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【关键词】小径管；压力管道；超声波；焊接接头
一、概述
管子和压力管道其主要作用是输送介质，除常见的石油、天燃气外，还有工业用气体，如氧气、二氧化碳等、乙烯、液氨、矿浆、煤浆等介质。与其他特种设备相比，主要由以下几方面的特点：
1.管道与输送介质相对流动，所以管道内要减小阻力，保证光洁；还要对介质有所考虑，腐蚀性强的在设计上要增加相应的裕量。
2.管道是相应固定的。一般埋于地下，不发生位移。
3.输送的连续性。一般情况下应连续运行。
4.在役运行的管道对地面建筑或区域构成威胁，尤其是易燃气体管道，威胁更大。
5.长输管道除特殊地形，一般铺设在地下，运行时不易发现潜在危险。
通过上述分析，说明管子和压力管道的质量对整个输送系统的安全运行和使用寿命是非常重要的。因此，管子和压力管道焊接质量是影响管道质量的极其重要的因素。
管子和压力管道在锅炉制造安装中应用也较广，经常承受较高的压力。过去主要采用X、γ射线检验，但由于管子透照厚度差大，安装过程中管子有时密集排列，X、γ射线检测缺陷检出率低。为此人们开始研究利用超声波来进行检测，目前已取得一定的成效，而且在一些大型锅炉厂及电建单位中已用于实际生产。
焊接接头种常见缺陷油气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。管子曲率半径小，管壁厚度薄，常规超声检测困难大。曲率半径小，普通探头的检测接触面就小，曲面耦合的损失就大。同时超声波在内表面反射发散严重，检测灵敏度低。壁薄、杂波多，从而判断缺陷难度大。大量实验表明，利用大K值小晶片短前沿横波斜探头在焊缝两侧进行检测，可以有效地检出焊接接头中的各种缺陷。
小径管外径d=32-159mm，壁厚t=3-13mm，曲率半径小，管壁厚度小。
焊缝中缺陷：气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等。
探伤特点：大K值、短前沿，一次波探测根部。
二、探测条件
1、仪器
较窄始脉冲，始脉冲占宽≤2.5mm。
高分辨率，小径管对比试块上Φ6/Φ10孔横波分辨Z≥20dB。
2、探头
①楔块：探测面磨成与管外面曲率均合
②晶片：小晶片，常用6×6mm，8×8mm
③频率：常用5MHZ
④K值：常用K2.5、K3.0，或β=60°72°
⑤前沿长度≤10mm，常用4-6mm
⑥探头形式：平面单晶横波探头------灵敏度较低
单晶、双晶线聚焦探头------灵敏度高
3、试块
对比试块GS-1、GS-2、GS-3、GS-4用于测试仪器和探头的性能，调整扫描线比例和探伤灵敏度。（见图）
4、耦合剂：机油、甘油、浆糊等。
三、仪器调整
1、扫描线比例：水平1：1，可用φ2横孔调节。
2、灵敏度
壁厚 评定线 定量线 判废线
≤8mm / Φ2×20-16dB Φ2×20-10dB
>8-15mm Φ2×20-16dB Φ2×20-13dB Φ2×20-7dB
>15mm Φ2×20-16dB Φ2×20-10dB Φ2×20-4dB
3、探测面打磨范围：7-9倍壁厚，实际50-70mm。
四、扫查探测与缺陷判别
1、扫查探测
一侧波、三次波探焊缝下部和根部，二次波探焊缝上部。
2、缺陷判别与测定
缺陷判定：以缺陷水平距离位置判别缺陷。
①水平距离<探头到中心线距离。
②两侧探测均在焊缝中心线水平距离处。
③仅一侧探测在焊缝中心线处为错边。
缺陷指示长度Lδ测定：
当缺陷反射波高于II区或II区以上，反射波只有一个高点用6dB法测指示长度，有多个高点，用端点6dB法测指示长度。
当缺陷反射波高位于I区，如有必要测长，以评定线为基准的绝对灵敏度测长。
测长的指示长度为沿管子外径圆周长，其实际指示长度Lδ为Lδ=L×（R-H）/R，这里L-------探头沿管子外圆移动距离，R-------管子外半径，H-------缺陷离外表面深度。
缺陷性质判断：
①根部未焊透：有端角反射特征，回波较强。从焊缝两侧均可探到，位于焊缝中心线沿焊缝有一定长度。
②未熔合：均为V型坡口。出现在上部。常在二次波发现，回波较高焊缝一侧探到，另一侧探不到。
③气孔：出现在焊缝中任何位置，波幅小。
缺陷评定：
首先判定是否危险性缺陷，对判定为非危险性缺陷，如相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长度应作为一条缺陷处理，以两个缺陷长度之和作为单个缺陷指示长度，且不考虑间距，单个点状缺陷指示长度按5mm计。
五、质量评定
1.不允许存在缺陷：反射波幅位于III区的缺陷和判定为裂纹等危险性缺陷。
2.反射波幅位于II区的缺陷，指示长度≤1/3T（最小5mm）评为I级，指示长度≤2/3T（最小6mm）评为II级，超过上述据评为III级。
3.如判为根部未焊透，则单个根部未焊透焊缝长度为1/3T（5-20mm），l累计长度≤10%圆周长且<30mm评为I级。单个根部未焊透长度为2/3T（6-30mm）且累计长度≤15%圆周长，且<40mm评为II级，超过上述数据评为III级。
4.在100mm焊缝内，同时存在条状缺陷和未焊透时评为III级。
参考文献
[1]《超声检测》
[2]《压力容器定期检驗规则》
