對小徑管的水浸探傷是將水浸縱波探頭至于水中,利用縱波探頭傾斜入射到水/鋼界面,當入射角αI≤α≤αII時,可以實現鋼管內純橫波檢測。
1、探頭的選擇
小徑管水浸檢測,一般選用聚焦探頭。聚焦探頭分點聚焦和線聚焦。一般鋼管采用線聚焦探頭。對于薄壁管,為了提高檢測能力,也可以采用點聚焦探頭。探頭頻率一般在2.5-5MHz之間。聚焦探頭都是靠聲透鏡實現聚焦的功能的。聲透鏡的曲率半徑r應該符合下面的條件:
式中C1—聲透鏡中縱波波速,m/s;
C2—水中波速,m/s;
F—水中焦距,mm
對于有機玻璃聲透鏡,r = 0.46F
2、檢測參數的選擇
(1)偏心距的選擇
偏心距是指探頭聲束軸線與管材中心軸線的水平距離,常用x來表示。入射角α隨偏心距的增大而增大,因此,控制x就可以控制入射角α。
對于水浸鋼管檢測,CL1=1480m/s,CL2=5900m/s,CS2=3230m/s,得到偏心距的選擇條件為: 0.251R≤x≤0.458r
試中R-鋼管外半徑,r-鋼管內半徑。偏心距在這個范圍內均可實現管中純橫波探傷。若取平均值,則x=0.251R+0.458r/2
(2)水層厚度的選擇
水浸檢測中,要求水層厚度H大于鋼管中全聲程的1/2。這是因為水中CL水=1480m/s,鋼中CS鋼=3230m/s,CL水/CS鋼≈1/2。當水層厚度H大于鋼管中全聲程的1/2時,水/鋼界面的第二次回波將會位于管子的缺陷回波F內和F外之后,這樣有利于缺陷的判別。如下圖所示:
(3)焦距的選擇
用水浸聚焦探頭檢測小徑管,應使探頭的焦點落在與聲束軸線垂直的管心線上。
焦距的選擇由以下公式得到:
式中:F-焦距 H-水層厚度 R-管子外半徑 x-偏心距
見下圖2
3、掃查方式
水浸時掃查方式為螺旋線,可采取前述的四種方式。無論哪種掃查方式,螺距都應小于或等于探頭聲束有效寬度且應有15%的覆蓋率。探頭與管材軸向移動速度為:
V=nxt(轉速x螺距)
實際檢測中因管子均有一定的不直度,因而造成偏心距、水層厚度的,從而影像檢測結果。
4、靈敏度設定和質量評定
調整靈敏度所用試塊同接觸法。
設定靈敏度時,轉動水中試塊使內外壁人工槽回波均達到50%波高,以此作為基準靈敏度。掃查靈敏度在此基礎上提高6dB。
檢測中缺陷回波高于基準靈敏度,應判定為不合格。不合格產品允許在公差范圍內進行修磨,然后進行復探。
在實際檢測中,小徑管的探傷一般采用水浸法進行。這是因為水浸探傷容易實現自動化探傷,能大大提高工作效率。這是接觸法檢測所無法比擬的。