钢管超声波探头旋转探伤系统
无缝钢管管端局部浸没式超声自动探伤
无缝钢管管端局部浸没式超声自动探伤作者：邵涛来源：《硅谷》2014年第08期摘要主要介绍了无缝钢管管端局部浸没式超声自动检测方法，利用超声波检测无缝钢管管端金属基体内部、外部和表面下的缺陷。
通过对水浸式超声检测原理的理解，布局超声探头组，研究自动检测方法。
采用检测方式为：钢管周向自动旋转，探头组沿钢管轴线方向直线移动。
关键词无缝钢管；管端自动探伤；超声波探伤；水浸式；局部水浸式中图分类号：TH878 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）08-0111-02在石油工业发展的进程中，无缝管扮演者重要的角色，无缝管管端的质量尤为重要，近年来受到越来越高的重视。
现行控制管端质量的方法通常有以下几种：①在经过管体检测合格后，将存在检测盲区的管端部分切除。
这样做虽然保证了质量，但是相对要投入极大的人力物力，并且产生极大的成本浪费；②工便携式超声管端探伤，一般采用接触法，对钢管探测面的光洁度要求较高，虽然设备简单、操作方便、机动灵活性强、探伤图形比较简单，容易判断、检测出缺陷的灵敏度较高，但是检测效率比较低，检测结果对检测员的个人责任心，及个人职业素质过于依赖，该方法适用于单件小批量及规格多的情况；③运用磁粉自动法检测，此方法虽然弥补了检测效率低等问题，但是对检测员个人素质的依赖以及检测缺陷种类单一成为其扩大发展的短板。
超声自动探伤具有一次性投入，长期受益，检测方法简单，结果判定形象直观，无污染，设备易维护等优点，因此，对于特定要求的大批量无缝管管端检测，超声自动探将成为其不二选择。
1 水浸式检测原理1）水浸式检测是指将水浸纵波探头置于水中，利用纵波倾斜入射到水/钢界面，当入射角α1≤α≤α2时，可在钢管内实现纯横波检测。
2）检测参数的选择。
①偏心距的选择：如图所示，偏心距是指探头声束轴线与管材中心轴线的水平距离X，入射角α随偏心距X的增大而增大，控制X就可以控制α。
水浸探伤中如果要实现纯横波检测到钢管内壁，则需0.251R≤X≤0.458r （1）可取平均值：（2）式中：R—钢管外半径；r—钢管内半径。
钢管道超声波探伤
电力建设施工及验收技术规范管道焊缝超声波检验篇SDJ67—83中华人民共和国水利电力部关于颁发《电力建设施工及验收技术规范(管道焊缝超声波检验篇)的通知(84)水电基字第2号为适应电力工业技术的发展，保证管道焊缝的探伤质量，我部组织有关单位编制了《电力建设施工及验收技术规范(管道焊缝超声波检验篇)SDJ67—83》，现予颁发，自1984年7月1日起执行。
希各单位在执行过程中注意总结经验，若发现问题，请随时报部，以便补充修订。
一九八四年一月十三日第一章总则第1条本规范适用于水利电力系统制作、安装和检修发电设备时壁厚为15～120mm，公称直径大于或等于159mm的承压管道单面焊接双面成型的对接焊缝超声波探伤。
其他单面焊接双面成型的对接焊缝，也可参照本规范执行。
第2条本规范不适用于铸钢、奥氏体不锈钢的对接焊缝超声波探伤。
第3条本规范使用A型脉冲反射式超声波探伤仪，以横波单斜探头接触法为主进行探伤。
第4条管道焊缝的检验数量及分级要求按下列规范执行：一、《电力建设施工及验收规范(火力发电厂焊接篇)SDJ51—82》；二、《水工建筑物金属结构制造、安装及验收规范SLJ201—80、DLJ201—80》。
第5条超声波探伤还必须遵守现场安全规程和其他有关规定。
第二章对检验人员的要求第6条检验人员必须取得锅炉压力容器无损检测人员资格证书。
探伤时，必须有一人为Ⅱ级或Ⅱ级以上的超声波探伤人员。
第7条检验人员应按本规范要求进行管道焊缝探伤。
如果采用规范以外的方法探伤时，应在报告中注明。
第8条当探伤条件不符合本规范的工艺要求或不具备安全作业条件时，检验人员有权停止探伤，待条件改善符合要求后再行工作。
第三章仪器和探头第9条超声波探伤仪的性能指标和测试方法除符合JB1834—761《A型脉冲反射式超声波探伤仪技术条件》中相应条款的规定外，还应满足下列要求：一、仪器和斜探头的组合灵敏度：在所探焊件最大声程处，有效探伤灵敏度余量不小于10dB。
不锈钢管的超声波探伤方式简析
不锈钢管的超声波探伤方式简析采纳A型脉冲反射式超声波,用聚焦探头横波反射法进行探伤。
适用于单层无缝直筒形外径6─7mm、壁厚─6mm的不锈钢管超声波探伤。
也可供其他钢类的钢管作超声波探伤时参考,但不适于异型钢管和极薄壁钢管超声波探伤。
