一种厚壁无缝钢管纵向超声探伤方法与流程

本发明涉及一种厚壁无缝钢管纵向超声探伤方法。
背景技术：
：在常规的钢管手工探伤中，使用入射角为30°的斜探头采用纯横波对钢管内外壁缺陷进行探伤。但入射角为30°的斜探头最大只能检测(壁厚/外径)≤0.2的无缝钢管。参照gb/t5777无缝钢管超声波探伤检验方法，对于(壁厚/外径)＞0.2的钢管检验参照该标准附录c。在附录c中，并没有具体操作方法。因此对于(壁厚/外径)＞0.2的厚壁管的校样、检验方法行业内还处于各自摸索阶段，没形成一套规范的操作方法。如图1所示，正常超声波探伤时，选择常规斜探头(斜楔为有机玻璃入射角在27.6°～57.6°)，此时探头入射角在第一临界角和第二临界角之间时，钢管中只存在折射横波。折射横波在钢管内部传播遇到缺陷界面时发生反射，当反射波被探头接收后传至设备示波屏，此时缺陷的位置、相对大小就显示出来了，因为只有横波存在钢管中，所以对于钢管内外伤容易判断。然而当钢管壁厚与外径之比＞0.2时，常规横波已经无法检测内壁缺陷。仅凭经验估计检测范围、内伤位置和外伤位置，存在探伤误差大的缺陷。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够找出不同壁厚/外径值所需要的角度探头、检测范围、内外伤出现位置来进行探伤校验的厚壁无缝钢管纵向超声探伤方法。本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种厚壁无缝钢管纵向超声探伤方法，它包括以下步骤：s1、根据以下公式确定不同钢管壁厚/外径所对应的入射角：其中：cl1为有机玻璃纵波声速，cs为钢中横波声速，r为钢管外半径，r为钢管内半径，t/d为钢管壁厚/外径；s2、确定不同的入射角所对应的检测范围；s3、内外伤声程计算，其具体计算步骤如下：折射纵波外伤声程：ab＝cos∠kab*d-----------------------------------(2)折射横波外伤声程：ac＝cos∠kac*d--------------------------------(3)变形横波内伤声程：ab+be---------------------------------------(4)s4、探头距伤的位置的计算，其具体计算步骤如下：折射纵波外伤弧长：ab＝d*arcsin(ab/d)----------------------------(5)折射横波外伤弧长：ac＝d*arcsin(ac/d)-------------------------------(6)变形横波内伤弧长：am＝ab+bm---------------------------------------(7)其中：d为钢管的外径，bm为b点到m点的弧长；s5、在探伤仪上将探伤仪的检测范围调到步骤2所计算出的值；s6、将探伤仪在待探伤的钢管上进行扫查，将出现的波幅与计算的波幅对应，作为探伤时对缺陷判别的标准，以确定外伤位置；s7、确定内伤位置；s8、对来料钢管进行探伤，并根据波幅出现的位置来判别钢管内部的缺陷。本发明具有以下优点：(1)本方法在探伤校验时，可以通过查询表，找出不同(壁厚/外径)值所需要的角度探头、检测范围、内外伤出现位置来进行探伤校验，无需仅凭经验估计检测范围、内伤位置和外伤位置，具有探伤精度高得特点。(2)本方法在探伤校验时，探伤校验时间从每次20min降低到5min内，因此每天可节约生产时间3h，极大提高了生产效率，为厚壁管产品质量提供了有力的技术保证，避免产品在使用过程中因为质量问题带来的损失。附图说明图1为超声波在钢管上探伤的示意图；图2为本发明中超声波在钢管内的传播示意图；图3为调节探伤仪检测范围的示意图；图4为确定钢管外伤位置的示意图；图5为确定钢管内伤位置的示意图；附图中，1-入射波，2-折射横波，3-折射纵波，4-变形横波，5-钢管。