- Inspeksi ultrasonik selama proses produksi pipa las ERW
Pengujian ultrasonik saat ini merupakan metode pengujian non-destruktif utama dalam proses produksi pipa las ERW. Area aplikasi utamanya meliputi: 1) Pengujian pelat baja online ultrasonik. 2) Inspeksi online ultrasonik pada lapisan las setelah pengelasan ERW dan penghilangan duri internal dan eksternal. 3) Inspeksi offline las ERW. 4) Pengujian ultrasonik pada ujung pipa yang dilas ERW.
1. Inspeksi online ultrasonik pada pelat baja
Deteksi online gelombang ultrasonik pada pelat baja umumnya menggunakan probe kristal ganda atau polikristalin, ditambah dengan film air atau metode perendaman air lokal. Tujuan utamanya adalah untuk mendeteksi cacat berlapis pada pelat baja yang sejajar dengan permukaan pelat baja. Ada dua metode pemindaian utama: pertama, memindai sepanjang garis paralel dalam arah bergulir; kedua, pelat baja bergerak secara linier sepanjang arah penggulungan, dan probe melakukan gerakan bolak-balik tegak lurus terhadap arah pergerakan pipa baja, membentuk pemindaian berbentuk "z". Karena tepi pelat baja membentuk lasan pada pengelasan ERW berikutnya, deteksi cacat di sini sangat penting dalam pengujian ultrasonik pelat baja. Standar dan spesifikasi yang relevan memerlukan pemindaian 100% pada tepi pelat baja. Dalam pekerjaan sebenarnya, Umumnya, hal ini dipastikan dengan menambah jumlah probe di tepi pelat baja.
2. Inspeksi pengelasan online ultrasonik
Inspeksi online ultrasonik las ERW dilakukan setelah pengelasan dan penghilangan duri internal dan eksternal. Ini terutama mencakup dua bagian: Pertama, gunakan pemindaian A atau pemindaian B untuk mendeteksi efek gesekan dari gerinda internal dan eksternal. Dibandingkan dengan pemindaian A, pemindaian B dapat menampilkan morfologi dinding bagian dalam lasan setelah menghilangkan gerinda bagian dalam secara real time, dan tampilan grafis lebih intuitif; kedua, gelombang longitudinal terjadi secara miring, dan gelombang transversal yang dihasilkan oleh pembiasannya pada pipa yang dilas digunakan untuk mendeteksi cacat pengelasan. Karena suhu las saat ini relatif tinggi, inspeksi online umumnya menggunakan probe suhu tinggi dan menggunakan metode perendaman air lokal.
3. Las inspeksi offline ultrasonik dan inspeksi ujung pipa
Pengujian ultrasonik offline pada lasan ERW umumnya dilakukan setelah pengujian hidrostatik dan chamfering, dan terutama digunakan untuk mendeteksi cacat longitudinal pada lasan dan zona yang terkena dampak panas. Untuk meningkatkan efisiensi deteksi, deteksi otomatis umumnya digunakan. Karena pengaruh area buta di ujung pipa dalam deteksi otomatis. Setelah itu, pemindaian ultrasonik manual pada lasan biasanya ditambahkan. Isi pemeriksaan ujung pipa terutama mencakup deteksi las ujung pipa, cacat lapisan bahan dasar ujung pipa, serta cacat aksial dan melingkar. Deteksi cacat berlapis umumnya menggunakan probe terpisah, dan cacat aksial pada bahan las dan dasar serta cacat melingkar sering kali dipindai dengan probe miring.
- Pemilihan parameter proses untuk pengujian ultrasonik las ERW
Pengujian ultrasonik pada lasan ERW terutama mencakup dua metode: pengujian otomatis dan pengujian manual. Saat ini, deteksi otomatis las ERW terutama mengadopsi dua bentuk: deteksi probe roda dan deteksi perendaman air lokal. Inspeksi otomatis memiliki keunggulan efisiensi pendeteksian yang tinggi dan kecepatan yang cepat, tetapi tidak kondusif untuk penentuan posisi cacat yang tepat dan analisis kualitatif dan kuantitatif; sebagai perbandingan, inspeksi manual lebih fleksibel, tidak hanya cacat dapat ditemukan secara akurat, tetapi juga melakukan analisis cacat secara kualitatif dan kuantitatif melalui karakteristik gema dan bentuk gelombang dinamis. Cacat yang terdeteksi oleh gelombang ultrasonik otomatis umumnya dikonfirmasi lebih lanjut menggunakan metode manual. Parameter proses yang perlu diperhatikan untuk pengujian ultrasonik las ERW antara lain sudut bias, lebar pancaran suara, dan frekuensi deteksi.
