La tubería soldada ERW se fabrica utilizando el efecto piel y el efecto de proximidad de la corriente de alta frecuencia para calentar rápidamente el borde de la tubería en bruto a la temperatura de soldadura y luego apretarlo y soldarlo. En comparación con los tubos de acero sin costura, los tubos soldados ERW tienen las ventajas de alta precisión dimensional, bajo precio y alta eficiencia de producción, y su tamaño de grano y la compacidad de la estructura son mejores que los tubos de acero sin costura; en comparación con los tubos soldados por arco sumergido de la misma especificación, los tubos soldados ERW La velocidad de producción es rápida y no hay adelgazamiento local de la capa anticorrosión en la costura de soldadura. Sus áreas de aplicación incluyen revestimientos utilizados en perforaciones petrolíferas, oleoductos y gasoductos submarinos en la industria petrolera marina, oleoductos y gasoductos y tuberías de distribución de gas para líneas troncales y redes de oleoductos urbanos, etc.
Aunque China introdujo la tecnología de producción de
tubos de acero ERW relativamente temprano, todavía existen serias deficiencias en digestión, absorción e innovación. En comparación con los países desarrollados, en mi país todavía existe una cierta brecha en la calidad de los tubos soldados con REG, y su uso en tuberías nacionales de larga distancia también está sujeto a ciertas restricciones. La calidad de la soldadura de los tubos soldados ERW es el factor principal que afecta su rendimiento. La prueba de presión de la tubería soldada ERW y el agrietamiento y la rotura de la tubería durante el uso son causados principalmente por defectos de soldadura. Por lo tanto, se mejora el nivel de inspección de la tubería soldada ERW y se mejora el defecto de la tubería soldada. La tasa de detección es de gran importancia para garantizar la calidad de la tubería con soldadura ERW y garantizar el funcionamiento seguro de la tubería y tubería con soldadura ERW.
Puede haber una variedad de defectos de soldadura en las tuberías con soldadura ERW, algunos de estos defectos provienen del metal base y otros surgen del proceso de soldadura. Diferentes defectos tienen diferentes efectos sobre la calidad de la soldadura. Los defectos del área, como las grietas y la falta de fusión, son propensos a la concentración de esfuerzos en condiciones de esfuerzo, que son la principal causa de la fractura frágil de las soldaduras por bajo esfuerzo; mientras que los defectos de volumen como los poros y las inclusiones de escoria, aunque su sensibilidad al agrietamiento es menor que los defectos de área. Sin embargo, el área de la sección transversal efectiva de la soldadura se reduce y la resistencia de la soldadura se reduce. Bajo la acción de una fuerza externa, estos defectos a menudo se convertirán en la fuente de grietas y eventualmente conducirán a la rotura de la soldadura.
1.1 Inspección ultrasónica en línea de la placa de acero
La
detección en línea de ultraelevación de placas de acero generalmente utiliza sondas de doble cristal o policristalinas, junto con una película de agua o inmersión parcial en agua, y su objetivo principal es detectar defectos de delaminación en la placa de acero paralela a la superficie de la placa de acero. Hay dos métodos principales de escaneo: uno es escanear a lo largo de líneas paralelas en la dirección de rodadura; el otro es el movimiento lineal de la placa de acero a lo largo de la dirección de rodadura y el movimiento alternativo de la sonda perpendicular a la dirección de movimiento de la tubería de acero, formando una exploración en forma de "z". Dado que el borde de la placa de acero forma una soldadura en la posterior soldadura ERW, la detección de defectos en este lugar es particularmente importante en la inspección ultrasónica de la placa de acero. Los estándares y especificaciones relacionados requieren un escaneo del 100% del borde de la placa de acero. En el trabajo real, generalmente se asegura aumentando el número de sondas en el borde de la placa de acero.
1.2 Inspección ultrasónica en línea de soldaduras
La inspección ultrasónica en línea de soldadura ERW se lleva a cabo después de la soldadura y se eliminan las rebabas internas y externas. Incluye principalmente dos partes: una es utilizar A-scan o B-scan para detectar el efecto de raspado de las rebabas internas y externas. En comparación con A-scan, B-scan puede mostrar la morfología de la pared interna de la soldadura después de eliminar las rebabas internas en tiempo real, y la pantalla gráfica es más intuitiva; el segundo es la incidencia oblicua de ondas longitudinales, y las ondas transversales generadas por la refracción en la tubería soldada se utilizan para detectar defectos de soldadura. Debido a la alta temperatura de soldadura en este momento, las sondas de alta temperatura se utilizan generalmente para la inspección en línea, utilizando métodos locales de inmersión en agua.
1.3 Inspección ultrasónica fuera de línea de soldadura e inspección del extremo de la tubería
La prueba ultrasónica fuera de línea de las soldaduras ERW generalmente se lleva a cabo después de la prueba hidráulica y el achaflanado, y se usa principalmente para detectar defectos longitudinales en soldaduras y zonas afectadas por el calor. Para mejorar la eficiencia de detección, generalmente se adopta la detección automática. Debido a la detección automática de la influencia de la zona ciega del extremo del tubo. Posteriormente, generalmente se agrega el escaneo ultrasónico manual de las soldaduras. El contenido de la inspección de extremos de tuberías incluye principalmente la detección de soldaduras de extremos de tuberías, defectos de delaminación del material de la base de los extremos de tuberías y defectos axiales y circunferenciales. La detección de defectos de delaminación generalmente utiliza una sonda dividida, y la dirección axial en la soldadura y el metal base y los defectos circunferenciales se escanean principalmente con sondas oblicuas.
