SY/T5144-1997《钻铤》标准的剖析

　　中图分类号:TG115.28　　　文献标识码:B　　　文章编号:100026656(2006)0320162203

　　SY/T 5144—1997《钻铤》标准系中国石油天然气总公司发布的行业综合性标准,超声波探伤可参考的条款只有来源于法国标准的附录C“超声波探伤方法”。下面仅对标准中附录C(以下简称标准)存在的问题进行剖析。该标准的判废规定核心是C4部分,具体表述为“任何瑕疵产生的信号等于或大于参考标准试样的信号,就认为是不合格”。

　　1　标准中图C1超声波参考标准试样的问题标准中图C1试样(图1)系超声波对石油钻铤纵向缺陷探伤用试样,该图存在的问题如下:

　　(1)厚度为50 mm的试样在靠近内壁1 mm处只做一个3.2 mm平底孔人工缺陷。对钻铤外表和内部缺陷判定有两种不同理解,原材料供应单位认为应仿照文献[1]中筒形锻件超声探伤试样,在外表也做相同形状和尺寸的人工缺陷,将内、外人工缺陷最高反射波幅连一直线,定为判废线。但标准未规定该种操作,外表平底孔加工也有困难;石油钻铤使用单位委托的超声波复检单位认为按标准判废线应是内壁3.2 mm平底孔最高反射回波幅度的一条水平线。

　　(2)由文献[2]可知,各种规格的石油钻铤,管壁厚度与管外径之比m20%,折射纵波和折射横波必然在工件中同时存在。标准并未规定使用哪种波型的声束轴线与平底孔的孔底正交,使用不同的波型时,对外表缺陷具有不同的探伤灵敏度,不同波型的声束路径见图2。

　　使用横波声束与孔底正交时,其声波路径如图2a。以容易制作的2mm横通孔替代3.2 mm平底孔,分别加工在距内外壁各2 mm处,用2.5P高殿鳌:SY/T 5144—1997《钻铤》标准的剖析20 mm曲面探头以接触法进行周向检测。由文献[3]可知,由于入射角小于第一临界角,折射纵波的往复透过率<25%,折射横波的往复透过率<10%。实测证明,对不同规格的石油钻铤,折射纵波L1经外壁反射分裂出的横波S2比折射横波S1探测内壁2 mm横通孔时的反射幅度均高6 dB以上。

　　横波S1探测外壁2 mm横通孔时,比内壁 2 mm横通孔距离增大一倍,但不一定遵循反射幅度下降9 dB左右的规律,甚至会出现外壁高于内壁的情况。其主要原因是曲面探头折射角的校正会受到专用试块内壁干涉等因素的影响,使折射波的角度不易掌握。折射角偏大时,外壁反射偏高;折射角偏小时,外壁反射偏低,同时会出现纵波L1对外壁高于横波S1对内壁反射幅度的情况。

　　使用纵波与孔底正交时,其声波路径如图2b。由于纵波的往复透过率总是大于横波的往复透过率,调整探伤灵敏度时,波形简单、易识别,但以内壁3.2 mm平底孔最高反射回波制作的水平判废标准,对外壁缺陷的探伤灵敏度显得过低。如对203 mm(8″)石油钻铤探伤时发现深约6 mm,长度远大于声束直径的可见纵向裂纹,其反射回波最高幅度比3.2 mm水平判废线低14 dB以上。