CN110672725A - 一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位试块及定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于焊缝缺陷定位检测技术领域,公开了一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位试块及定位方法,所述定位试块包括试块本体,试块本体的规格与螺旋埋弧焊钢管规格相同,且试块本体上设有焊缝,在焊缝的横截面上至少开设一个人工缺陷孔,人工缺陷孔的中心线垂直于焊缝的横截面,且缺陷孔的中心线对试块本体厚度进行均分;所述定位方法包括:检测超声波探伤仪对不同深度的人工缺陷孔的反射信号;在超声波探伤仪中标记不同深度的人工缺陷孔的实际深度;检测螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷;综上,能有效实现超声波探伤仪的校验和调整探伤扫描速度,以此保证超声波探伤仪对螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位的准确性,为焊缝缺陷修补提供可靠依据。
Description
技术领域
本发明属于焊缝缺陷定位检测技术领域,具体涉及一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位试块及定位方法。
背景技术
利用A型超声波探伤仪的横波斜探头进行工件焊缝检测时,探头发射出的超声波束在工件检测面处发生折射,并在焊缝中缺陷表面处产生反射并接收,在发射至接收的过程中形成超声波束的传递声程,而工件中缺陷的位置可通过探头的折射角和声程确定,或由缺陷的水平和垂直方向的投影来确定,具体参阅图1可知:缺陷深度:d=C×cosβ,缺陷水平距离:l=C×sinβ(其中C为超声波声程,可通过探伤仪的自动计算获得,β为超声波入射到工件中的折射角,可通过探头型号和工件材质得知)。
但是,上述定位检测方式仅在适用于规则工件的精准检测,而对于表面形状曲率不规则的工件,则会存在定位不准确的问题,例如图2中所示的表面形状为圆弧形的工件,依照上述定位检测所获得的缺陷深度d则偏大,而缺陷水平距离l则偏小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位试块及定位方法,以解决上述背景技术中提出的定位准确性较差的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位试块,包括试块本体,试块本体的规格与螺旋埋弧焊钢管规格相同,且试块本体上设有焊缝,在焊缝的横截面上至少开设一个缺陷孔,缺陷孔的中心线垂直于焊缝的横截面,且缺陷孔的中心线对试块本体厚度进行均分。
优选的,所述人工缺陷孔的数量基于螺旋埋弧焊钢管壁厚确定;其中每个缺陷孔的长度均为10mm,直径均为1.6mm。
优选的,所述焊缝的横截面为平滑面。
一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位方法,包括如下步骤:
S1.检测超声波探伤仪对不同深度的人工缺陷孔的反射信号:
将超声波探伤仪的探头置于试块本体的上表面a处,移动探头,对焊缝横截面上的人工缺陷孔进行探测,获取每个人工缺陷孔的最高反射回波信号;其中最高反射回波信号为每个人工缺陷孔对应的一次波或二次波所产生的最高波信号。
S2.在超声波探伤仪中标记不同深度的人工缺陷孔的实际深度:
在获取的最高反射信号中标记出对应人工缺陷孔的实际深度,在保持不更换探头的前提下,调整超声波探伤仪的探伤扫描速度及探头位置,实现探伤准确和灵敏度校验。
S3.检测螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷:
利用校验完成的超声波探伤仪及相应的探头,对螺旋埋弧焊钢管的焊缝进行检测,检测时,探头在螺旋埋弧焊钢管焊缝两侧区域沿焊缝进行扫查,获取校验后检测所得的缺陷深度。
优选的,所述超声波探伤仪采用A型超声波探伤仪,探头采用横波斜探头。
本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
基于本发明所提供的定位试块和定位方法,能有效实现超声波探伤仪的校验和探伤扫描速度调整,以此保证超声波探伤仪对螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位的准确性,为焊缝缺陷修补提供可靠依据。
并且,上述校验和调整方式简单,操作方便,能有效实现螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度的快速定位,从而提高钢管焊缝缺陷检测、定位、定性的效率。
另外,上述定位试块的结构简单,具有制作成本低、难度小的优点,同时定位试块中所设置的人工缺陷孔数量是基于钢管壁厚而确定的,以此进一步保证校验和调整有效性。
附图说明
图1为现有规则工件焊缝缺陷的定位示意图;
图2为现有曲率不规则工件焊缝缺陷的定位示意图;
图3为本发明所提供的试块本体中的焊缝缺陷孔的定位示意图;
图4为应用本发明所提供的定位试块进行校验时所获取的最高反射信号示意图。
图中:10-试块本体、11-焊缝、12-人工缺陷孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明中,应用A型超声波探伤仪和横波斜探头进行探伤操作;
1、参阅图1所示,为现有规则工件焊缝缺陷的定位示意图,其中横波斜探头定位于工件表面上,超声波在工件检测面处发生折射,形成折射角β(其中折射角β基于工件材质和横波斜探头的型号可知),然后在焊缝缺陷表面处产生反射并接收,从而形成图1中所示的超声波声程C(超声波声程C基于超声波发射时间、反射接收时间和在工件中的穿透速率计算可得),其中超声波声程C与折射角β配合可精准反应工件焊缝缺陷的位置:缺陷深度d=C×cosβ,缺陷水平距离l=C×sinβ(其中缺陷水平距离指横波斜探头的超声波入射点与焊缝缺陷之间的水平距离)
2、参阅图2所示,为现有不规则工件焊缝缺陷的定位示意图,其中工件表面为圆弧形,在检测时横波斜探头检测获得的工件焊缝缺陷位置:缺陷深度d=C×cosβ,缺陷水平距离l=C×sinβ,但是由于工件表面曲率的限制,使得焊缝缺陷的实际深度H<计算深度d,实际水平距离L>计算距离l。
