基于衍射横波的焊缝近表面缺陷TOFD检测方法

TOFD检测是通过分析衍射纵波实现缺陷的检测,但由于直通波的"拖尾"和近表面焊缝偏离探头主声束轴等原因,在被检测焊缝表面一定深度范围内形成了检测盲区,导致近表面缺陷检测灵敏度低。针对常规纵波超声TOFD法存在近表面检测盲区的问题,通过分析纵波和横波在试件内的传播特性,提出一种基于衍射横波的TOFD检测新方法,并阐述了该方法缺陷量化分析的方法。利用加工有人工缺陷的试件进行验证,结果表明:衍射横波TOFD法能够有效识别埋深为2 mm的近表面缺陷,缺陷的埋藏深度和高度检测误差均小于±1 mm,提高了TOFD对近表面缺陷的检测灵敏度和精度。     

基于TOFD的管道焊缝无损检测技术研究

在高温、高压、高流速、高腐蚀环境下,油气长输管道焊缝处在应力和腐蚀的交互作用下极易出现各种裂纹和腐蚀缺陷。针对该问题,采用超声波衍射时差法(TOFD)开展了管道焊缝的相关检测,研究了TOFD相关信号的特征及缺陷信号的提取;对典型焊缝缺陷分析后,应用小波变换进行了增益数的模型优化。在现场,通过检测某段管道的环焊缝以及支架角焊缝,得到以下验证:TOFD可以用于壁厚大于12 mm的管道检测,可快速、准确地定位和检测焊缝缺陷,为管道完整性的评估提供理论依据。     

新型无损检测技术在钢质油气管道上的应用探讨

国内大部分钢质油气管道均属于压力管道(GA和GC类)范畴,属于国家重点监管的特种管道,一般2～3 a需进行无损检测。介绍了超声衍射时差技术(TOFD)、超声相控阵技术、电磁超声检测技术(EMAT)和脉冲涡流技术(PEC)的原理、优点、局限性以及国内外应用情况,并对检验方法的有效性进行了验证。采用TOFD+相控阵检测技术对某输油管道进行了检测对比试验,建议今后采用TOFD+相控阵技术对油气管道进行检测,将电磁超声技术和脉冲涡流技术作为无损检测的备选手段,以便及时发现管道焊缝表面及深层的各项缺陷,更好地推动管道完整性管理工作。     

海洋石油平台小壁厚工艺管道相控阵超声波检测应用研究

文章介绍了相控阵超声波检测(PAUT)工艺的原理,并对薄壁管人工缺陷焊缝分别进行PAUT及RT检测,分析PAUT检测在薄壁管焊缝检测中的能力及可靠性。通过试验数据分析表明,PAUT检测在薄壁管焊缝检测中具有良好的能力及可靠性,且满足标准相关要求。最后介绍了PAUT检测影响因素及其在海洋石油平台工艺管道检测中的优势。     

输气管道环焊缝表面裂纹管道极限载荷计算方法

为了便于对天然气长输管道环焊缝缺陷进行准确快速的安全评估,建立了考虑裂纹尖端奇异性的含环焊缝缺陷的有限元模型,计算了不同缺陷尺寸下的管道环焊缝裂纹J积分,分析了焊缝匹配系数及材料硬化指数对J积分的影响,进而研究了基于J积分理论的含缺陷管道的极限载荷影响因素,并在此基础上提出了适用于特定匹配系数和材料硬化指数情况下能够实现J积分及极限载荷快速求解的工程计算公式。研究结果表明:①根据有限元计算结果拟合的工程计算公式具有较高的精度,可以满足较大缺陷几何尺寸范围内J积分求解,实现含环焊缝裂纹缺陷的管道极限载荷求解;②含环焊缝缺陷管道的裂纹J积分与缺陷尺寸、材料属性以及焊缝匹配系数密切相关,含缺陷管道的极限载荷会随着裂纹尺寸的增加而降低,而随着材料硬化指数的增大而增大;③对含环焊缝中心线处表面裂纹的X80钢制管道而言,低匹配焊接管道极限承载能力要弱于高匹配或等匹配焊接管道。结论认为,该研究成果可为现役输气管道的安全评价及完整性管理提供参考。     

TOFD缺陷图谱分析

为了能准确检测锅炉、压力容器和压力管道焊缝的缺陷,并对缺陷进行定位、定量和定型评价,采用了超声波衍射时差法TOFD(time of flight diffraction),该方法是一种基于衍射回波信号进行缺陷判别的非常有效的超声无损检测方法,具有检测速度快、精度高、缺陷检出率高、定位准确、可获得缺陷尺寸、经济方便等优势。TOFD法首先通过观察缺陷衍射波的相位和直通波的相位关系,确定缺陷是哪类缺陷(上表面开口型、下表面开口型、埋藏型)。不同类型的缺陷图谱具有不同的测量方式,然后通过坐标的移动来确定缺陷的深度、宽度和长度。     

