1A试块300mm*25mm上，使折射声束入射到第一圆弧面(R100mm圆弧面)上，在声束方向与试块侧面保持平行的条件下前后移动探头，找到R 100mm及第二圆弧面(R 50mm圆弧面)的反射波幅度最高的位置，按照1：1比例调整仪器扫描比例。

c、检测灵敏度。

将探头在基准式样(或有内壁裂纹的钢管)圆周表面裂纹两侧分别做顺时针及逆时针扫查，找到裂纹起始点反射的最高波，将其幅度调至垂直刻度的80％，记下相应的增益值。以顺时针及逆时针扫查时确定的最大增益值作为检测灵敏度。

d、声程计算。

如图1所示，是本发明中声程计算示意图。

利用基准式样的内壁刻槽，按照公式(1)、(2)、(3)计算探头入射点至人工刻槽根部的声程xs。

φ＝180-(180-γ)β (2)

β——实测探头折射角度，度。

xs——探头入射点至人工刻槽根部的声程，mm。

如图2所示，是本发明中裂纹埋深计算示意图。

步骤2：利用衍射信号，测定钢管内壁纵向裂纹埋藏深度。

将探头在钢管圆周表面裂纹两侧分别做顺时针及逆时针扫查，在检测灵敏度下，找到裂纹反射波前面的衍射波刚刚消失的位置，记下此时仪器显示的声程读数xs’，利用公式(4)计算出内裂纹埋藏深度h。

h——钢管内裂纹埋藏深度，mm。

β——实测探头折射角度，度。

xs’——仪器显示的衍射波刚刚消失时的声程，mm。

R——钢管外半径，mm。

r——钢管内半径，mm。

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。