CN108982663A - 双金属复合材料海底管道环焊缝相控阵分区法的检测方法 - Google Patents

双金属复合材料海底管道环焊缝相控阵分区法的检测方法 Download PDF

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Abstract

一种双金属复合材料海底管道环焊缝相控阵分区法的检测方法，检测步骤如下：一：将探头放置在焊缝上；二：在坡口处设置数个反射体，并在焊缝中心内外表面分别设置上下时差衍射反射体；三：设置数组相控阵探头覆盖区域探头及数组爬波探头覆盖区域；并对上下表面开口缺陷实施监控检测；四：设置二个显示带状；并在校准试块上进行校准，再将扫查器安装在校准试块上，对每个分区分别进行灵敏度校准；五：在校准试块上进行动态校准，并进行焊缝检测；六：对焊缝质量进行综合评定。本发明不仅解决了复合材料横波检测的难题，而且，有效地检测出各个位置不同类型的缺陷，大大提高了现场检测效率和海底管道焊缝焊接的检测定量精度，控制了焊缝质量。

Description

双金属复合材料海底管道环焊缝相控阵分区法的检测方法
技术领域
本发明涉及海底管道的检测方法，尤其涉及一种基于分区法双金属复合材料的海底管道对接环焊缝相控阵的检测方法。属于海洋工程建造领域。
背景技术
长期以来，双金属复合材料海底管道检测一直采用传统的射线检验工艺，不仅效率较低，而且，存在辐射污染等潜在危害。
目前，对于碳钢材料的海底管道相控阵(AUT)检测工艺，已得到广泛应用，技术和设备均已非常成熟。若采用相控阵的检测方法来检验双金属复合材料的海底管道的对接焊缝的检验效率较传统的射线检验，将提高至少一倍，且十分环保，能够满足海上施工交叉作业的要求。但是，由于双金属复合材料的晶粒较粗大，材料存在各项异性，衰减较严重，因此，导致常规横波无法获得良好的信噪比，甚至无法检测；若采用纵波检验，由于纵波无法使用二次波检测，存在较大盲区，因此，导致无法实现焊缝检测全覆盖，且定量精度很难保证。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种双金属复合材料海底管道环焊缝相控阵分区法的检测方法，其不仅能够对双金属复合材料的海底管道进行相控阵检测，解决了常规复合材料横波检测的难题，使校准后的相控阵系统有效地检测出各个位置不同类型的缺陷，大大提高了现场检测效率和海底管道焊缝焊接的检测定量精度，控制了焊缝质量；而且，避免了射线作业辐射危害，提升了整个海底管道的铺设效率。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种双金属复合材料海底管道环焊缝相控阵分区法的检测方法，其特征在于：检测的具体步骤如下：
第一步：将探头放置在焊缝上表面，依据焊缝坡口形式，在焊缝坡口面上分别设置数个焊缝分区；
第二步：在焊缝上表面的坡口处设置数个表面反射体，在焊缝中心内表面设置上时差衍射反射体，在焊缝中心外表面设置下时差衍射反射体，在焊缝内表面根部区域设置下表面反射体，在焊缝内部分别设置有数个内部反射体；
第三步：设置数组相控阵探头覆盖区域探头及数组爬波探头覆盖区域；同时，对上下表面开口缺陷实施监控检测；
第四步：设置二个显示带状，其中，每个分区同时具有第一扫描带状显示和第二扫描带状显示；并在校准试块上进行灵敏度、编码器的校准，再将扫查器安装在校准试块上，对每个分区分别进行灵敏度校准；
第五步：在校准试块上进行灵敏度、编码器的动态校准，其中，灵敏度、编码器覆盖每个反射体；且每个通道波幅范围在70～99％满屏高度，相邻通道覆盖在5～50％时，即可进行焊缝检测；
第六步：使用第一扫描带状显示和第二扫描带状显示对焊缝质量进行综合评定。
所述第一步中的数个焊缝分区高度控制在1-3mm范围，上下游分区则以焊缝中心线为准对称布置。
所述数个内部反射体的最大角度不超过75度；数个内部反射体成上下游对称设置。
所述第四步中，校准时，将反射回波高度调整至80％满屏高度±5％，通道闸门起始于探头侧坡口面前5mm，终止于探头对侧坡口面后5mm。
本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其不仅能够对双金属复合材料的海底管道进行相控阵检测，解决了常规复合材料横波检测的难题，使校准后的相控阵系统有效地检测出各个位置不同类型的缺陷，缺陷综合检测能力达到0.8mm，大大提高了现场检测效率和海底管道焊缝焊接的检测定量精度，控制了焊缝质量；而且，避免了射线作业辐射危害，提升了整个海底管道的铺设效率。
附图说明
图1为本发明典型坡口分区示意图。
图2为本发明典型分区校准试块反射体示意图。
图3本发明各组探头对焊缝区域覆盖示意图。
图4-1本发明分区法一组显示示意图。
图4-2本发明分区法另一组显示示意图。
图5本发明校准试块检测结果图。
图中主要标号说明：
