对小径管的水浸探伤是将水浸纵波探头至于水中,利用纵波探头倾斜入射到水/钢界面,当入射角αI≤α≤αII时,可以实现钢管内纯横波检测。
1、探头的选择
小径管水浸检测,一般选用聚焦探头。聚焦探头分点聚焦和线聚焦。一般钢管采用线聚焦探头。对于薄壁管,为了提高检测能力,也可以采用点聚焦探头。探头频率一般在2.5-5MHz之间。聚焦探头都是靠声透镜实现聚焦的功能的。声透镜的曲率半径r应该符合下面的条件:
式中C1—声透镜中纵波波速,m/s;
C2—水中波速,m/s;
F—水中焦距,mm
对于有机玻璃声透镜,r = 0.46F
2、检测参数的选择
(1)偏心距的选择
偏心距是指探头声束轴线与管材中心轴线的水平距离,常用x来表示。入射角α随偏心距的增大而增大,因此,控制x就可以控制入射角α。
对于水浸钢管检测,CL1=1480m/s,CL2=5900m/s,CS2=3230m/s,得到偏心距的选择条件为: 0.251R≤x≤0.458r
试中R-钢管外半径,r-钢管内半径。偏心距在这个范围内均可实现管中纯横波探伤。若取平均值,则x=0.251R+0.458r/2
(2)水层厚度的选择
水浸检测中,要求水层厚度H大于钢管中全声程的1/2。这是因为水中CL水=1480m/s,钢中CS钢=3230m/s,CL水/CS钢≈1/2。当水层厚度H大于钢管中全声程的1/2时,水/钢界面的第二次回波将会位于管子的缺陷回波F内和F外之后,这样有利于缺陷的判别。如下图所示:
(3)焦距的选择
用水浸聚焦探头检测小径管,应使探头的焦点落在与声束轴线垂直的管心线上。
焦距的选择由以下公式得到:
式中:F-焦距 H-水层厚度 R-管子外半径 x-偏心距
见下图2
3、扫查方式
水浸时扫查方式为螺旋线,可采取前述的四种方式。无论哪种扫查方式,螺距都应小于或等于探头声束有效宽度且应有15%的覆盖率。探头与管材轴向移动速度为:
V=nxt(转速x螺距)
实际检测中因管子均有一定的不直度,因而造成偏心距、水层厚度的,从而影像检测结果。
4、灵敏度设定和质量评定
调整灵敏度所用试块同接触法。
设定灵敏度时,转动水中试块使内外壁人工槽回波均达到50%波高,以此作为基准灵敏度。扫查灵敏度在此基础上提高6dB。
检测中缺陷回波高于基准灵敏度,应判定为不合格。不合格产品允许在公差范围内进行修磨,然后进行复探。
在实际检测中,小径管的探伤一般采用水浸法进行。这是因为水浸探伤容易实现自动化探伤,能大大提高工作效率。这是接触法检测所无法比拟的。