探伤目的是发觉破坏管材持续性的纵向缺点。
对管材上缺点的实际尺寸、缺点的形成和性质均不属本标准范围。
缺点的评定以标准试样的反射当量为依据。
1标准试样标准试样应与被探钢管的规格相同,化学成份、表面状态和热处置工艺相似。
标准试样不得有自然缺点。
标准试样内外壁人工槽能够别离刻在两根管上。
内外壁刻有人工槽的标准试样可在人工槽加工好后用适当方式连接,连接后应符合条的规定。
外径不大于12mm的内壁人工槽由供需两边协商确信。
人工槽可在标准试样全长中部的内表面或外表面加工。
人工槽为纵向槽口,其横截面形状可为U型V型(V型缺口须标出角度)或矩形。
当由于人工槽横截面形状不同引发争议时,应以U形槽作为评定标准。
依照人工槽的几何尺寸为1─5级五个级别的探伤标准人工槽用电火花或其他方式制作。
槽的尺寸可用光切法或其他方式测量。
2仪器和设备探伤时应利用通过按期校验的、探头、标准试样及用来保证恒定检查参数(入射角、扫描螺距等)的辅助设备。
探伤仪应选用性能稳固的脉冲反射式多通道或单通道超声波探伤仪。
技术指标应符合国家有关脉冲反射式超声波探伤仪的技术条件。
探头选择频率为5─10ＭＨz的线聚焦或点聚焦。
机械传动设备除应符合条的要求外,还应具有足够的精度。
3操作人员操作人员应由经有关无损检测鉴定部门考核取得Ⅲ级或Ⅲ级以上技术资格证书的人员担任。
4探伤条件及步骤被探钢管的质量应符合有关技术标准的规定。
用液浸法探伤时声耦合采纳局部水浸法,耦合介质─水应维持干净,无气泡,必要时可加入消气剂。
静态调试应显现清楚的内外表面人工槽的回波,用来报警的缺点回波在满幅的50%─80%之间选定某幅度作为标准报警幅度。
现在,仪器的动态范围不低于10dB。
钢管超声相控阵探伤技术
钢管超声相控阵探伤技术1 超声相控阵检测原理我们知道，常规超声探头是通过楔块的角度来控制超声波束的辐射角度的。
超声探头晶片上各点发射的超声波传播到楔块界面的时间不同（如图1（a ）中A 、B 、C 各点），这些新的点源依次延迟向四周辐射超声波，按照惠更斯原理，它们的波前即形成以一定角度传播的超声波波束，如图1（a ）所示。
改变楔块角度即可改变楔块界面上各新点源的延迟时间，进而改变波束的辐射角度。
常规超声探头形成聚焦的原理如图1（b ）所示，探头弧形晶片上各点发射的超声波以相同的时间传播到晶片圆心，在圆心汇聚而形成波束聚焦。
改变弧形晶片的曲率即可改变晶片上各点声波传播到圆心的时间，进而改变探头的焦距。
超声相控阵检测是在传统的超声波检测的基础上发展起来的技术，它是将一些超声晶片单元排列起来组成阵列，工作时，按照事先设定的先后顺序，依次将发射脉冲馈电给各晶片单元。
这些晶片发射的超声波束遵循惠更斯原理，其波前形成一定角度向前传播，如图2（a ）所示，或汇聚在一点或一条线上，如图2（b ）所示。
由此可见，通过控制各发射脉冲的延迟时间，可变换超声波的传播方向和形成聚焦，它们替代了传统超声中楔块的作用和弧形晶片的作用。
这就是相控阵超声波的基本原理。
(a) 声束角度 (b) 聚焦图2 相控阵超声探头的发射(a) 声束角度 (b) 聚焦图1 常规超声探头的发射通过控制晶片阵列的激发时间不仅可以改变超声波的传播方向和使超声波产生聚焦，它还可以使超声波束聚焦在不同的深度上（如图3所示）和改变聚焦波束的偏转角度（如图4所示）。
实际上，在超声相控阵检测中主要就是利用它的两大特点：① 声束角度可控，② 可动态聚焦。
2 钢管超声相控阵检测方法目前，在执行API 标准的石油管的超声波探伤中，要求进行纵伤、横伤，测厚和分层的全覆盖检测。
而在一些技术要求更高情况下还要同时进行斜向伤的检测。
由于超声相控阵检测可以灵活、便捷地控制超声声束的入射角度和聚焦深度，所以无缝钢管中各种取向的缺陷很容易利用超声相控阵方法检测出来。
URP系列多通道自动超声波探伤机主要设备特点
URP 系列多通道自动超声波探伤机主要设备特点刘军华(攀钢集团成都钢铁有限责任公司特种钢管加工厂,四川成都 610000)【摘 要】 在线高速自动超声波探伤机是冶金企业控制产品质量的一种有效手段。
URP 系列自动超声波探伤机近年来在我国得到广泛应用。
本文从原理、设备结构、性能等方面介绍了该系列设备的特点。
【关键词】 超声波探伤机 自动 多通道 URP 系列 主要设备特点第30卷 第4期2008年8月四川冶金Sichuan M eta llurgy Vol .30 No .4Aug .,2008作者简介刘军华,男,工程师,攀钢集团成都钢铁有限责任公司特种钢管厂。