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：一种厚壁无缝钢管纵向超声探伤方法，它包括以下步骤：s1、根据以下公式确定不同钢管壁厚/外径所对应的入射角：其中：cl1为有机玻璃纵波声速，cs为钢中横波声速，r为钢管外半径，r为钢管内半径，t/d为钢管壁厚/外径，d为钢管的外径，t为钢管的壁厚；如下表所示为不同t/d所对应的入射角：s2、确定不同的入射角所对应的检测范围；如下表所示为不同入射角所对应的检测范围：入射角°2021222324252627检测范围0.914d*1.10.904d*1.10.894d*1.10.884d*1.10.874d*1.10.866d*1.10.851d*1.10.84d*1.1s3、如图2所示，内外伤声程计算，其具体计算步骤如下：折射纵波外伤声程：ab＝cos∠kab*d-----------------------------------(2)折射横波外伤声程：ac＝cos∠kac*d------------------------------(3)变形横波内伤声程：ab+be---------------------------------------(4)其中，ab为a点到b点的距离，ac为a点到c点的距离，be为b点到e点的距离，∠kac为k点到a点的距离与a到c点的距离所形成的夹角，∠kab为k点到a点的距离与a点到b点距离所形成的夹角；s4、探头距伤的位置的计算，其具体计算步骤如下：折射纵波外伤弧长：ab＝d*arcsin(ab/d)-----------------------------(5)折射横波外伤弧长：ac＝d*arcsin(ac/d)-------------------------------(6)变形横波内伤弧长：am＝ab+bm----------------------------------------(7)其中：d为钢管的外径，bm为b点到m点的弧长；s5、如图3所示，在探伤仪上将探伤仪的检测范围调到步骤2所计算出的值；s6、将探伤仪在待探伤的钢管上进行扫查，将出现的波幅与计算的波幅对应，作为探伤时对缺陷判别的标准，以确定外伤位置如图4所示；s7、确定内伤位置如图5所示；s8、对来料钢管进行探伤，并根据波幅出现的位置来判别钢管内部的缺陷。本方法将常见厚壁管进行统计，计算出工艺调整参数，并汇总成探伤设备参数调节汇总表，以上步骤s1～s7操作人员均可以在汇总表中查询相应规格参数，快速完成设备调节，对厚壁管进行探伤；探伤设备参数调节汇总表规格入射角°折射横波余弦值检测范围周长(l)内伤波幅位置探头距内伤在外壁投影位置/l外伤波幅位置探头距外伤位置/l219*45260.85120568761/591/3219*50260.85120568761/591/3219*52250.8632076876.351/591/3219*55230.8842136876.91/491/3219*60210.9032176877.31/391/3219*65200.91422068781/391/3220*60.5210.9032186907.31/391/3273*55260.85125585761/591/3273*56260.85125585761/591/3273*58260.85125585761/591/3273*60260.85125585761/591/3273*65250.8632598576.351/491/3273*70230.8842658576.91/391/3273*75210.9032718577.31/391/3275*56260.85125786361/591/3245*60240.8742357696.41/491/3290*60260.85127191061/591/3298.5*62260.85127993761/591/3324*75250.86330710176.351/591/3324*80240.87431110176.41/491/3325*68260.851304102061/591/3325*75250.86330810206.351/591/3325*80240.87431210206.41/491/3325*90210.90332210207.31/391/3356*75260.851333111761/591/3356*80260.851333111761/591/3356*85250.86333811176.351/591/3406*85260.851380127461/591/3本方法在探伤校验时，可以通过查询表，找出不同(壁厚/外径)值所需要的角度探头、检测范围、内外伤出现位置来进行探伤校验，无需仅凭经验估计检测范围、内伤位置和外伤位置，具有探伤精度高得特点。此外，探伤校验时间从每次20min降低到5min内，因此每天可节约生产时间3h，大大提高了生产效率，为厚壁管产品质量提供了有力的技术保证，避免产品在使用过程中因为质量问题带来的损失。当前第1页12