X80M钢级长输管道环焊缝裂纹成因及适用性分析

为研究某项目X80M钢级长输管道环焊缝裂纹成因及服役适用性，采用无损检测、水压物理模拟试验分析了含裂纹缺陷管道强度和裂纹扩展状况。通过裂纹解剖及金相分析确定了裂纹成因，采用含缺陷油气管道剩余强度评价方法对裂纹缺陷进行了评价。结果表明：水压物理模拟试验前后环焊缝裂纹尺寸无明显扩展，位置无变化，缺陷类型为环焊缝环向裂纹缺陷，裂纹成因为熔铜开裂，该类型裂纹缺陷均可接受，含该类型缺陷管道服役适用性良好。该研究结果对分析类似管道环焊缝裂纹成因及管道服役适用性具有一定参考价值。     

油气输送管道对接环焊缝缺陷检测分析

通过X射线检测、金相组织检测、扫描及能谱分析,对某油气输送管道对接环焊缝缺陷及形成原因进行了分析。结果表明,环焊接头中存在焊瘤、密集气孔、内凹（焊道未填满）、未熔合和夹渣缺陷,缺陷处易产生应力集中,成为裂纹源。建议在油气管道对接环焊缝焊接操作时,一要保证管口组对精度,以减小错边、侧壁未熔合的可能性,二要选择合适的焊接方法。     

在役管道焊缝缺陷检测评价技术

焊缝缺陷是长输管道管理中的高风险因素,漏磁内检测发现的焊缝缺陷数量大,而尺寸信息有限,导致焊缝的失效风险排查工作难以开展。通过总结常见的焊缝缺陷无损检测技术的优缺点,分析漏磁内检测对焊缝缺陷检测的局限性,提出了一种漏磁内检测与现场无损检测焊缝缺陷尺寸、时钟位置的对比方法。对比分析国内外管道焊缝缺陷评价标准,指出了适合X80管线的EPRG标准。实践证明,漏磁内检测和现场无损检测尺寸、位置对比方法能直观地分析内检测工具的缺陷尺寸测量性能,避免漏磁内检测时钟位置整体偏移造成的影响;EPRG标准应用于X80管线环焊缝评价快速准确。     

基于TOFD的管道焊缝无损检测技术研究

在高温、高压、高流速、高腐蚀的环境条件下,油气管道焊缝处易出现各种裂纹和腐蚀缺陷,针对这一问题,采用超声波衍射时差法(TOFD)开展管道焊缝的相关检测。通过在室内人工制造3种缺陷类型,对双面介质差异(有无油层)情况下的TOFD特征及缺陷信号进行了提取,应用小波阈值去噪功能对噪声和有效信号进行处理,在现场实际工况条件下对一段管道的环焊缝以及支架角焊缝进行检测验证。结果表明,TOFD检测技术可以在不卸料、不停产的情况下检测到多处埋藏缺陷和内壁腐蚀情况,较传统射线检测效果更好。该技术成熟后可在其他油田和管道行业推广,从而为管道完整性的评估提供理论依据。     

输电铝管对接环焊缝光滑平整性研究

为了解决薄壁小直径输电管道对接环焊缝不平整的问题,以Φ500 mm×6 mm的5系铝管为研究对象,采用两种方案进行焊接试验,方案一:平口对接无间隙,内侧环缝不填丝重熔,外侧填丝焊接;方案二:平口对接留间隙,开坡口,内侧环缝第一遍填丝焊接不摆动,第二遍不填丝重熔,第三遍外侧填丝焊加弧摆的焊接方式。试验结果表明,方案二工艺下其焊缝经过X光成像检测和超声检测,无超标焊接缺陷,符合NB/T 47013《承压设备无损检测》标准要求。     

PipeWIZARD相控阵超声波检测缺陷评定技巧

PipeWIZARD系统是为大口径管道环焊缝设计的相控阵全自动超声检测系统,文章以其扫查界面具备的功能为基础,采用A扫描、B扫描和TOFD三种技术相结合的方法,结合实际图例,重点介绍了层间未熔合、气孔等缺陷在扫查图中显示的特点、评定方法和技巧,可以有效解决全自动超声波检测中缺陷定性模糊的问题,对提高检测结果的准确度、正确评价焊接质量有积极意义。     