M A I N FEATURES O F URP M U L TI 2CHANNEL AUTOM ATI CU L TRAS O N I C TEST ING M AC H INELiu J unhua(Pangang Gr oup C hengdu Ir on &St eel C o.L td)[Ab stra ct] H igh 2speed on 2line aut om atic ultras onic testing m achine is an eff ective quality c ontr ol m eanin m etallurgical companies .After the first URP425/S aut om atic ultras onic testing m achine was construc 2ted in Pangang Gr oup Chengdu I r on and Steel Co.,L td,UR P aut om atic ultr a s onic testing m achine has been w idely used in China in recent years .Testing p rinciple,structure and features of the m achine are intr oduced in this artic le .[Key words] aut om atic ultrasonic testing m achine,aut om atic,multi 2channe l,URP,ma in features1 概述近年来,我国冶金行业进入了一个高速发展的时期,为保证产品质量,提高生产效率,各钢管生产企业纷纷引进各种进口在线自动无损检测设备,对钢管生产过程进行质量控制。
API石油钢管的超声波探伤原理
API石油钢管的超声波探伤原理超声波探伤是一种常用的非破坏性检测方法，广泛应用于石油钢管的质量检测中。
它通过利用超声波在材料中的传播和反射特性，来检测钢管内部的缺陷和损伤，并评估其对钢管性能的影响。
超声波探伤原理基于声波在不同介质中的传播速度不同。
当超声波通过钢管时，会遇到不同介质的界面，如钢管内壁和外壁之间的界面，或者是钢管中的缺陷和损伤。
当超声波遇到这些界面时，会发生反射、折射和透射等现象。
探伤过程中，首先需要将超声波传递到钢管内部。
普通采用压电式探头，通过探头的震动产生超声波，并将其传递到钢管内部。
超声波在钢管中的传播速度与材料的密度和弹性模量有关，可以根据超声波的传播时间和传播距离计算出材料的声速。
当超声波遇到钢管内部的缺陷或者损伤时，会发生反射。
反射信号的强度和时间延迟可以提供关于缺陷的信息，如缺陷的位置、形状和尺寸等。
这些信号会被接收器接收并转换成电信号，然后通过信号处理和分析，可以得到钢管内部的缺陷图象或者数据。
超声波探伤的关键在于探头的设计和超声波信号的处理。
探头的设计需要考虑到钢管的尺寸、形状和表面条件等因素，以确保超声波能够有效地传递到钢管内部，并能够接收到反射信号。
超声波信号的处理包括滤波、增益调节、波形显示和数据分析等步骤，以提取出实用的缺陷信息。
除了传统的脉冲回波超声波探伤技术，还有一些先进的超声波探伤技术被应用于石油钢管的检测中。
例如，多普勒超声波技术可以用来检测钢管中的流体流动情况，从而评估钢管的完整性和流体泄漏情况。
此外，相控阵超声波技术可以提供更高分辨率的图象，用于检测更小尺寸的缺陷和损伤。
总结而言，超声波探伤是一种常用的非破坏性检测方法，适合于石油钢管的质量检测。
通过利用超声波在材料中的传播和反射特性，可以检测钢管内部的缺陷和损伤，并评估其对钢管性能的影响。
超声波探伤技术在石油工业中具有重要的应用价值，可以提高钢管的质量和安全性。
超声波无缝钢管探伤系统设计
中图分类 号 ：Ｈ１ ，Ｇ １． 文献 标识 码 ： Ｔ ２Ｔ １５２ ８ Ａ
１ 引言
随着社会 的不断发展 ， 以及机械行业 的科技进步 ， 设备 的精
比试块法进行 。 测距标度确定后就可 以进行探伤 ， 确定缺陷位置 。管 以及其它一些类似管件而言 ， 探 ３１传 送 系统 设 计 为了实现系统的最简化 ， 并且此次采用 的是水浸探伤 。所以 伤的引人可以使厂家控制钢管的合格率， 于其 内部缺陷机理分 对
的借 鉴意义。
关 键词 ： 声波探伤 ； Ｌ 无缝 钢管 ； 工控机 超 Ｐ Ｃ； ＶＢ；
