不銹鋼無縫鋼管存在多種缺陷,不同生產工藝產生的缺陷類型不同。在實踐中,根據不同的應用場合,不銹鋼無縫鋼管對缺陷的敏感性不同,這使得缺陷檢測的重點不同。目前,國內無縫鋼管生產線一般主要檢測三類缺陷:縱向缺陷、橫向缺陷和壁厚缺陷。根據生產線的傳輸特性和無縫鋼管的形狀特性,相應的在線自動檢測設備主要有三種形式:
1超聲波傳感器沿圓周方向布置。檢測時,探頭沿圓周方向旋轉,鋼管沿直線
2進給。傳感器固定,鋼管螺旋運動進給,如圖
3所示。鋼管圓周旋轉,傳感器沿鋼管軸線直線移動
圖中所示的自動檢測系統對無縫鋼管的輸送要求較低。銅管只需直線進給,檢測速度快。例如,GE公司開發的rot系列無縫銅管自動檢測系統的檢測速度為30-120m/min。然而,該檢測系統結構復雜,所需傳感器數量大。由于換能器的旋轉,超聲波信號傳輸困難,目前主要有兩種信號傳輸模式:碳刷接觸模式和電容耦合模式。其中,電容耦合效果較好,但結構特別復雜,對加工精度要求較高。與旋轉超聲換能器系統相比,圖中所示系統結構精巧簡單,所需超聲換能器較少,機械本體設計制造相對容易。例如,德國Karl Deutsch開發的典型系統的管徑檢測范圍為20-170mm,最大檢測速度為。然而,該系統對無縫鋼管的輸送有較高的要求,因為鋼管的進給速度與節距有關,這就要求傳動機構保證較高的輸送精度,從而確保檢測過程中沒有遺漏缺陷。由于鋼管的螺旋進給,在傳輸過程中不可避免地會出現跳動,特別是在速度較高的情況下,鋼管傳輸中的跳動也對信號采集和缺陷診斷提出了挑戰
圖中所示的系統與前兩種檢測系統有很大的不同。本質上,該系統是接觸檢測。例如,Applus R和ID開發的管道檢測系統具有最簡單的結構,探頭沿直線移動,鋼管沿圓周移動。然而,該檢測系統很少用于無縫鋼管的在線檢測。原因很明顯,因為傳感器與鋼管表面接觸,導致探頭磨損嚴重,檢測速度越高,磨損越快。因此,前兩種自動檢測系統主要用于工業在線檢測
目前,上述前兩種超聲波自動檢測系統在國外處于絕對領先地位。各知名超聲波無損檢測設備開發商競相推出不同系列的管道超聲波自動檢測設備、美國tuboscope公司開發的truscope系列旋轉探頭金自動無縫鋼管超聲波檢測系統、TruScan系列鋼管螺旋進料、,可用于大直徑鋼管的檢測:德國卡爾德庫奇公司研發的RPS R系列無縫鋼管自動檢測系統可檢測直徑達20-610mm的鋼管。除常規探傷外,還可測量壁厚和直徑;日本奧林巴斯的RBIs系列可檢測直徑達50-850mm的管道。值得注意的是,該系統集成了超聲相控陣和渦流檢測技術,具有近表面缺陷檢測功能;USL在英國開發的自動超聲波檢測系統可用于檢測無縫鋼管和焊接鋼管。缺陷可以在測試過程中自動分類。scanmaster在以色列推出的As-280測試管徑范圍為150-1200mm,最大測試厚度為250mm。總體而言,國外超聲波檢測系統具有多功能、智能化、高速數據處理、實時顯示、用戶友好操作等特點,滿足了當前鋼管生產線在線實時檢測的要求。我國不銹鋼無縫鋼管的生產歷史只有幾十年,對不銹鋼無縫鋼管超聲波檢測的研究起步較晚。目前,國內超聲波檢測的研發成果主要集中在手持探傷儀和功能相對簡單的多通道自動檢測系統上。具有獨立核心技術、高可靠性、高速加工、可用于不銹鋼無縫鋼管生產的在線實時自動超聲波檢測系統尚未開發。因此,我國各大無縫鋼管廠仍依賴進口超聲波檢測設備。