服役管线焊缝缺陷的超声定量检测技术研究

论文摘要

长输油气管线一般长度较长,管道设计压力较大,加之沿线地形复杂,施工地域广,因此管道焊接工作量大。全线焊接量的80%依靠组合焊（手工电弧焊+半自动焊）施工。在焊接过程中可产生未熔合、未焊透、裂纹等缺陷,然而这些缺陷能降低焊件结构的强度,其最主要原因就是这些缺陷减小了结构承载横截面的有效面积,同时在缺陷周边区域产生了应力集中,从而造成对焊件的使用性能及寿命产生不利的影响,为了保证在役管道的安全可靠的运行,应对其进行定期检测,以便能够及时发现问题并采取相应的措施,以减少不必要的损失。超声波检测技术因其操作方便快捷,检测速度快、数据可靠而且成本较低等优点成为对管道缺陷的主要检测手段。本文基于管道对接焊接过程中可产生裂纹、气孔等缺陷,分析这些缺陷产生的原因及回波特征,利用自制的仿自然缺陷,采用6dB和端点反射波法,选择适当的探头、K值、频率等超声波检测参数,对这些缺陷进行定性和定量检测,得出缺陷的大小后,与实际大小相比,从而可以得出两种检测方法的适用性。通过实验发现在检测壁厚为8mm左右的管道,对于裂纹和未熔合缺陷建议采用6dB法测长,当有带上下尖端未焊透和夹渣可优先选用端点反射法,当然这两种检测方法对其它的缺陷都有一定的检测能力,但在实际检测中可优先选用6dB法,然后通过分析影响缺陷定量的因素,再作对比实验,然后和相对应的检测标准相比,得出检测不同壁厚的管道应选用多大的探头、频率、晶片尺寸等检测参数为宜,最后通过对仿自然缺陷的检测,发现这些缺陷的回波都有一定的特征,本实验将这些缺陷的特征归纳出来,为以后在实践检测估判缺陷的类型提供一定的科学依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 国内外发展的现状
• 1.2.1 超声波检测基本原理
• 1.2.2 射线探伤原理
• 1.2.3 射线和超声波检测技术的比较
• 1.3 课题研究的目的
• 1.4 本课题主要的研究内容
• 第二章傳缝辉接缺陷的形态
• 2.1 煌缝各类缺陷及产生的原因
• 2.1.1 气孔
• 2.1.2 未燥透
• 2.1.3 未溶合
• 2.1.4 夹渣
• 2.1.5 裂纹
• 2.1.6 咬边
• 2.1.7 错边
• 2.2 辉缝煙接工艺特点及缺陷危害状况调查
• 第三章燥缝缺陷定量检测技术及缺陷回波特征
• 3.1 超声定量检测技术
• 3.1.1 相对灵敏度法（6dB法）
• 3.1.2 端点反射波法
• 3.1.3 端点衍射波法
• 3.1.4 TOFD技术（衍射时差法）
• 3.2 声程修正系数〃和跨距修正系数m
• 3.3 缺陷类型识别
• 3.3.1 缺陷类型识别
• 3.4 缺陷回波动态波形
• 3.4.1 波形I
• 3.4.2 波形 II
• 3.4.3 波形Ⅲ
• 3.4.4 波形Ⅳ
• 3.5 回波动态波形的区分
• 3.6 影响缺陷定量的因素
• 3.6.1 仪器及探头性能的影响
• 3.6.2 试件几何形状和尺寸的影响
• 3.6.3 缺陷的影响
• 第四章 实验与实践检测
• 4.1 仪器选用的原则
• 4.2 选用仪器类型
• 4.3 专用试块及探头研制
• 4.3.1 调节扫描速度试块的设计
• 4.3.2 仿自然缺陷样品设计与制作
• 4.3.3 设计制作的专用试块图片
• 4.3.4 为本次试验设计制作的各类专用探头
• 4.4 探头的选择
• 4.4.1 探头型式的选择
• 4.4.2 探头频率的选择
• 4.4.3 横波斜探头K值的选择
• 4.5 实验步骤
• 4.6 相对灵敏度法对仿自然缺陷进行超声定量检测
• 4.7 端点反射法对仿自然缺陷进行超声定量检测
• 4.8 影响缺陷定量因素的对比实验
• 4.9 各种缺陷回波的特征
• 4.10 实践检测
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 详细摘要