【 ｂｔ ｃ】 ｌａ ｎ ａ ｔ ｔ ｎ ｓ ｐ ｒ ｎｗ ｙ ｎ ｏ－ｅｔ ｃ ｖ ｔ ｔ ｇｓａ ｌ ｓ ｔ ｌ ｉ Ａ ｓ ａｔ Ｕｔ ｓ ｉｆ ｗｄ ｅ ｉ ｉ ｏ ａｔ ａ ｎ ｄｓ ｕｔ ｅｅ ｉ ．ｅｍｅ ｅ ｐ ｒ ｒｏ ｃ ｌ ｅ ｃｏ ｉａｍ ｔ ｉＮ － ｒ ｉ ｓｎ ｓ ｓ ｅｐ ｅ
ｐ ｕ ｄ ｄ Ｉｈｓｉｐ ｒ ｔｈｏｅ ｃｌ ｄ ｒｃｉａｓ ｎ ｃ ｎ ｅ ｏｆ ｒ ｅ ｓａｃ ｈ ｏ ｃ ｃ ｉａｐ ｒ ｏ ｎ ｅ ｔ ａ ｏｔ ｅｒｔ ａ ａ ｐ ａｔ ｌ ｉ ｉ ａ ｃ ｆ ｒｕｔ ｒｅｅｒｈｏ ｅ ｔ ｙ ｌ ｄ ａｔ ｍ ａ ｔ ｎ ｉ ｎ ｃ ｇ ｆ ｈ ｒ ｆｔ Ｎ － ｏ ｌ ．
Ｋｅ ｒ ｓ Ｕｌ ａ ｏ ｉ ａ ｄ ｔ ｃ ｉ ｎ； ＬＣ ； ｅ ｍ ｌ ｓ ｔ ｅ ｉ ｅ ＶＢ； ｎ ｕ ｔ ｉ ｌ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ： ｔ ｓ ｎ ｃ ｆ ｗ ｅ ｅ ｔｏ Ｐ ｒ ｌ Ｓ ａ ｅ ｓｓ ｅ ｌ ｐ ； ｐ Ｉ ｄ ｓ ｒａ ｍｐ ｔ ｒ ｃ ｕｅ
ＢＯ Ｌｉ ｌ ｎ ＨＯＵ Ｌｉ — ａ ｇ，
（ ｏ ｅ ｅｏ ｎ ｆｃ ｒ ｇ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｓｃ ｕ ｎ Ｕ ｉｅｓｙ Ｃ ｅ ｇ ｕ ６ ０ ６ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆＭａ ｕａｔ ｉ ｃ ｎ ｅ ａ ｄ Ｅ ｇ ｅｉ ， ｉ ａ ｎｖｒｉ ，ｈ ｎ ｄ １ ０ ５ Ｃ ｉａ ｌ ｕｎ ｅ ｎ ｎ ｈ ｔ
水腔式旋转头超声波探伤原理
其原钢管地通在水的中线上造成大的这样的重大部分超原理如图所管直线通过这种形式通过水腔水腔两侧中心线和上。
由于被成钢管表的空隙，特样，就会导重复性变差水超声波探所示，超过旋转头式，要求中心。
对，以保证和水腔的中被检测管子表面和导筒特别是管导致超声差。
水腔式旋转探头旋转的超声波探头。
钢管要尽于小管，探伤过程中心线维子的外径筒之间可管端，这种波的入射转头超声波的厂家提供头布局在旋尽可能同心导筒安装程中，钢管持在一条公差可能能会有较种情况下，射角变化，波探伤原理供的产品是旋转水腔上心装管条能较会导致中从而导致理是水腔技术上，探头随中心线不一致灵敏度的术的旋转随水腔旋一致的情的变化，机头。
转，形，机器行，盲区探伤过程虽常情还旋转高度参考水腔式旋，2.在很小区很短时典型的水伤很好。
如程中堆积在虽然一些制情况下要获还有一种形转情况下度和角度考文献：http 旋转头技术小的长度，并且在水腔式旋转如果这种在水腔间制造商声获得好的形式的水，探头机械，对检测://www.unico 术的优点主空间可以在管端要获转头，对于技术用于，导致超称可以将检测效果腔旋转头械位置的人员的要orn ‐automati 主要体现在以布置更多获得最佳检于表面没于热处理（超声波信号将氧化皮冲果，钢管需头，不换工稳定就极要求也较高/tec 在：1. 可多的探头，检测效果时有氧化皮（黑）管，号的衰减，冲洗掉，但需要被清洗工装，而调极为重要。
高。
ch_comp.htm 可以在更高这一点，时很重要皮的小管径氧化皮尘影响灵敏但这只能部洗除去氧化调节探头距由于需要m高的转速下在要求检径的精密管尘土会在检敏度。
部分可行，化皮等。
距离。
在高要调节探头下运检测管的检测通高速头的。
无缝钢管超声波探伤检验方法【整编】
无缝钢管超声波探伤检验方法（一）无缝钢管超声波探伤检验方法1、范围规定了无缝钢管超声波探伤的原理、方法、对比试样、设备、条件、步骤、结果评定和报告。
适用于各种用途无缝钢管纵向缺陷和横向缺陷的超声波检验。
所述探伤方法主要用于检验破坏了钢管金属连续性的缺陷，但不能有效地检验层状缺陷。
适用于外径等于或大于6mm且壁厚与外径之比不大于0.2的钢管。
2、引用标准YB4082-92钢管自动超声探伤系统综合性能测试方法ZBY230-84A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件3、探伤原理超声波探头可实现电能和声能之间的相互转换以及超声波在弹性介质中传播时的物理特性是钢管超声波探伤原理的基础。
定向发射的超声波束在管中传播时遇到缺陷，既产生波的反射又产生波的衰减。
经过探伤仪的信号处理，如采用反射法探伤可获得缺陷回波信号，如采用穿透法探伤可凭借透过波的衰减程度获得缺陷信号。
