超声波检测对埋弧焊直缝钢管的质量的控制(一)

    在双面埋弧焊钢管焊缝超声检测中，如何鉴定、判别回波超标是个关键问题。通过分析双面埋弧焊直缝钢管实际超声波检测的特点，包括超声波回波信号的偏析、夹渣、裂纹和母材分层等引起超声缺陷信号或非缺陷信号和钢管曲率半径对缺陷定位的影响，总结出耦合剂反射波、焊缝表面焊痕反射波、焊缝上下错位引起的反射波以及焊缝余高或咬边形成的非缺陷波四种伪缺陷波的成因和鉴别方法，提高了伪缺陷波判别的准确性，为埋弧焊直缝钢管实际超声波检测提供了新的思路和方向。
1 回波信号分析
   焊接接头由焊缝及热影响区两部分组成。焊接熔池从高温冷却到常温，期间经历一次结晶和二次结晶。二次结晶发生在焊缝和靠近焊缝的金属区域，该区域在焊接过程中受到不同程度加热，在不同温度下停留一段时间后又以不同速度冷却下来，最终获得各不相同的组织和机械性能，称为热影响区。根据组织特征可将热影响区划分为熔合区、过热粗晶区、相变重结晶区和不完全重结晶四个小区。其中熔合区和过热粗晶区组织晶粒大、塑性低，是产生裂纹局部脆性破坏发源地，是焊接接头的薄弱环节。所以热影响区缺陷问题不同于焊缝中的缺陷，处理起来较为复杂，对钢管质量影响较大。根据对超声报警超出验收标准的部位取样进行热酸蚀等理化分析和碳弧气刨及胶片拍片，进行了下列分析。
1.1 钢管热影响区母材存在夹杂物等
     根据API 5L标准，用2.5 P8X12 K2探头检测1016X21mm规格的钢管，发现深度在14-18mm左右，水平距离定位在焊趾边靠母材约2-5mm处有强裂反射波出现，缺陷信号断断续续。超基准波幅10dB,探头移到焊缝对侧则缺陷波反射很低或较难探测到。同时缺陷波根较宽，波峰为毛粗、主峰边上有小峰，根部带有小波，探头移动时，波形变化明显，从各个方向探测，反射波幅不相同，呈现出夹杂反射波特征。该信号出现在热影响区的母材区域，按照API 5L 标准，PSL2的钢管母材不允许补焊。为慎重起见，抽取超过基准波幅10dB以上且连续长度超过10mm的多处反射波位置进行细颗粒胶片拍片，发现部分反射波位置在内焊趾轮廓线处有点状夹渣，夹渣按API 5L标准评定全格。根据超声波和X射线探伤确定缺的横断面有孔洞和夹渣物，该平渣物符合ASTM E45标准要求。