3、为解决上述问题,请参阅图3所示,本发明提供了一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位试块,并基于该试块实现A型超声波探伤仪和横波斜探头在检测过程中的灵敏度校验和探伤扫描速度调整;
具体,本实施例中以选用螺旋埋弧焊钢管规格为:1219mm(管径)×18.4mm(壁厚)为例:
定位试块包括:从所测螺旋埋弧焊钢管上取下一块带有焊缝11的管材作为试块本体10,以此保证试块本体10的规格与所测螺旋埋弧焊钢管的规格相同;然后打磨试块本体10的截面,即图3中所示的b面,以此保证焊缝11的横截面形成一平滑面;接着在平滑的焊缝11横截面上开设三个长度为10mm,直径为1.6mm的人工缺陷孔12,即图3中所示的A/B/C,其中每个缺陷孔12的中心线均保持与焊缝11截面垂直,并且依照试块本体10的厚度,使得三个缺陷孔12的中心线将焊缝11截面分为四个部分,因此相邻两个人工缺陷孔12之间的距离为5.6mm,满足定位试块的制作需求。
4、基于上述制作的定位试块,本发明还提供了一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位方法,包括如下步骤:
S1.检测超声波探伤仪对不同深度的人工缺陷孔的最高反射波信号:
将A型超声波探伤仪的横波斜探头置于试块本体10的上表面,即图1中所示的a处,移动探头,对焊缝11横截面上的缺陷孔12进行探测,获取每个人工缺陷孔12的最高反射回波信号;
其中最高反射信号为每个人工缺陷孔12对应的一次波或二次波所产生的最高波信号,具体获取的最高波显示如图4所示,图中由上至下依次为:C孔最高波显示图、B孔最高波显示图、A孔最高波显示图。
S2.在超声波探伤仪中标记不同深度的人工缺陷孔的实际深度:
在获取的最高反射信号中标记出对应人工缺陷孔12的实际深度,在保持不更换探头的前提下,调整超声波探伤仪探伤扫描速度及探头位置,实现探伤准确和灵敏度校验;
具体,对应图4中显示的最高波,将A/B/C三个人工缺陷孔12的实际深度标记于对应的最高波,其中人工缺陷孔12的实际深度指各个缺陷孔12到试块本体10上表面a的距离。
S3.检测螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷:
利用校验完成的超声波探伤仪及相应的探头,对螺旋埋弧焊钢管的焊缝进行检测,检测时,探头在螺旋埋弧焊钢管焊缝两侧沿焊缝进行扫查,获取校验后检测所得的缺陷深度。
综上,基于定位试块的校验和调整,有效提高了螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷检测定位的准确性,并且定位试块本身结构简单,具有易于制作、成本低的优点;同时整体定位方法也较为简单,有效实现焊缝缺陷的快速定位,提高钢管检测的效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位试块,其特征在于,包括试块本体(10),所述试块本体(10)的规格与螺旋埋弧焊钢管规格相同,且试块本体(10)上设有焊缝(11),在所述焊缝(11)的横截面上至少开设一个人工缺陷孔(12),所述人工缺陷孔(12)的中心线垂直于焊缝(11)的横截面,且人工缺陷孔(12)的中心线对试块本体(10)厚度进行均分。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位试块,其特征在于:所述人工缺陷孔(12)的数量基于螺旋埋弧焊钢管壁厚确定。
3.根据权利要求2所述的一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位试块,其特征在于:每个所述人工缺陷孔(12)的长度均为10mm,直径均为1.6mm。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位试块,其特征在于:所述焊缝(11)的横截面为平滑面。
5.一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1.检测超声波探伤仪对不同深度的人工缺陷孔的最高反射回波信号:
将超声波探伤仪的探头置于试块本体(10)的上表面a处,移动探头,对所述焊缝(11)横截面上的人工缺陷孔(12)进行探测,获取每个所述人工缺陷孔(12)的最高反射回波信号;
S2.在超声波探伤仪中标记不同深度的人工缺陷孔的实际深度位置:
在获取的最高反射回波信号中标记出对应所述人工缺陷孔(12)的实际深度,在保持不更换探头的前提下,调整超声波探伤仪的探伤扫描速度及探头探伤位置,实现探伤准确和灵敏度校验;
S3.检测螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷:
利用校验完成的超声波探伤仪及相应的探头,对螺旋埋弧焊钢管的焊缝进行检测,检测时,探头在螺旋埋弧焊钢管焊缝两侧区域沿焊缝进行扫查,获取校验后检测所得的缺陷深度。
6.根据权利要求5所述的一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位方法,其特征在于,所述超声波探伤仪采用A型超声波探伤仪,所述探头采用横波斜探头。
7.根据权利要求5所述的一种螺旋埋弧焊钢管焊缝缺陷深度定位方法,其特征在于,所述步骤S1中获取的最高反射回波信号为人工缺陷孔(12)对应的一次波或二次波所产生的最高波反射信号。
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TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20201210 Address after: 100000 Liupu Kang, Xicheng District, Beijing Applicant after: CHINA NATIONAL PETROLEUM Corp. Applicant after: BAOJI PETROLEUM STEEL PIPE Co.,Ltd. Address before: 721000 No. 10 Jiangtan Road, Weibin District, Baoji City, Shaanxi Province Applicant before: BAOJI PETROLEUM STEEL PIPE Co.,Ltd. |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200110 |