二者均可由仪器给出定量的缺陷指示。
利用压电效应或电磁感应原理可在管内激发不同类型的超声波。
因此，压电超声和电磁超声均可用于管材超声波检验。
但电磁超声仅适用于铁磁性材料。
4、探伤方法（1）采用横波（或板波）反射法（或穿透法）在探头和钢管相对移动的状态下进行自动检验，只有特殊的大口径钢管才可进行手工检验。
自动或手工检验时均应保证声束对管子全部表面的扫查。
注：自动检验时对钢管两端将不能有效地检验，但此区域应控制在200mm以内。
（2）检验纵向缺陷时声束在管壁内沿圆周方向传播；检验横向缺陷时声束在管壁内滑管轴方向传播。
纵向和横向缺陷的检验均应在管子的两个相反方向上进行。
（3）在需方未提出检验横向缺陷时供方只检验纵向缺陷。
经供需双方协商同意，纵向和横向缺陷的检验均可只在管子的一个方向上进行。
（4）自动或手工检验时均应选用耦合效果良好并无损于钢管表面的耦合介质。
5、对比试样（1）用途对比试样用于探伤设备的调试、综合性能测试和使用过程中的定时校验。
对比试样上的人工缺陷是评定自然缺陷当量的依据，但不应理解为被检出的自然缺陷与人工缺陷的信号幅度相等时二者的尺寸必然相等。
小口径薄壁钢管水浸法超声波探伤系统研究
Ｒｅ ｅ ｃ ｏ ｗａ ｅ ｔ ａ ｏ ｃ ｆ ｕｌ ｔ ｃ ｉ ｎ ｙ ｔ ｍ ｏ ｔ ｎ ｓ ａｒ ｈ ｎ ｔ ｒ ｕｌｒ ｓ ｎｉ ａ ｔ ｄｅ ｅ ｔｏ ｓ ｓ ｅ ｆ ｒ ｈｉ －ｗａ ｌ ｌ ａｎ ｓ ａ ｌ ｄｉ ｍ ｅ ｅ ｔ ｅ ｕ ｓ ｄ ｍ ｌ－ ａ ｔ ｒ ｓ ｅ ｌ ｔ ｂｅ
重 要地 位 ， 泛应 用 于 航 空 、 艇 、 弹 、 广 舰 导 原子 能与
空 间技 术 等 领域 。 在 管材 的制 造 过程 中 ， 但 往往 由 于 材料 中夹 渣 等影 响 ，使 成 型后 的管 材 表 面 与 内 部 出现裂 纹 等 缺 陷 。管 材 常见 缺 陷与 加 工 方 法 有 关 。 缝 钢管 中常见 缺 陷有 裂 纹 、 迭 、 层 等 ； 无 折 夹 焊 接管 中常 见 缺 陷有 裂 纹 、 孔 、 渣 、 焊 透 等 ； 气 夹 未 而 锻 扎管 中常 见 缺 陷一 般 为 裂 纹 、 白点 、 皮 等 。所 重 以 在实 际 应 用 之前 ，必 须 对 管 材 的缺 陷 进 行 可 靠
了该 系统检 测原理 、 总体结构 、 主要功 能部件 设计 和软硬 件系统 的组成 ， 分析 介绍 了检测 软件 系统的功 能 ， 并对 探伤 检测系统运行 过程 中由于振动引 起的信 号干扰等 问题提 出 了解决 方法 ， 最后 对系统进 行 了应用 验证 。
关 键 词 ： 声 波 检测 ； 浸 ； 口径 ； 超 水 小 薄壁 ； 动 ； 号 干扰 振 信
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ａ ｈ ｄ ｔ ｃ ｏ ｙ ｔｍ ｔ ｏ ｂ ｅ ｐ ｏ ｅ ａ ｅ ｎ ｗａｅ ｌ ａ ｏ ｉ ａ ｅ ｉ ｄ ｓ ｎ ｄ ａ ｄ ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ ｔ ｆ ｕ ｅ ｅ ｔ ｎ ｓ ｓｅ ｗｉ ｄ ｕ ｌ— ｒ ｂ ｂ ｓ ｄ ｏ ｔｒ ｕ ｔ ｓ ｎ ｃ ｗ ｖ Ｓ ｅ ｉ ｅ ｎ ｅ ｅ ｏ ｅ ｏ ｉ ｈ ｒ ｇ
无缝钢管超声波探伤检验方法
无缝钢管超声波探伤检验方法探伤原理超声波探头可实现电能和声能之间的相互转换以及超声波在弹性介质中传播时的物理特性是钢管超声波探伤原理的基础。
定向发射的超声波束在管中传播时遇到缺陷，既产生波的反射，又产生波的衰减。
经过探伤仪的信号处理，如采用反射法探伤，可获得缺陷回波信号，如采用穿透法探伤，可凭借透过波的衰减程度获得缺陷信号。
二者均可由仪器给出定量的缺陷指示。
利用压电效应或电磁感应原理可在管内激发不同类型的超声波。
因此，压电超声和电磁超声均可用于管材超声波检验。
但电磁超声仅适用于铁磁性材料。
探伤方法采用横波(或板波)反射法(或穿透法)在探头和钢管相对移动的状态下进行自动检验，只有特殊的大口径钢管才可进行手工检验。
自动或手工检验时均应保证声束对管子全部表面的扫查。
注：自动检验时对钢管两端将不能有效地检验，但此区域应控制在200mm以内。
检验纵向缺陷时声束在管壁内沿圆周方向传播；检验横向缺陷时声束在管壁内沿管轴方向传播。
纵向和横向缺陷的检验均应在管子的两个相反方向上进行。
在需方未提出检验横向缺陷时供方只检验纵向缺陷。