[3]《JB/T 4730.3-2005 承压设备无损检测》
一、概述
管子和压力管道其主要作用是输送介质，除常见的石油、天燃气外，还有工业用气体，如氧气、二氧化碳等、乙烯、液氨、矿浆、煤浆等介质。与其他特种设备相比，主要由以下几方面的特点：
1.管道与输送介质相对流动，所以管道内要减小阻力，保证光洁；还要对介质有所考虑，腐蚀性强的在设计上要增加相应的裕量。
2.管道是相应固定的。一般埋于地下，不发生位移。
3.输送的连续性。一般情况下应连续运行。
4.在役运行的管道对地面建筑或区域构成威胁，尤其是易燃气体管道，威胁更大。
5.长输管道除特殊地形，一般铺设在地下，运行时不易发现潜在危险。
通过上述分析，说明管子和压力管道的质量对整个输送系统的安全运行和使用寿命是非常重要的。因此，管子和压力管道焊接质量是影响管道质量的极其重要的因素。
管子和压力管道在锅炉制造安装中应用也较广，经常承受较高的压力。过去主要采用X、γ射线检验，但由于管子透照厚度差大，安装过程中管子有时密集排列，X、γ射线检测缺陷检出率低。为此人们开始研究利用超声波来进行检测，目前已取得一定的成效，而且在一些大型锅炉厂及电建单位中已用于实际生产。
焊接接头种常见缺陷油气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。管子曲率半径小，管壁厚度薄，常规超声检测困难大。曲率半径小，普通探头的检测接触面就小，曲面耦合的损失就大。同时超声波在内表面反射发散严重，检测灵敏度低。壁薄、杂波多，从而判断缺陷难度大。大量实验表明，利用大K值小晶片短前沿横波斜探头在焊缝两侧进行检测，可以有效地检出焊接接头中的各种缺陷。
小径管外径d=32-159mm，壁厚t=3-13mm，曲率半径小，管壁厚度小。
焊缝中缺陷：气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等。
探伤特点：大K值、短前沿，一次波探测根部。
二、探测条件
1、仪器
较窄始脉冲，始脉冲占宽≤2.5mm。
高分辨率，小径管对比试块上Φ6/Φ10孔横波分辨Z≥20dB。
2、探头
①楔块：探测面磨成与管外面曲率均合
②晶片：小晶片，常用6×6mm，8×8mm
③频率：常用5MHZ
④K值：常用K2.5、K3.0，或β=60°72°
⑤前沿长度≤10mm，常用4-6mm
⑥探头形式：平面单晶横波探头------灵敏度较低
单晶、双晶线聚焦探头------灵敏度高
3、试块
对比试块GS-1、GS-2、GS-3、GS-4用于测试仪器和探头的性能，调整扫描线比例和探伤灵敏度。（见图）
4、耦合剂：机油、甘油、浆糊等。
三、仪器调整
1、扫描线比例：水平1：1，可用φ2横孔调节。
2、灵敏度
壁厚 评定线 定量线 判废线
≤8mm / Φ2×20-16dB Φ2×20-10dB
>8-15mm Φ2×20-16dB Φ2×20-13dB Φ2×20-7dB
>15mm Φ2×20-16dB Φ2×20-10dB Φ2×20-4dB
3、探测面打磨范围：7-9倍壁厚，实际50-70mm。
四、扫查探测与缺陷判别
1、扫查探测
一侧波、三次波探焊缝下部和根部，二次波探焊缝上部。
2、缺陷判别与测定
缺陷判定：以缺陷水平距离位置判别缺陷。
①水平距离<探头到中心线距离。
②两侧探测均在焊缝中心线水平距离处。
③仅一侧探测在焊缝中心线处为错边。
缺陷指示长度Lδ测定：
当缺陷反射波高于II区或II区以上，反射波只有一个高点用6dB法测指示长度，有多个高点，用端点6dB法测指示长度。
当缺陷反射波高位于I区，如有必要测长，以评定线为基准的绝对灵敏度测长。
测长的指示长度为沿管子外径圆周长，其实际指示长度Lδ为Lδ=L×（R-H）/R，这里L-------探头沿管子外圆移动距离，R-------管子外半径，H-------缺陷离外表面深度。
缺陷性质判断：
①根部未焊透：有端角反射特征，回波较强。从焊缝两侧均可探到，位于焊缝中心线沿焊缝有一定长度。
②未熔合：均为V型坡口。出现在上部。常在二次波发现，回波较高焊缝一侧探到，另一侧探不到。
③气孔：出现在焊缝中任何位置，波幅小。
缺陷评定：
首先判定是否危险性缺陷，对判定为非危险性缺陷，如相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长度应作为一条缺陷处理，以两个缺陷长度之和作为单个缺陷指示长度，且不考虑间距，单个点状缺陷指示长度按5mm计。
五、质量评定
1.不允许存在缺陷：反射波幅位于III区的缺陷和判定为裂纹等危险性缺陷。
2.反射波幅位于II区的缺陷，指示长度≤1/3T（最小5mm）评为I级，指示长度≤2/3T（最小6mm）评为II级，超过上述据评为III级。
3.如判为根部未焊透，则单个根部未焊透焊缝长度为1/3T（5-20mm），l累计长度≤10%圆周长且<30mm评为I级。单个根部未焊透长度为2/3T（6-30mm）且累计长度≤15%圆周长，且<40mm评为II级，超过上述数据评为III级。
4.在100mm焊缝内，同时存在条状缺陷和未焊透时评为III级。
参考文献
[1]《超声检测》
[2]《压力容器定期检驗规则》
[3]《JB/T 4730.3-2005 承压设备无损检测》