徐海洋超声波检测技术学习笔记(四十)钢管超声检测技术分享:高频电阻焊与无缝钢管

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钢管超声检测技术分享：高频电阻焊与无缝钢管

• 高频电阻焊钢管因壁薄、表面波检测优于传统横波，需仪器支持并建立专用检测系统

💡 核心观点：

• 无缝钢管检测需根据缺陷方向（纵向/横向）选择对应横波方法，并解决探头校准与试块问题

• 现行标准对薄壁钢管检测及手动校准指导不足，需依据声学原理灵活选择与建立检测方案

高频电阻焊钢管检测

高频电阻焊钢管特点与问题

• 主要缺陷为  侧壁未融合

• 标准规定用  横波检测

• 横波检测存在速度与厚度限制

• 生产速度快，横波扫查难以跟上

• 壁厚薄（最小 2.5mm ）横波检测困难

表面波检测方案

• 提出  表面波 作为解决方案

• 表面波检测深度约为两倍波长

• 无K值概念，检测系统调整简单

• 探头与焊缝平行扫查即可

• 实验证明可同时检出  内外壁缺陷

检测系统建立

• 仪器需具备  表面波检测功能

• 需制作带线切割槽的对比试块

• 探头需匹配钢管规格与壁厚

• 给出了不同规格钢管的探头选型表

• 爬波可作为备选但制作更复杂

无缝钢管检测

无缝钢管特点与缺陷

• 应用于重要场合（如炮管）

• 主要缺陷为  纵向裂纹

• 也存在横向裂纹与折叠分层

• 壁厚范围一般为  3-27毫米

检测方法选择

• 纵向缺陷用  横波外圆周向检测

• 横向缺陷用横波外圆轴向检测

• 折叠分层用纵波双晶直探头检测

• 标准未给出具体校准试块

仪器与校准要求

• 仪器需具备纵波双晶与横波功能

• 探头K值等参数必须  测试校准

• 小管径可用横波外圆双孔法校准

• 大管径可在钢管上截片制作试块

钢管检测方法对比

围绕钢管超声检测展开，详细介绍了螺旋钢管、高频电阻焊钢管和无缝钢管的检测方法、检测系统建立以及相关标准存在的问题，为钢管检测提供了全面的技术指导。内容如下：​

钢管超声检测概述​

检测必要性​

自动检测盲区：不同类型钢管制造过程中配备自动检测线，但螺旋钢管两端 200 毫米长度以内的螺旋焊缝是自动检测的盲区，需用手动超声检测弥补。​

现场检验需求：钢管安装使用前，需对盲区部位进行现场检验，如螺旋钢管对接后的环形焊缝及母材部分。​

自动超声探伤介绍​

设备原理：螺旋钢管自动探伤设备的扫查架不动，依靠机械设备让钢管旋转，使螺旋焊缝通过探头附近，采用水耦合。​

检测效果问题：由于螺旋钢管焊缝余高，胶皮轮旋转压到焊缝时会使钢管抖动，影响检测效果。​

高频电阻焊钢管超声检测​

钢管特点及常见缺陷​

制造工艺：由冷轧碳素钢薄板或带钢剪曲成型后焊接而成，无需开坡口，管外壁焊缝余高刮平，管内壁略有余高。​

常见缺陷：主要缺陷为彻底未融合，沿焊缝长度方向纵向开裂。常见规格为 Φ 21.3 到 Φ 219.1 毫米，壁厚 2.5 - 5.5 毫米。​

检测方法及存在问题​

检测标准：手动超声检测执行 SY/T 6423.2 - 2013 石油标准，规定采用横波检测。​

存在问题：生产速度快，横波探伤速度跟不上；标准未明确横波检测最小厚度，未给出检测系统所需的探头、试块等标准。​

表面波检测可行性分析​

检测原理：表面波是横波的一种特例，检测厚度约为波长的 2 倍，通过改变频率可改变波长。​

实验验证：使用 21.3×2.5 毫米高频电焊钢管制作对比试块，用表面波探头检测，结果表明内外壁缺陷反射回波幅度达到基准高度 80% 时，灵敏度余量相同，超声场能覆盖 2.5 毫米壁厚范围。​

检测系统建立​

仪器要求：超声波探伤仪需具备表面波斜探头检测功能。​

探头要求：表面波斜探头外圆周向曲率半径需根据外圆周向曲率确定，可根据不同规格高频电阻焊钢管选择合适的探头频率和尺寸。

试块要求：使用被检测的高频电弧焊钢管制作等效试块，模拟缺陷为线切口槽，尺寸为 0.2 毫米深、0.2 毫米宽、10 毫米长。​

检测系统调整：参考通用部分外圆纵向曲率表面波探伤的扫查方式，确定检测灵敏度后，探头沿着被检钢管轴线方向做平行扫查，钢管移动速度可根据制造速度计算。​

质量级别评定：高频电焊钢管质量级别评定既有单独的检测标准，也有制造单位的规定，具体评定需供需双方协商确定。​

无缝钢管超声检测​

标准及教材问题：国版超声波检测教材和 47013 标准以自动检测为主，缺少手动检测内容，47013 标准虽提到一部分，但未给出标准示范。​

无缝钢管制造过程及缺陷​

制造工艺：常用材质为碳钢、合金钢、奥氏体不锈钢等，成型方法有穿孔法和高速挤压法，高速挤压法可提高生产速度、降低成本。​

常见缺陷：主要缺陷有折叠、分层、裂纹，以纵向裂纹为主，也有垂直于管轴的横向裂纹。​

检测方法选择​

纵向缺陷检测：常用纵波双晶直探头检测，检测方法与钢板中同类型检测相似，但试块需带曲率。​

横向缺陷检测：采用外圆轴向曲率的横波检测，探头 K 值需合适。​

内外壁纵向裂纹检测：使用横波外圆周向曲率斜探头检测。​

检测仪器要求​

技术性能：仪器需具备纵波双晶直探头回波高度检测功能，能做曲线，有横波圆弧法检测功能。​

探头配置：检测横向缺陷可利用 47013 标准的 GS 系列或中石油钢管对接焊的 SGB 系列试块，检测内外壁纵向裂纹需测试探头配置，可采用横波外圆双弧单孔法调整检测系统。