经供需双方协商同意，纵向和横向缺陷的检验均可只在管子的一个方向上进行。
自动或手工检验时均应选用耦合效果良好、并无损于钢管表面的耦合介质。
用途对比试样用于探伤设备的调试、综合性能测试和使用过程中的定时校验。
对比试样上的人工缺陷是评定自然缺陷当量的依据，但不应理解为被检出的自然缺陷与人工缺陷的信号幅度相等时二者的尺寸必然相等。
材料制作对比试样用钢管与被检验钢管应具有相同的名义尺寸并具有相似的化学成分、表面状况、热处理状态和声学性能。
制作对比试样用钢管上不得有影响探伤设备综合性能测试的自然缺陷。
长度对比试样的长度应满足探伤方法和探伤设备的要求。
人工缺陷形状检验纵向缺陷和横向缺陷所用的人工缺陷应分别为平行于管轴的纵向槽口和垂直于管轴的横向槽口，其断面形状均可为矩形或V 形(见图1和图2)。
矩形槽口的两个侧面应相互平行且垂直于槽口底面。
无缝钢管超声波自动检测系统研制
０ 前
言
１ 超声波液浸耦合检测原理
液 浸耦 合 脉 冲 回 波检 测 方 式 中 ， 合 液 有 助 于 耦 题 。 同 无缝 钢 管超 声波 检测 一般 采用 水做耦 合 剂 。在探 头 上 加高 频高 压 的 电脉 冲 可 使 晶 片产 生 脉 冲 超声 波 。 超声 波 透过 耦合 剂射 入试 件 。在试 件 内传播 的超声 波 遇到 界 面或者 缺 陷 时 即产 生 反 射 ， 射 回波 被 探 反 头接 收并转 变成 电脉冲 。超声 检测 仪 对 电脉冲 的幅
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API石油钢管的超声波探伤原理
API石油钢管的超声波探伤原理ERW机组配置的超声波探伤设备要符合以下基本要求:检验品种:高频直缝焊接钢管(ERW)钢管规格:Φ114.3,Φ355 mm材料厚度:3.0,14.00 mm定尺长度:4.5,13 m探伤速度:10,40 m/min钢级:H40、J55、N80、A,X70、Q195,Q345产品标准:API 5CT、API 5L、ASTM A53、GB/T 3091、GB/T 13793探伤标准:GB 5777、ASTM E213、ASTM E273设备认证标准:YB 4082自动化超声检测，是指利用机械装置自动移动探头或被检工件达到自动化扫查，在移动过程中可以利用不同的方式激发不同波型的超声波，以及采用不同的耦合方式对被检工件中的缺陷进行自动化检测，其检测结果可被自动记录在特定的记录介质(如笔式记录纸带、电敏记录纸、计算机存储设备等)上，还可以自动标记(喷漆、打印等)在工件上，还可以将合格与不合格工件进行自动分选等等。
自动化超声检测系统通常还具有监视装置(如示波器、探伤仪的显示屏、电脑监视屏等)，便于检测人员根据检测信号的显示监视系统工作是否正常。
自动化超声检测系统可以分成两大类:1.在线自动化超声检测系统这是在自动生产流水线上作为一项检验工序(工位)实施的，它不但对被检工件的合格与否做出判断并自动分选或标记(喷标)，而且其检测速度、检测系统的连续运行时间、对工作环境条件(例如高温、振动、噪音等)的适应性以及检测系统的自我保护等等，都必须适合自动生产流水线上高速、稳定、可靠等要求。
2.离线(不在线)自动或半自动超声检测系统这是在生产过程中作为单独进行的检验工序，它又可以分为全自动和半自动两种类型。
1)不在线全自动超声检测系统除了灵敏度调整与整机维护外的所有工步，例如进出料、缺陷报警与记录、标记、被检材料的判废与分选等均全部依靠设备本身自动进行，例如目前国内许多大型企业已经在应用的钢板自动化超声检测系统、上面所述的ERW钢管离线自动化超声检测系统、无缝钢管及棒材、钢坯等的自动化超声检测系统等等。
小径管超声波探伤技术
小径管超声波探伤技术开封空分集团有限公司--姜海小径管指管径较小（DN100以内），管壁较薄（一般为3.5mm～8mm）的小径管。
过去对这些小径管焊缝多采用射线检测，但射线探伤方法有其自身的局限性；如裂纹、未熔合等,特别是当其与射线束方向夹角较大时，不易发现，容易漏检。
而超声波探伤由于不受场地、环境限制，并且对那些面状缺陷检出率高、且价格低廉并可与其他工种进行交叉作业，可以大大提高效率而在管道探伤中得到了较好的应用，下面我结合自己的工作实践，主要对小径管探伤存在问题、探伤方法、要点及缺陷波识别等，谈谈自己的一些认识：一小径管对接焊缝超声波探伤存在以下问题：1）小径管壁薄，壁厚较薄时超声波声束在管壁中产生的声程较短，易受声压不规则的近场区干扰，给缺陷定性，定量带来困难。