超声TOFD法在焊缝检测中的应用

简要介绍了超声衍射时差法(TOFD)的基本原理,阐述了采用此方法检测焊缝时的技术要点,主要包括工件表面状况、耦合剂的选择、探头参数的选择、探头间距的确定、参考试块的制作、灵敏度的调节、扫查方式、图像的显示和缺陷的定深测高等。通过TOFD法焊缝检测实例分析了超声TOFD法的优越性及局限性,说明此方法在无损检测领域有着广泛的应用前景。     

几种焊接缺陷对X70管道环缝接头应力集中的影响

利用大型有限元软件ANSYS对在工作压力下带有咬边、凹坑、焊缝余高、错边等焊接缺陷的X70环缝管道进行了应力分析。分析结果显示,在咬边、凹坑、焊缝余高、错边焊接缺陷中,焊缝余高对受内压管道环焊缝的应力集中的影响最低,错边其次,咬边较为严重,凹坑最为严重;焊缝余高不影响X70管道接头静载强度,超过2 mm的错边量对环缝接头应力集中影响明显,咬边缺陷对X70管道环缝接头应力集中的影响大于错边,缺陷凹坑缺陷对环缝接头应力集中的影响随其三维尺寸增大而增大。     

WZP系列管道爬行器在长输管道施工中的应用

无损检测(DNT)在长输管道施工中是检测焊接质量的关键工序,针对长输管道输送压力大、距离长、焊口多的特点,对管道直径200mm以上长输管道采用爬行器进行管内周向曝光法X射线检测,对一道环焊缝的检测只需一次曝光便可完成。这与管外双壁透照的检测方法相比,提高了工作效率,保证了检测的灵敏度,从而确保了焊缝检测质量。     

焊接缺陷对管道安全可靠性影响分析

采用国际通用的双判据法计算分析了焊接缺陷种类和尺寸对管道极限承载能力和抗断裂能力的影响.计算分析结果表明,缺陷的长度和深度对管道的极限承载能力都有影响,尤其是深度的影响更加显著.此外,焊接缺陷的存在对管道的抗断裂能力影响较大,特别是错边、未焊透、未熔合等裂纹类缺陷的复合型缺陷对管道抗断裂能力影响非常大.在管道环焊缝焊接施工和无损检测时应尽量预防和减少缺陷,尤其是复合型缺陷,最大限度地保证管道的安全可靠性.     

X70级1016mm×17.5mm天然气管道环焊缝缺陷剖析

针对某天然气管道工程用X70级1 016 mm×17.5 mm焊管环焊缝焊接接头出现的缺陷,应用超声波检测和射线检测方法对缺陷进行了定位和定量检测,并通过金相分析、扫描电镜分析了缺陷中材料的性质。分析结果表明,此缺陷为第一次焊接过程中产生的焊渣在第二次补焊时未清理干净而产生的坡口未熔合。同时,分析了由于射线检测透照角度不同造成的射线底片影像异常现象。最后给出了焊接和无损检测过程中的一些合理化建议。     

长输管道PAUT检测与RT检测效果对比实证研究

目前,长输管道运行安全已成为时事热点,在研究PAUT检测、RT检测的原理和特点基础上,依据现行标准规范对PAUT检测、RT检测的优缺点和评判原则进行了对比,通过采取实证案例研究的形式,以某长输管道项目作为研究样本,分析PAUT检测和RT检测检出缺陷对比、力学性能对比,通过对比证明了PAUT检测对于缺陷的检出能力相对较高,并在此基础上进行了双百双评验证,进一步确定了PAUT检测的有效性和准确性。最后结合当前长输管道无损检测存在的问题,对将来长输管道项目检测管理提出有针对性的改进建议和方向。     

厚壁奥氏体不锈钢焊缝超声检测试块的制作和探头的调校

由于厚壁奥氏体不锈钢晶型特点,其焊缝超声检测试块一直是无损检测领域的难题。为了给调整超声波检测探头灵敏度提供有效的参考,提高厚壁奥氏体不锈钢焊缝超声检测的可靠性和准确性,根据NB/T 47013—2015《承压设备无损检测》的要求,按照现场管道的焊接工艺,制作不同的典型人工缺陷对比试块,选用常规超声波K1.5、2 MHz斜探头在40mm和60 mm模拟试块上进行检测,结果显示,检测能够扫查到缺陷,且定位基本准确。后期将进一步改善检测工艺,以选择更合理的检测条件。     

超声导波、TOFD技术在特种设备检测中的应用

阐述了超声导波、TOFD技术的原理,通过两个实例说明了超声导波在压力管道腐蚀检测和TOFD在对接焊缝缺陷检测中的应用。