CN101793871A - 一种输电线路钢管塔的对接焊缝的超声波检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种输电线路钢管塔的对接焊缝的超声波检测方法，属于焊缝的无损检测技术领域。该方法包括：将与超声波检测装置连接的探头置于对接焊缝的钢管侧端，该探头与钢管外径吻合，当超声波检测装置发出信号，所述探头发送超声波覆盖整个对接焊缝，进行超声波爬波检测，从而对对接焊缝的缺陷进行分析。本发明采用的检测方法能够实现立体扫查，操作方便、易于掌握、工作效率高，且检测灵敏度高。

Description

一种输电线路钢管塔的对接焊缝的超声波检测方法

技术领域

本发明涉及焊缝的无损检测技术，具体是一种输电线路钢管塔的对接焊缝的超声波检测方法。

背景技术

近几年，随着我国国民经济的快速发展，为了实现“资源节约型、环境友好型”输电线路建设目标，在特高压同塔双回、同塔多回输电线路中采用了钢管塔，在钢管塔中有近60％的钢管厚度小于等于8mm，薄壁钢管与法兰之间采用对接焊的形式连接，该焊缝为一级焊缝，需要进行100％的无损检测。

目前国内各技术规程对薄壁钢管(直径大于或等于133mm，厚度小于8mm)的对接环焊缝及纵向焊缝的超声波检测还是个空白，只能进行射线检测。但射线检测主要存在下述问题：

1)由于钢管的曲率半径相对较小，射线透照位置受限(对一个Φ159mm的焊口，考虑横裂纹检出角，X射线至少透照8次)，对焊口检验的生产效率较低；

2)射线透照对裂纹、未熔合等线形缺陷不敏感，从而造成许多危害缺陷的漏检；

3)射线检测一般采用X射线或γ射线进行检测，对人身有伤害，对环境有污染，需要取得政府相关部门的辐射许可资格证书。

4)成本高，检测评定时间长。一般检测一条φ273mm对接环焊缝需要2小时，而随后的洗片、干燥、评定时间更长。

以皖电东送输电线路钢管塔的试验塔为例，每基塔约有210余道对接焊缝，焊缝长度达250余米，输电焊缝数量多，检测工作量大，有必要寻找一种对薄壁管的对接焊缝进行超声波检测的方法，以满足输电线路检测需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用超声波爬波检测薄壁管对接焊缝的方法。

本发明的上述目的是通过如下的技术方案予以实现的：

一种输电线路钢管塔的对接焊缝的超声波检测方法，包括以下步骤：

1)将与超声波检测装置连接的探头置于对接焊缝的钢管侧端；

2)所述探头与钢管外径吻合，当超声波检测装置发出信号，所述探头发送超声波覆盖整个对接焊缝；

3)进行爬波检测，对对接焊缝的缺陷进行分析。

所述超声波检测装置包括控制部分和测量部分；所述控制部分用于控制探头；测量部分用于进行超声波传播距离和反射声压的测量。

所述探头为并联式超声波探头。

利用横通孔试块，对反射波声程和灵敏度进行校准，可选用Φ1×30-10dB横通孔试块。

所述探头距对接焊缝中心10——25mm平行移动。

本发明方法的优异特点和效果：

1)与超声波检测装置连接的探头发送的声束能够覆盖整个焊缝截面，检测能够实现立体扫查。

2)探头发出的声束与焊缝中的裂纹、未熔合、未焊透等基本垂直，检测灵敏度高。

3)检测过程操作方便、易于掌握、工作效率高、成本低。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步详细地说明：

图1为本发明超声波检测示意图；

图2为本发明探头检测示意图；

图3为本发明爬波检测示意图；

图4为本发明并联超声波检测探头结构示意图；

图5为本发明实施例的检测结果示意图，其中(a)为双面未焊透反射波；(b)为单未焊透反射波形；(c)为夹渣反射波形；(d)为气孔反射波形。

具体实施方式

下面参照本发明的附图，更详细的描述出本发明的最佳实施例。

1、超声波检测前的准备

(1)明确焊件材质、规格、焊接工艺、热处理情况、坡口型式以及焊接接头中心位置的标定；

(2)焊接接头表面质量及外观尺寸需经检验合格；

(3)焊接接头钢管侧应除飞溅、锈蚀、氧化物及油污，表面应打磨平滑，打磨宽度为30mm；

(4)焊接接头两侧的母材，超声波检测前应测量管壁厚度，至少每隔90。测量一点；

(5)耦合剂具有良好的湿润能力和透声性，采用机油或水基纤维素衍生物；

(6)选用的与超声波检测装置连接的探头应满足直射波能扫查到焊接接头1/4以上壁厚范围。

2、检测过程

参考图1，钢管1与法兰3之间采用对接焊2连接，超声波检测装置5与探头4连接，探头4在焊缝2的钢管1侧进行爬波检测扫查。扫查方式如图2所示，在距距离焊缝中心(L＝20mm)处上、下平行移动。