2）管壁曲率较大，管内外表面声能损失较大，声束传输路径更复杂，经过多次发散，聚集声压反射异于常规，使声能有一定量损失，降低了探伤灵敏度。
3）焊缝焊波高度、焊瘤尺寸与管壁厚度为同一数量级，在较高灵敏度探伤时杂波多，这给缺陷的识别增加了难度。
4）同一截面管子在壁厚上有时存在较大的公差，因而给缺陷定位带来了一定的困难。
二小径管对接焊缝超声波探伤方法及要点：小径管对接焊缝进行超声波探伤时，探头应使用高阻尼、短前沿、大K值的单晶横波探头；晶片尺寸一般不大于6mm×6mm，前沿距离≤5mm，偏差＜0.5mm，工作频率为5 MHZ。
探伤中要注意如下几点：（1）探头耦合问题：为保证探头与工件表面充分耦合，探头耦合面应修磨成圆弧，使其曲率半径与小径管外表面尽量一致，不同管径的小径管焊缝探伤，应配备专用的探头，避免混用。
如果探伤前不认真修磨探头耦合面，而是不同外径的管子混用一个探头，其结果不但使探伤工作受到油面波、变形表面波的干扰，更重要的是随着探头的磨损，使超声场特性发生较大变化，使探伤结果变的不可信；另外，打磨准备工作也是保证探伤顺利进行的重要环节，如飞溅物消除不彻底，会使探头与管壁耦合不好，在检查过程中出现“不起波”或“起杂波‘，必须认真去打磨探头移动区，消除飞溅物、锈斑、油垢等，以便于探头扫查。
焊接钢管超声波自动探伤检测系统的软件设计与应用
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用状 况 。该 系统 把传 统 的超 声波 无损 检 测技 术 和 先进 的 工业 控 制计 算机 、虚拟 仪 器 、智 能
化探 伤 等技 术相 结合 ，通 过探 伤操 作程序 ，可 实现 对 复 杂缺 陷 回波 的准确 评 价和 严格 筛选 ，
有 效地 避 免 了系统 的误报 警 ．而且 其 缺 陷 波形 回放 克服 了超 声 波 自动探 伤检 测 中的缺 陷种
类 难 以识 别的 不足 。现 场使 用证 明该 系统误报 率 小 于 ２ ％，漏报 率 为 ０ 。
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钢管超声波探头旋转探伤系统
钢管超声波探头旋转探伤系统是南京博克纳自动化系统有限公司对外经营生产的主要产品之一，在工业生产的无损检测中有着重要应用。
因此，在本文内我们将会就该系统进行具体介绍。
一、项目介绍：
因生产需要进行离线探伤,根据其特性、检测要求，设计一套自动化检测方案。
检测对象:钢管
工件规格：工件长度：3~12米，外徑Φ50mm ~ 89mm,
壁厚1~10mm
检测要求：执行标准 GB/T5777—2008无缝钢管超声波探伤检验方法 L2标准
二、无线传输机头旋转超声设备优点
钢管生产企业对钢管超声波探伤机的基本要求是：超声波的声束对钢管圆周方向和长度方向实现全覆盖（不漏检），同时达到二高一快一稳定，即信噪比高，要有很好的信号稳定性和尽量低的干扰噪声；有效作业率高，要易于调试和操作，维修方便快捷；探伤速度快，要能实现自动化，能满足钢管产量要求；要稳定，设备能长期可靠稳定工作。
目前我国水浸法超声波探伤机常用的有两大类：一类是钢管旋转前进，探头和仪器是静态联接方式，不需要动态耦合设备，其特点是适用管径规格范围广（例如16—159mm）, 造价便宜，考核的技术指标少，容易通过测试或认证。
缺点是探伤速度慢，加速则稳定性降低, 也不适用于小直径超长钢管。
另一类是探头旋转，钢管直线前进方式，其技术难点是仪器—探头—仪器的发射—接收信号动态耦合效率问题。
70年代我们就借鉴电动机工作原理，4个探头采用碳刷滑环的机械耦合方式，此处的耦合是指旋转的探头与静态的仪器之间信号的传输方式。
，每分钟500—700转，用4台电子管单通道探伤仪内外同步联接工作，要经常用酒精棉花擦拭铜滑环上的碳粉才能连续作业，至今仍有企业在制作和使用，当然已有不少改进。
2000年后，随着电容耦合技术的应用，大大改善了机械耦合方式的致命缺点，提高了钢管自动探伤的整体技术水平，但多数还是采用模拟信号处理或准数字化探伤仪器，信噪比不理想。
与国际先进水平相比，我们落后了20年。
这套基于无线传输的探头旋转式超声波探伤系统，将探伤信号以数字化方式无线传输给全数字超声波探伤仪器进行处理，彻底排除了碳刷滑环的机械耦合或电容片的电耦合等容易受电噪声干扰的诟病。
由于高速旋转的探头与静态的仪器是无线连接，无论有多少个通道，都能有效减少探伤信号的失真和衰减，从而大大提高探伤的信噪比，保证探伤的灵敏度和稳定性，防止误报或漏报，提高了各个通道的一致性和很高的探伤可靠性。
