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        缺陷1cr5mo合金管產生的報廢率

        缺陷1cr5mo合金管產生的報廢率

        其中超聲波探傷是最為常用的探傷方法。本發明中定義鋼管管壁t與外徑D比大于0.146鋼管規格為高t/D比鋼管。1cr5mo合金管軋制中,高t/D比鋼管一般容易產生內表劃傷、裂紋等類缺陷,此類缺陷的存在會直接造成批量產品報廢,嚴重時將造成后續使用過程中的應力集中,從而引發失效事故,給企業帶來不必要的經濟損失,因此鋼管內表檢測顯得尤為重要。申請人前期在生產13222規格接箍時,均產生過內表缺陷,且此類缺陷產生的報廢率高達20%以上?,F有技術中,國內外鋼管制造企業在鋼管生產線上配置的超聲波探傷設備多為鋼管直線前進、探頭螺旋旋轉,其主要功能包括:縱橫向內外傷檢測、分層檢測、壁厚及外徑測量等。為獲得最佳的端角反射效果,設備配備的縱向探頭尺寸一般為12.512.5mm檢測頻率為5Mhz入射角度α一般固定為19°,對應的折射角β為45°,如圖1所示。圖1中,α為探頭入射角、βs為探頭折射角,r為鋼管內徑,R為鋼管外徑,L為縱波,S為橫波,缺陷1cr5mo合金管產生的報廢率 API5CT5L等鋼管產品標準一般要求對鋼管內外表面質量進行無損探傷。1cr5mo合金管本發明涉及1cr5mo合金管自動超聲波探傷技術領域:具體涉及一種高t/D比1cr5mo合金管自動超聲波探傷裝置及其探傷方法。背景技術:為確保1cr5mo合金管產品質量。t為鋼管壁厚。從圖中可以看出,sinβ=r/R=1-2t/Dα=19°、βs=45°的情況下,Sin45°=r/R=1-2t/D=0.707故t/D=(1-0.707/2=0.146即在現有設備條件下,設備最大可探的t/D范圍為0.146當t/D>0.146時,折射后的橫波聲束S由于無法掃查到鋼管內壁,造成高t/D規格鋼管內表無法進行檢測,也就無法滿足產品標準關于內外表面進行檢測的要求。技術實現要素:本發明所要解決的技術問題在于提供一種高t/D比1cr5mo合金管自動超聲波探傷裝置,該探傷裝置可以解決高t/D比1cr5mo合金管內表質量檢測問題。其所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來實施。一種高t/D比1cr5mo合金管自動超聲波探傷裝置,包括超聲波探頭和水耦合系統,所述超聲波探頭安裝于一旋轉體上,所述超聲波探頭的探頭與所檢測鋼管的壁厚t和外徑D存在如下關系:a所述超聲波探頭的探頭晶片的寬度為:[12.5+2t/D-0.146D]mmb所述超聲波探頭的探頭水層距離T=(230-Dmm/2作為本發明的優選實施例之一,所述超聲波探頭的探頭焦距為37mm作為本技術方案的進一步改進,沿所述旋轉體180度分布,各設置有一個所述超聲波探頭。本發明所要解決的另一技術問題在于提供一種采用上述探傷裝置的探傷方法,其特點為,包括如下步驟:1將采用所述探頭晶片的超聲波探頭安裝于所述旋轉體的腔體內;2按被檢鋼管外徑D調整探頭與被檢鋼管表面間的距離,直至水層距離值與對照值基本相符;3將旋轉體開至自動檢測位置,調整所述旋轉體高度位置,使被檢鋼管剛好從旋轉體中心通過;開啟所述水耦合系統,并啟動所述旋轉體轉動;4通過輸送輥道將被檢鋼管對應的樣管送至旋轉體位置,對樣管人工缺陷進行定位,并分別進行內外傷調試,直至所有通道調試完畢。采用上述技術方案的高t/D比1cr5mo合金管自動超聲波探傷裝置及其探傷方法,簡化了高t/D比鋼管自動超聲波探傷的步驟,提高了高t/D比鋼管自動超聲波探傷效果和工作效率,該技術方案在探頭旋轉、鋼管直線前進的超聲波探作機組上實施,有較好應用推廣前景。附圖說明圖1為鋼管自動超聲波探傷原理圖;圖2為晶片寬度推導原理圖;圖3探頭焦距測試示意圖;圖4為焦點位置與靈敏度的關系圖;圖5為本發明高t/D比1cr5mo合金管自動超聲波探傷裝置示意圖;圖中:1寬晶片組合式超聲波探頭2水耦合系統3鋼管工件4旋轉體5改進后探頭邊緣聲束6改進后探頭聲束掃查軌跡11探頭12水13球靶具體實施方式下面結合附圖對本發明的具體實施例作進一步詳細描述。依據現有技術結構中的不足,本發明提供了一種高t/D比1cr5mo合金管自動超聲波探傷方法及裝置,這種探傷方法及裝置可以解決高t/D比1cr5mo合金管內表質量檢測問題。為實現上述目的本技術方案如下:1優化探頭晶片結構,提高聲束周向掃查寬度1探頭晶片寬度由12.5mm優化到[12.5+2t/D-0.146D]mm2理論推導參考圖2所示,L1S1代表原有探頭掃查線路,L2S2代表寬晶片探頭掃查線路,⊿L1代表晶片寬度單側增加值,t為鋼管壁厚。⊿L2為S1和S2之間的距離。由于探頭晶片寬度單側增加值較小,故圖2中,α1≈α2即L1近似與L2平行,由圖2可以看出,⊿L1=⊿L2t/D>0.146情況下,⊿L2=(t/D-0.146D即⊿L1=⊿L2=(t/D-0.146D所以探頭寬度增加值為2⊿L1=2t/D-0.146D2探頭水層距離控制,確保探頭入射角度固定其中,水層距離控制公式:T=(230-Dmm/2示中T為探頭水層距離,D為鋼管外徑。各主要管徑1cr5mo合金管的對應數據參見下表1羅列。序號外徑(mm水層距離(mm序號外徑(mm水層距離(mm160.385812751.5273.0278.59132.0849377.876.110139.745.2488.970.611141.344.4593.1768.412153.6738.26107.956113177.826.17114.357.9表1外徑水層距離對照表3優化探頭焦距,提高內表探傷靈敏度1探頭焦距由原來的34mm優化至37mm2探頭焦距測定方法:給定焦距測定方法,驗證探頭焦距加工尺寸符合性??蓞⒖紙D3中探頭焦距測試的示意圖,圖中11為探頭,12為水,13為Ф4球靶。3焦點位置與靈敏度的關系:提供改進方法,改善內表探傷靈敏度及信噪比??蓞⒖紙D4中焦點位置與靈敏度的關系圖。4優化效果對比a探頭焦距為34mm情況下,進焦量約為4mm探頭焦距為37mm情況下,進焦量約為7mmb從圖4中可以看出,1cr5mo合金管進焦量為4mm時,其對應內壁傷波幅約為5dB進焦量為7mm時,其對應內壁傷波幅約為8dB內壁傷波幅提高約3dB大大提高了內壁傷的回波幅度及探傷信噪比。