2. Selección de los parámetros del proceso de prueba ultrasónica de costura de soldadura ERW
La prueba ultrasónica de las soldaduras ERW incluye principalmente dos métodos: prueba automática y prueba manual. En la actualidad, la inspección automática de las soldaduras ERW adopta principalmente dos formas: inspección por sonda de rueda e inspección por inmersión en agua local. La detección automática tiene las ventajas de una alta eficiencia de detección y alta velocidad, pero no conduce a un posicionamiento preciso ni a un análisis cualitativo y cuantitativo de defectos. En comparación, la detección manual es más flexible, no solo puede localizar defectos con precisión, sino también realizar análisis cualitativos y cuantitativos de defectos a través de características de eco y formas de onda dinámicas. Para los defectos detectados por ultrasonidos automáticos, generalmente se utilizan métodos manuales para una confirmación adicional. Los parámetros del proceso que deben tenerse en cuenta para las pruebas ultrasónicas de las soldaduras ERW incluyen el ángulo de refracción, el ancho del haz de sonido y la frecuencia de prueba.
2.1 Elección del ángulo de refracción
La prueba ultrasónica de las soldaduras ERW generalmente adopta la incidencia oblicua de ondas longitudinales, y la detección se logra generando ondas transversales en la pieza de trabajo y soldaduras a través de la conversión de forma de onda. Las dos condiciones básicas son: 1) Se excitan ondas transversales puras en el metal base y las soldaduras. 2) El haz de sonido transversal escanea la pared interior de la tubería de acero.
2.2 Selección de la frecuencia de detección
El rango de frecuencia de las pruebas ultrasónicas es relativamente amplio, generalmente de 0,5 a 10 MHz. Los siguientes factores deben tenerse en cuenta en la selección de la frecuencia:
(1) La sensibilidad de las pruebas ultrasónicas es aproximadamente la mitad de la longitud de onda. El aumento de la frecuencia ayudará a encontrar defectos más pequeños. Además, cuanto mayor sea la frecuencia, menor será el ancho del pulso y mayor será la resolución.
(2) Alta frecuencia, longitud de onda corta, ángulo de semidifusión pequeño, buena directividad del haz de sonido y energía concentrada, que son propicias para encontrar y localizar defectos. Pero para el mismo tamaño de oblea, cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será el área de campo cercano, que es más desfavorable para la detección.
(3) A medida que aumenta la frecuencia, la atenuación de dispersión y absorción de las ondas ultrasónicas aumenta bruscamente, lo que es desfavorable para la detección.
En la detección, se deben considerar varios factores de manera integral, y la frecuencia de detección se debe seleccionar de manera razonable. Para los tubos soldados ERW, el material base son generalmente bobinas laminadas en caliente con granos relativamente finos. El ancho de la zona de fusión de la soldadura y la zona afectada por el calor después del calentamiento por inducción y el moldeo por extrusión es relativamente estrecho, y su tamaño de grano es básicamente el mismo que el del material base. En el trabajo real, para obtener una mayor resolución, se debe seleccionar una frecuencia mayor en la medida de lo posible bajo la premisa de asegurar la sensibilidad de detección, generalmente entre 2.5-5MHz.
3. Bloque de prueba de referencia
La base para determinar la sensibilidad de las pruebas ultrasónicas de las soldaduras ERW, las normas API 5L y GB / T9711 para las pruebas ultrasónicas de las soldaduras de tubos de acero requieren el uso de bloques de prueba de contraste con ranuras N10 o orificios pasantes verticales de 3,2 mm, que son reflejados por reflectores artificiales . 100% como criterio de juicio de defectos.
4. Conclusión
(1) En la prueba ultrasónica de tubería soldada ERW, para asegurar que se exciten ondas transversales puras en la tubería soldada y se escanee la pared interior de la tubería soldada, el límite inferior del ángulo de refracción de la onda transversal de la tubería soldada es 33,2 grados, y el límite superior es proporcional a la relación de diámetro interior y exterior r / R de la tubería soldada. Cuanto mayor sea el valor r / R, mayor será el rango.
(2) Cuando el ángulo de refracción del haz de sonido en la pared interior de la tubería soldada es de 45 grados, tiene una mayor sensibilidad de detección para los defectos de apertura de la superficie de la soldadura y la zona afectada por el calor. Sin embargo, para tener en cuenta la detección de defectos del área radial dentro de la soldadura, también se debe utilizar para el escaneo un haz acústico transversal con un gran ángulo de refracción.
(3) De acuerdo con el ángulo de refracción de la onda transversal y el diámetro de la tubería de acero, el ancho del haz de sonido del equipo de tiro debe considerarse de manera integral. Es necesario asegurarse de que el borde superior del haz de sonido no excite ondas superficiales en la tubería soldada, pero también para evitar la aparición de ondas longitudinales refractadas en la tubería soldada.