现场实际测试中，在多台变频器、电焊机及上空行走的行车等密集开动的机、电、磁场的干扰环境下，无线传输探头旋转式超声波探伤主机即使在没有接地的情况下，也观察不到明显的干扰信号。
三、三种耦合方式的探伤系统比较
四、超声波探伤系统
钢管是一种组织密度较高，噪声适中，常规产品。
本系统适用于各种钢管内、外部缺陷自动检测。
超声波探伤原理是超声波经水耦合进入钢管后，入射传播，当管材中有缺陷时会引起超声反射，超声仪器将超声波反射信号经放大信号处理后实时报警，实现缺陷的自动检测。
4.1、探伤系统的技术参数及设备配置
4.1.1·探伤形式超声纵波垂直入射，横波双向入射。
探伤方式：超声探头旋转水浸耦合式/超声钢管直线前进。
检测速度：采用交流变频无级连续调速。
钢管直线前进速度调节范围为0-20m/min。
检测灵敏度：
·检测范围外径(D) Φ16～Φ89mm (T/D≤0.2)
·通道数 6～16通道
·探伤速度 15～30m/min
·输送方向顺逆可变
·动力输送交流电机滚轮驱动、顺逆可变
·配用仪器 6通道超声波数字探伤仪
·控制方式自动控制/手动控制
·执行标准SE-213或ASTMA2 标准
超声波探伤监视功能可同时显示各个通道的A型扫描和B扫描及滚屏显示缺陷高度。
显示各通道的探伤条件和探伤进度、探伤数据记录，保存各个通道的仪器参数和探伤条件，记录每个缺陷在管材的位置，可回放每根管材的录像图形，自动生成探伤报告以展开图表示并打印。
自动保存和管理数据。
4.2.1主要特点
●仪器系统架构先进，低噪声、高速度
●独特硬件数据处理算法，具有业界最高系统重复频率，可实现最高检测
速度
●每一通道独立，可以任意调整探头性能差异
●仪器采用了先进的相关报警处理技术，能有效抑制探伤现场的外来干扰
●具有多通道同时显示功能，可以在动态条件下观察每一通道的工作状态
●可以同时选择A扫描、B扫描以及滚屏等任意组合显示方式，清晰直观
●优化的菜单，调试方便，操作简单，可以切换到鼠标操作模式
●仪器可以保存任意组参数，探伤过程中需要用户的干预很少
●自动记录检测数据，可存贮、回放、打印探测条件和缺陷波形，形成检
测报告
●强大的报表文档处理能力，可以根据用户的需求自动生成各种报表
●可以外接笔记本，拓展各种应用，也可以外接大尺寸的显示器
●预留16组IO输入输出,可按用户要求定制应用软件和硬件控制系统
4.2.2仪器技术参数
●增益总量120dB，步进1dB
●工作方式单探头发射、接收或双探头分别发射、接收
●灵敏度余量≥50dB 分辨率≥26dB
●动态范围≥30dB 扫描范围0～5000mm
●频率范围0.5～10MHz
●采样范围80/160MHz
●重复频率单通道100Hz～20KHz可调，具体见下述两个表格
●垂直线性≤2%
●水平线性≤1%
●检波方式全波、正半波、负半波
●闸门设置每通道设置3个闸门，A、B为内外伤报警闸门，C门界面跟
踪
●报警指示每通道A、B、C闸门报警颜色显示及声音报警
●延时报警分两路，延时时间0.1～10S，步进0.1S
●波形存贮数量无限制，可进行波形回放、打印和报告生成
●水平线性≤1%
●检波方式全波、正半波、负半波
●闸门设置每通道设置3个闸门，A、B为内外伤闸门，C门界面跟踪
●报警指示每通道A、B、C闸门报警颜色显示及声音报警
●延时报警分两路，延时时间0.1～10S，步进0.1S
●波形存贮探伤波形海量存储，可进行波形回放、打印和报告生成
4.2.3检测主机系统
包括超声波检测主机升降机构由内外导向套、涡轮涡杆和连接装置组成。
可根据管材规格大小调节探伤机头的高度。
超声探伤水箱和挡水装置全部用不锈钢加工制作而成。
超声波探头调节跟踪装置可根据被检测管材规格大小调整探头入射角度和水层距离，全部由不锈钢和铜精密制作而成。
检测主机的高度采用手动方式进行调整，以适应Ф16～89mm规格范围的钢管在传输辊道上的高度差。
标记装置安装在检测主机出口处，在探伤仪发出判伤指令后经PLC进行延时打标。
钢管表面的干燥由双方共同设法解决。
4.2.4、辅助控制设备
辅助控制设备主要包括：控制柜，变频器、按钮、急停开关等其他的电气控制硬件和软件，还有探伤主机中需要用的一些电气元器件。
全套高、低压元器件均采用正泰品牌。
系统采用台达变频器。
电机/减速机均采用浙江银达品牌，气动元件、电磁阀、气缸采用亚德克品牌。
传感器采用欧姆龙品牌。
4.3.1仪器界面
4.3.2探头。