不銹鋼無縫鋼管超聲自動檢測技術的研究現狀

  不銹鋼無縫鋼管的缺陷種類比較多，不同的生產工藝產生的缺陷種類又有所區別。實際中，根據應用場合的不同，在不銹鋼無縫鋼管對缺陷的敏感程度有所差異，使得檢測缺陷種類的側重點不同。目前，國內無縫鋼管生產線上，一般主要檢測三類缺陷：縱向缺陷、橫向缺陷，壁厚缺陷，相應的在線自動檢測設備，根據生產線的傳輸特點和無縫鋼管自身的外形特征，主要有三種形式：

1. 超聲換能器按圓周方向布置，檢測時探頭周向旋轉，鋼管直線進給。

2. 換能器固定，鋼管螺旋運動進給，如圖所示。

3. 鋼管周向旋轉，換能器沿鋼管軸線直線運動 。

    圖所示的自動檢測系統對無縫鋼管的傳動要求較低，銅管只需要直線進給，檢測速度高，如GE公司研制的ROT系列無縫銅管自動檢測系統，檢測速度可達30-120m/min．但是，這種檢測系統結構比較復雜，所需的換能器數目較多，由于換能器旋轉使得超聲信號的傳輸難度大，目前主要有兩種信號傳輸方式：碳刷接觸式和電容禍合式，其中電容耦合武的效果良好，但是結構尤為復雜，對機械加工的精度要求高。相比較于超聲換能器旋轉武系統而言，圖所示的系統具有結構精巧簡單，所需超聲換能器數目較少，機械本體設計制造相對較容易。典型的如德國Karl Deutsch研制的系統，管徑檢測范圍可達20-170mm，最高檢測速度可達到。但是，這種系統對無縫鋼管的傳動要求較高，因為鋼管進給的速度與螺距有關，這就要求傳動機構要保證較高的傳動精度，才能保證檢測過程中不出現缺陷漏檢．由于鋼管的螺旋進給，使得傳動過程中難免出現跳動，尤其是當速度較高的時候，鋼管傳輸中的跳動對信號的采集和缺陷的診斷也提出了挑戰。

    圖所示的系統與前兩種檢測系統相比較有很大的區別，這種系統實質上是一種接觸式檢測，如Applus R，ID研制的管道檢測系統，探頭直線運動，鋼管作圓周運動，結構最簡單．但是這種檢測系統用于無縫鋼管在線檢測的很少，原因是顯而易見的，因為換能器與鋼管表面接觸，導致探頭磨損比較嚴重，檢測速度高磨損就越快。因此，工業中主要采用前兩種自動檢測系統用于在線檢測。

    目前，上述提及的前兩種超聲自動檢測系統，國外都處于絕對領先地位，各知名超聲無損檢測設備開發商都爭相推出不同系列的管材超聲自動檢測設備，美國Tuboscope公司研制的Truscope系列旋轉探頭金自動的無縫鋼管超聲探傷系統，以及鋼管螺旋式進給的Truscan系列，可用來檢測大管徑鋼管：德國KarlDcutsch公司研制的RPS.R系列無縫鋼管自動檢測系統，檢測管徑范圍可達20-610mm，除了常規探傷外，還可以進行壁厚和直徑測量；日本Olympus的RBIS系列，其檢測管徑范圍可達50-850mm，值得關注的是該系統集超聲相控陣和渦流檢測技術予一體，從而具備近表面缺陷檢測功能；英國USL研制的自動超聲檢測系統可用于檢測無縫鋼管和焊接管，檢測過程中可以對缺陷進行自動分類．以色列Scanmaster推出的AS-280，檢測管徑范圍為150-1200mm，最大檢測厚度可達250mm?？傮w而言，國外的超聲檢測系統具有多功能、智能化、高速數據處理、實時顯示、用戶操作友好型等特點，滿足當前鋼管生產線對在線實時檢測的要求，

    我國不銹鋼無縫鋼管生產的歷史僅僅幾十年，利用超聲對不銹鋼無縫鋼管進行檢測的研究起步更是晚之又晚．到目前為止，國內的超聲檢測研制成果還主要集中在手持式探傷儀，以及功能較為簡單的多通道自動檢測系統，還沒有研制出擁有自主核心技術、高可靠，高速處理、能用于不銹鋼無縫鋼管生產的在線實時全自動超聲檢測系統，為此，我國主要的大型無縫鋼管廠至今還依賴于進口的超聲檢測設備。