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油气管道环焊缝自动超声检测与射线检测方法对比

来源:薛岩,周广言,李佳, 闫臣 时间:2016-12-22 作者:无损检测 浏览量:
油气管道环焊缝自动超声检测与射线检测方法对比
薛 岩,周广言,李 佳,闫 臣
(中国石油天然气管道科学研究院,廊坊065000)
摘 要:针对AUT(自动超声检测)与RT(射线检测)检测管道环焊缝结果不一致的问题,结合AUT与RT检测原理,制作了校准试块及含人工缺陷焊缝,制定了AUT 与RT 检测管道焊缝试验方案,根据试验方案对人工缺陷焊缝进行了对比检测,在此基础上分析AUT与RT对管道环焊缝缺陷的检出率.结果表明:AUT 对全自动焊产生的未熔合缺陷具有很高的检出率;RT 检测自动焊环焊缝坡口时,若射线方向与未熔合缺陷方向一致,则检出率最高,但随着射线方向与未熔合缺陷角度的增大,检出率降低,容易漏检.
关键词:管道环焊缝;AUT检测;RT检测;对比试验,无损检测

中图分类号:TG115.28   文献标志码:A   文章编号:1000G6656(2016)11G0045G04

       管道环焊缝检测是管道焊接过程的重要环节, 国内“西三线”西段管道主要采用了全自动焊接,要求对焊接管道的环焊缝进行无损检测,全部 AUT(自动超声)检测结果中20% 还要进行 RT(射线检测)复检.由于 AUT 和 RT 是两种具有不同检测原理、不同评价体系的检测方法,导致 AUT 检测和RT 复检结果存在差异,因而有必要设计并制作全自动焊人工缺陷焊缝,并对其进行 AUT 与 RT 对比检测.笔者制作了校准试块及人工缺陷焊缝,制定了 AUT 与 RT 检测试验方案,根据试验方案对人工缺陷焊缝进行了对比检测,在此基础上分析了AUT 与 RT 对管道环焊缝缺陷的检出率.

1   AUT与 RT检测原理

1.1   AUT 检测原理


AUT(Auto UltrasonicTest)是一种基于脉冲反射法的超声波检测方法.其将焊缝沿厚度方向分成若干个分层(即分区),每个分区厚2~3 mm,每个分区用一对或两对聚焦声束检测熔合线上的缺馅,体积型缺馅用非聚焦探头检测,检测结果以带状图形式显示,扫描方式分为 A 扫描G双门带状图、B 扫描、TOFD 扫描[1]. 探头沿着管道环向扫查一周,即可对整个焊缝厚度方向的分区进行全面检测. 检测人员可以根据 A 扫描G双门带状图以及 TOFD 扫描图像实现对缺陷的评判,而 B 扫描作为缺陷定性的一种辅助评判方式,检测人员在扫查时就可以立即观察到焊缝中的缺陷,并将检测结果及时反馈给技术人员.AUT 检测是通过超声波在工件中传输时,缺陷对声波的反射或衍射来生成缺陷图像的, 可以实现缺陷自身高度和长度的测量[2-4],其检测原理如图1所示.

1.2   RT 检测原理

RT 检测是利用射线在穿透物体的过程中会发生衰减,而物体无缺陷部位和有缺陷部位衰减系数不同,造成透过缺陷处的射线强度与缺陷周围的射线强度产生差异.射线穿透工件后在胶片上形成有黑度差的潜影影像,胶片经过冲洗,潜影变成可见投影影像.检测人员通过人眼观察底片图像中的黑度差来分辨缺欠大小、形状和位置,从而实现对缺陷的测量和评判.即,评片人员根据不同黑度的影像判断缺陷性质和测量缺陷尺寸[5].因为 RT 检测出的图像是焊缝和缺陷的平面投影,所以无法反应出缺陷的自身高度,只能得到缺陷长度,通过测量缺陷长度来对缺陷进行评判,因此无论缺陷自身高度是多少,RT 检测均按照长度一个标准来衡量.RT 采用绝对检测灵敏度评判气孔、夹渣等体积型缺陷以及平面平行于射线方向的缺陷的检出率,其检测原理如图2所示.


射线检测时,在不同部位的射线穿透角度会因坡口角度而改变,侧壁未熔合是自动焊环焊缝最易产生的缺陷,是一种类似裂纹样的面积型缺欠,射线从不同方向穿过的行程不一样,射线透照的影像存在密度差,其根本原因是对比度,而对比度正比于透照厚度差.RT 检测 CRC 坡口原理如图3 所示,射线从不同方向穿过的行程不一样,当射线方向与未熔合缺陷方向一致时(见图3 中① 和③),对比度最大,检出率最高.当射线方向与未熔合缺陷角度大于15°时,随着角度的增大,对比度显著降低,检出率也降低,易漏检(见图3中②和④).

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