[发明专利]小径管外表面纵向缺陷的表面波检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面波检测方法，具体涉及一种小径管外表面纵向缺陷的表面波检测方法。

背景技术

电站锅炉用受热面管子等小径管常采用冷拔(轧)工艺制造，若质量控制不好，会在钢管表面出现纵向缺陷，受热面管子在服役过程中也会在管子表面出现纵向缺陷，纵向缺陷的存在将会给锅炉的运行带来安全隐患。为了确保小径管的安全运行，加强对小径管的有效检验甚为重要。

电站锅炉用的受热面小径管的形状为U型管或蛇形管分布，两管的间距甚小，检测空间受限。若使用涡流、磁粉、渗透检测技术，现场检测不便实施，并且均存在检测盲区。

当介质表面受到交变应力作用时，产生沿介质表面传播的波，称为表面波，表面波是瑞利1887年首先提出来的，因此又称瑞利波。表面波在介质表面传播时，介质表面质点做椭圆运动，椭圆长轴垂直于波的传播方向，短轴平行于波的传播方向。椭圆运动可视为纵向振动与横向振动的合成，即纵波与横波的合成。因此表面波同横波一样只能在固体介质中传播，不能在液体或气体介质中传播。质点振幅的大小与材料的弹性及表面波的传播深度有关，其振动能量随深度增加而迅速减弱。当表面波传播的深度超过2倍波长时，质点的振幅已经很小了。当表面波在传播途中碰到棱边时，若棱边曲率半径R大于5倍波长，表面波可不受阻拦的完全通过。当R逐渐变小时，部分表面波能量被棱边反射；当R小于等于波长时，反射能量很大。例如弹簧和圆筒形工件的表面检测，都可采用表面波。目前关于超声表面波检测技术，多用于相对平坦的部件表面质量检测，在电力行业多用于汽轮机转子R圆弧、叶片的检测，相关文献资料均未提及小径管的表面波检测技术，因此，有必要开发新的小径管表面波检测技术，确保在役小径管外表面的检测质量满足要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种小径管外表面纵向缺陷的表面波检测方法，该方法能够实现对小径管表面纵向缺陷的检测。

为达到上述目的，本发明所述的小径管外表面纵向缺陷的表面波检测方法包括以下步骤：

1)清理待测小径管外表面的铁锈和异物，将表面波探头在待测小径管上移动的区域上涂覆耦合剂；

2)表面波探头中的晶片位于透声楔的斜边上，其中，透声楔的底面为与待测小径管外表面相配合的圆柱形的凹面，将表面波探头置于待测小径管表面，使表面波探头中晶片发出的纵波能够通过透声楔转换成表面波入射到待测小径管表面；

3)选取待测小径管的对比试块，再在待测小径管的对比试块表面刻槽，其中，槽的长度与待测小径管的对比试块的长度一致，槽的宽度及深度均为Amm；

4)利用待测小径管的对比试块对超声波仪器进行水平线校准；

5)将表面波探头置于与槽的距离为待测小径管对比块半周长的位置，再调节超声波仪器的增益，使经槽的反射波的波幅为B％满屏，则当前超声波仪器的增益为超声波的检测灵敏度；

6)调整超声波仪器，使表面波探头发出的表面波的传播方向与待测小径管的母线相垂直，再将表面波探头在待测小径管的两侧面依次进行扫查，其中，在扫查过程中，表面波探头沿待测小径管的轴向移动并转动角度3～5°；超声波仪器的显示屏上出现波幅高于B％满屏的反射波时，则待测小径管上的当前探测位置为深度大于Amm的表面纵向缺陷。

槽的宽度及深度均为0.2mm。

待测小径管的对比块的外径为32-159mm。

表面波探头中晶片的数量为1个，晶片的宽度和长度均为6mm。

步骤4)的具体操作为：

将表面波探头放置在待测小径管的对比试块上，其中，待测小径管的对比试块上的槽与表面波探头的距离为待测小径管的对比试块的半周长，找到槽的最高反射波，然后调节超声波仪器的零偏，使槽的最高反射波的声程显示值为待测小径管的对比试块的半周长，然后调整超声波仪器的显示范围，使槽的最高反射波位于显示屏中水平坐标的一半位置处。

耦合剂为白凡士林。

采用钢丝球清理待测小径管外表面的铁锈和异物。

表面波探头的频率为1.25-5MHz。

B等于80。

本发明具有以下有益效果：