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        設備動平衡控制,提高設備穩定性改進后超聲波探頭沿旋轉體180度分布,各安排一個,確保設備檢測時的穩定性。本發明提供的一種高t/D比鋼管無縫自動超聲波探傷方法及裝置”主要存在以下優點:1t/D比檢測適用范圍廣。q345d無縫方管常規的檢測方法一般適用于t/D<0.146鋼管檢測;而寬晶片組合式超聲波探頭的應用,可以實現t/D最大可達0.20鋼管探傷,質量保證能力大大增強。2探頭入射角度保持固定。借助于水層距離調整控制模型,探頭至鋼管表面距離保持不變的情況下,探頭入射角度穩定在19度。3內表探傷靈敏度顯著提高。通過探頭焦距的優化,進一步提高內表檢測靈敏度,確保探傷準確性。4設備動平衡狀態得到維持。探頭優化安裝后,通過對稱安裝控制方式,確保了原有的設備動平衡得到有效維持。本發明提供的高t/D比1cr5mo合金管自動超聲波探傷方法及裝置主要包括:一個寬晶片組合式超聲波探頭、一個旋轉體、一組水耦合系統、鋼管工件等部件。該裝置在實施高t/D比鋼管自動超聲波探傷時,操作人員首先將寬晶片組合式超聲波探頭安裝在旋轉體腔體中;接著根據被檢管外徑調整對應的水層距離值,直至與對照值基本相符;隨后操作人員將旋轉主機開至檢測位置,調整旋轉體主機高度,開啟耦合水,并啟動旋轉體轉動;然后,通過輸送輥道將樣管送至主機位置,對樣管人工缺陷進行定位,并分別進行內外傷調試,直到所有通道調試完畢為止。具體參見圖5所示的高t/D比1cr5mo合金管自動超聲波探傷方法及裝置,利用該裝置對鋼管進行超聲波探傷時,操作步驟簡述如下:操作人員首先將寬晶片組合式超聲波探頭1安裝在旋轉體4上;接著根據鋼管工件3外徑調整寬晶片組合式超聲波探頭1與鋼管工件3表面之間的距離,直至與對照值基本相符;隨后操作人員將旋轉體4開至鋼管工件3自動檢測位置,調整旋轉體4高度位置,使鋼管工件3剛好從旋轉體4中心通過;然后操作人員開啟水耦合系統2最后,將與鋼管工件3對應的樣管送至旋轉體4位置,對與鋼管工件3對應的樣管人工缺陷進行定位,并分別進行內外傷調試,直到所有通道調試完畢為止。圖中5為改進后探頭邊緣聲束,6為改進后探頭聲束掃查軌跡。針對現有高t/D比鋼管自動超聲波探傷中碰到實際問題,本發明提供了一種高效、方便的高t/D比1cr5mo合金管自動超聲波探傷方法及裝置;該方法及裝置的最大特點是進行高t/D比鋼管自動超聲波探傷時,不再通過各種措施減少探頭入射角度,只需按正常操作要求進行設備調試,即可達到鋼管內外壁同時掃查的目的既方便現場操作,又確保鋼管產品檢驗質量。當前第1頁123


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