1. Pemilihan sudut bias
Pengujian ultrasonik pada las ERW umumnya mengadopsi gelombang longitudinal dengan kejadian miring. Deteksi dicapai dengan menghasilkan gelombang transversal melalui konversi mode gelombang pada benda kerja dan las. Dua kondisi dasar tersebut adalah: 1) Gelombang transversal murni tereksitasi pada logam dasar dan las. 2) Sinar suara gelombang transversal memindai dinding bagian dalam pipa baja.
2. Pemilihan frekuensi deteksi
Rentang frekuensi pengujian ultrasonik luas, umumnya 0.5-10MHz. Pemilihan frekuensi terutama harus mempertimbangkan faktor-faktor berikut:
(1) Sensitivitas deteksi ultrasonik adalah sekitar setengah dari panjang gelombang. Meningkatkan frekuensi bermanfaat untuk menemukan cacat yang lebih kecil. Selain itu, semakin tinggi frekuensinya, semakin kecil lebar pulsanya dan semakin tinggi resolusinya.
(2) Frekuensi tinggi, panjang gelombang pendek, sudut setengah difusi kecil, pengarahan berkas suara yang baik, dan energi terkonsentrasi bermanfaat untuk menemukan dan menemukan cacat. Namun untuk ukuran chip yang sama, semakin tinggi frekuensinya, semakin besar area medan dekat, sehingga semakin merugikan pendeteksian.
(3) Dengan meningkatnya frekuensi, redaman hamburan dan penyerapan gelombang ultrasonik meningkat tajam, sehingga merugikan deteksi.
Selama pengujian, berbagai faktor harus dipertimbangkan secara komprehensif dan frekuensi pengujian harus dipilih secara wajar. Untuk pipa las ERW, bahan dasarnya umumnya berupa gulungan canai panas dengan butiran yang relatif halus. Lebar zona fusi las dan zona yang terkena panas setelah pemanasan induksi dan pencetakan ekstrusi sempit, dan ukuran butirnya pada dasarnya sama dengan bahan dasar. Dalam pekerjaan sebenarnya, untuk mendapatkan resolusi yang lebih tinggi, frekuensi yang lebih tinggi harus dipilih sebanyak mungkin sambil memastikan sensitivitas deteksi, umumnya antara 2.5-5MHz.
- Blok uji referensi
Blok uji referensi adalah dasar untuk menentukan sensitivitas pengujian ultrasonik pada las ERW. Standar API 5L dan GB/T9711 memerlukan penggunaan blok uji perbandingan dengan alur N10 atau lubang vertikal 3,2 mm untuk mencerminkan pengujian ultrasonik pada las pipa baja secara artifisial. 100% gema tubuh digunakan sebagai kriteria penentuan cacat.
- Kesimpulan
(1) Dalam pengujian ultrasonik pipa las ERW, untuk memastikan bahwa gelombang transversal murni tereksitasi dalam pipa las dan memindai dinding bagian dalam pipa las, batas bawah kisaran sudut refraksi gelombang geser pipa las adalah 33,2 derajat, dan batas atasnya bergantung pada rasio diameter dalam dan luar r/R pipa yang dilas. Itu berubah dengan perubahan r/R. Semakin besar nilai r/R maka semakin luas jangkauannya.
(2) Ketika sudut refraksi berkas suara pada dinding bagian dalam pipa yang dilas adalah 45 derajat, ia memiliki sensitivitas deteksi yang tinggi untuk cacat bukaan permukaan pada zona yang terkena las dan panas. Namun, untuk memperhitungkan deteksi cacat area radial di dalam lasan, berkas akustik gelombang transversal dengan sudut bias besar juga harus digunakan untuk pemindaian.
(3) Lebar pancaran bunyi tim penembakan harus dipertimbangkan secara menyeluruh berdasarkan sudut bias gelombang transversal dan diameter pipa baja. Penting untuk memastikan bahwa tepi atas berkas suara tidak menimbulkan gelombang permukaan pada pipa yang dilas, dan untuk menghindari terjadinya gelombang longitudinal yang dibiaskan pada pipa yang dilas.