1.焊缝上表面，2.焊缝下表面，3.焊缝中心线，4.焊缝坡口面，5.内衬层，6.第一焊缝分区，7.第二焊缝分区，8.第三焊缝分区，9.第四焊缝分区，10.第五焊缝分区，11.碳钢母材，12.上时差衍射反射体，13.第一内部反射体，14.第二内部反射体，15.第三内部反射体，16.体积通道反射体，17.下时差衍射反射体，18.下表面反射体，19.上表面反射体，20.第一相控阵探头覆盖区域，21.第二相控阵探头覆盖区域，22.第三相控阵探头覆盖区域，23.第四相控阵探头覆盖区域，24.纵波一发一收探头覆盖区域，25.纵波一发一收探头组覆盖区域，26.爬波探头组覆盖区域，27.第一扫描带状显示，28.第二扫描带状显示。
具体实施方式
如图1所示，选取管线尺寸为：10”x18.9mm，坡口形式为：J型坡口，检测材料为双金属复合材料，碳钢母材11的材质为：API 5L X65，内衬层5的厚度为：3mm的不锈钢，焊缝填充区材质为：镍基625，管端100mm内采用冶金结合进行检测，检测的具体步骤如下：
第一步：如图1所示，将探头放置在焊缝上表面1，焊缝下表面2为非探头放置面，依据焊缝坡口形式，在焊缝坡口面4上分别设置数个焊缝分区(本实施例为：第一焊缝分区6，第二焊缝分区7，第三焊缝分区8，第四焊缝分区9，第五焊缝分区10)，其中，数个焊缝分区高度控制在1-3mm范围，上下游分区则以焊缝中心线3为准对称布置；
第二步：如图2所示，在焊缝上表面1的坡口处设置数个表面反射体19，在焊缝中心内表面设置上时差衍射反射体12，在焊缝中心外表面设置下时差衍射反射体17，在焊缝内表面根部区域设置下表面反射体18，在焊缝内部分别设置有数个内部反射体(本实施例为：第一内部反射体13、第二内部反射体14、第三内部反射体15、体积通道反射体16)，其中，数个内部反射体的最大角度不超过75度；数个内部反射体成上下游对称设置；
第三步：如图3所示，设置数组相控阵探头覆盖区域探头(本实施例为：4组，其中，1组相控阵探头覆盖区域为：第一相控阵探头覆盖区域20、第二相控阵探头覆盖区域21、第三相控阵探头覆盖区域22、第四相控阵探头覆盖区域23；1组爬波探头覆盖区域26为：1组纵波一发一收探头覆盖区域24，1组时差衍射探头覆盖区域25为：时差衍射探头，同时，对上下表面开口缺陷实施监控检测；
第四步：如图4-1至4-2所示，设置第一显示带状27及第二显示带状28，其中，每个分区同时具有第一扫描带状显示27和第二扫描带状显示28。并在校准试块上进行系统校准(灵敏度/编码器)，再将扫查器安装在校准试块上，对每个分区分别进行灵敏度校准；校准时，将反射回波高度调整至80％满屏高度±5％，用以确保相邻通道的覆盖在5-40％满屏高度，通道闸门起始于探头侧坡口面前5mm，终止于探头对侧坡口面后5mm；
第五步：如图5所示，在校准试块上进行整个检测系统的动态校准，其中，整个系统覆盖每个反射体，每个通道波幅范围在70～99％满屏高度，相邻通道覆盖在5～50％，获得满足要求的校准扫查图时，即可进行焊缝检测；
第六步：使用第一扫描带状显示27和第二扫描带状显示28对焊缝质量进行综合评定。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种双金属复合材料海底管道环焊缝相控阵分区法的检测方法，其特征在于：检测的具体步骤如下：
第一步：将探头放置在焊缝上表面，依据焊缝坡口形式，在焊缝坡口面上分别设置数个焊缝分区；
第二步：在焊缝上表面的坡口处设置数个表面反射体，在焊缝中心内表面设置上时差衍射反射体，在焊缝中心外表面设置下时差衍射反射体，在焊缝内表面根部区域设置下表面反射体，在焊缝内部分别设置有数个内部反射体；
第三步：设置数组相控阵探头覆盖区域探头及数组爬波探头覆盖区域；同时，对上下表面开口缺陷实施监控检测；
第四步：设置二个显示带状，其中，每个分区同时具有第一扫描带状显示和第二扫描带状显示；并在校准试块上进行灵敏度、编码器的校准，再将扫查器安装在校准试块上，对每个分区分别进行灵敏度校准；
第五步：在校准试块上进行灵敏度、编码器的动态校准，其中，灵敏度、编码器覆盖每个反射体；且每个通道波幅范围在70～99％满屏高度，相邻通道覆盖在5～50％时，即可进行焊缝检测；
第六步：使用第一扫描带状显示和第二扫描带状显示对焊缝质量进行综合评定。
2.根据权利要求1所述的双金属复合材料海底管道环焊缝相控阵分区法的检测方法，其特征在于：所述第一步中的数个焊缝分区高度控制在1-3mm范围，上下游分区则以焊缝中心线为准对称布置。
3.根据权利要求1所述的双金属复合材料海底管道环焊缝相控阵分区法的检测方法，其特征在于：所述数个内部反射体的最大角度不超过75度；数个内部反射体成上下游对称设置。
4.根据权利要求1所述的双金属复合材料海底管道环焊缝相控阵分区法的检测方法，其特征在于：所述第四步中，校准时，将反射回波高度调整至80％满屏高度±5％，通道闸门起始于探头侧坡口面前5mm，终止于探头对侧坡口面后5mm。
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