钢管探伤对比试样人工缺陷尺寸的测量方法可行性分析

　　0　引言

　　超声波探伤技术被钢铁行业广泛应用于无缝钢管的外表面、内部缺陷的判定中,钢管超声波是采用对比试样上的人工缺陷与自然缺陷显示信号的当量值进行比较判定钢管纵向裂纹的缺陷。而用于定期校验钢管自动超声波探伤系统综合性能的对比样管人工缺陷标准尺寸准确性,是系统量值传递的核心,保证探伤设备准确无误地对现场批量生产的无缝钢管进行质量等级评定。

　　1　对比试样的制作及人工缺陷的形状

　　根据GB/T5777-1996《无缝钢管超声波探伤检验方法》的相关规定,制作对比试样用钢管的人员需持有有效的探伤检测证书,对比试样用钢管与被检验钢管,具有相同的名义尺寸和相似的化学成分、表面状况、热处理状态和声学性能。另外,一般选择用来作对比试样的钢管上不得有影响探伤设备综合性能测试的自然缺陷。尽量选直线性、表面质量好的钢管,长度一般选2.5m为最佳。可采用电蚀、机械或人工刻制的方法加工对比试样用钢管上的人工缺陷,其位置应在试样的中部外表面和两段距端部不大于200mm处内、外表面各加工一个平行于轴向的纵向槽, 3个槽口名义尺寸相同,各人工缺陷位置径向均相差120°,其断面形状为矩形或“V”形,见图1所示,其中α=60°),有时“V”形底部也可呈“U”形,见图2所示。当内径小于25mm时可不加工内壁纵向槽。

　　2　标准人工缺陷尺寸的要求

　　对比试样用钢管必须经相关计量检定人员对人工缺陷的几何尺寸进行准确测量,符合表1人工缺陷尺寸的要求,方可用于钢管自动超声波探伤设备的调试、综合性能测试和使用过程中的定期校验。对比试样人工缺陷尺寸的准确计量对钢管质量等级评定起着至关重要的作用,是量值传递的基准。

　　3　测量方法对比分析

　　对比试样人工缺陷尺寸几种常见的测量有光学法、机械剖析法、几何法和复形法。对比分析如下:

　　1)光学法受现场条件限制、约束性较大,只能用于超声波的人工纵向槽缺陷的长度和宽度的测量,测量误差为±0·022mm。深度无法进行直接测量,光学法通常多被应用于涡流探伤缺陷孔径的测量中。

　　2)机械剖析法是在测量对比试样人工缺陷的长度和宽度之后,将其断面进行切割测量深度,测量误差为±1μm。此种测量方法虽然准确但是解剖后无法恢复原样,破坏性大,无法达到量值传递的真正意义。

　　3)几何法是将人工缺陷的纵向槽通过卡尺测量长度、塞尺测量宽度和带有专用片状测头的百分表测量深度,测量误差为±0·03mm。此方法被用于测量外表面的人工缺陷得到了推广,但是由于无缝钢管的内径较小时就无法进行内尺寸的准确测量而逐渐被复形法替代。