对焊缝进行超声波爬波检测时，超声波入射方向的选择原则是使超声波入射方向垂直于主要危险缺陷的方向，如图3所示。常规厚壁焊缝超声波检测时，这一原则无法实现，只能采用斜入射的方式来完成检测。而特高压钢管塔薄壁管对接环焊缝壁厚较薄，探头在距离焊缝的一定距离上声束能够覆盖整个焊缝截面，检测能够实现立体扫查。且入射声束与焊缝中的裂纹、未熔合、未焊透等基本垂直。

超声波检测装置主要包括控制部分和测量部分，控制部分用于控制探头，测量部分用于进行超声波传播距离和反射声压的测量。

探头主要有串列式和并列式两种结构。本发明采用并列式超声波检测探头，该超声波检测探头结构如图4，包括有机玻璃斜楔6、吸收块7、晶片8、隔声层9和接插头10，根据钢管的曲率半径来选择最佳的有机玻璃斜楔6，以实现钢管焊缝的高灵敏度探伤。

3、扫描速度的调整

扫描速度的调整，是对接焊缝超声波超声波检测的重要环节。扫描速度是否准确，对焊缝中缺陷的定位、定性、定量都会都带来很大的影响。为了便于观察和减小观察误差，扫描速度一般应采取扩大比例的方法。利用横通孔试块，将反射波按2∶1的声程来调节。横通孔试块的优点是：与被探钢管同曲率，可以不考虑探伤的曲率、耦合的衰减和内外壁声束发散的补偿。超声波检测时可直接观察反射波的波形变化来判断有无缺陷波的存在。

4、超声波检测灵敏度的调整

确定薄壁钢管塔对接焊缝超声波爬波超声波检测灵敏度和质量分级标准的原则是依据DL/T820-2002《管道焊接接头超声波超声波检测检验技术标准》，经过对比试验找到Φ1mm气孔孔和Φ1×30mm的横通孔之间的关系，在距离探头20mm左右两者之间相差10dB。因此，本发明采取用爬波检测时横通孔Φ1×30-10dB作为薄壁钢管对接焊缝的超声波检测灵敏度，经验证所选超声波检测灵敏度已达到标准的要求。

5、对对接焊缝的缺陷进行测量和分析

本发明提供了一组带有缺陷的焊接试样的测试结果，规格分别是Φ133×5mm、Φ133×8mm、Φ159×6mm。参考图5的试验结果可以看出，爬波检测对于未焊透缺陷超声波检出率较高，探头在熔透的一侧也能够检测到另一侧的未焊透，缺陷波幅高，测长与射线所检出的尺寸较吻合；单个气孔和圆形夹渣的波幅较低，超声波测长比射线所检出的尺寸较大；密集气孔的波幅较高，波形密集相互彼连，超声波测长比射线所检出的尺寸大；条形夹渣波幅较低，超声波测长与射线所检出的尺寸相差不大；裂纹和未熔合缺陷波幅高，检出率高，超声波测长与射线所检出的尺寸相差较大。

综上所述，本发明检测过程操作方便、易于掌握、工作效率高、检测灵敏度高、成本低。

上述实施例只是本发明的举例，尽管为说明目的公开了本发明的最佳实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于最佳实施例和附图所公开的内容。

Claims (6)

1.一种输电线路钢管塔的对接焊缝的超声波检测方法，包括以下步骤：

1)将与超声波检测装置连接的探头置于对接焊缝的钢管侧端；

2)所述探头与钢管外径吻合，当超声波检测装置发出信号，所述探头发送超声波覆盖整个对接焊缝；

3)进行爬波检测，对对接焊缝的缺陷进行分析。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声波检测装置包括控制部分和测量部分；所述控制部分用于控制探头；所述测量部分用于进行超声波传播距离和反射声压的测量。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述探头为并联式超声波探头。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用横通孔试块，对反射波声程和灵敏度进行校准。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，选用Φ1×30-10dB横通孔试块。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述探头距对接焊缝中心的距离为10--25mm。

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