长输管道对接焊缝的超声检测及缺陷分析

崔金升

崔金升

山东泰思特检测有限公司山东临淄市255400

摘要：长输管道对接焊缝的超声检测在现阶段中属于一种重要的检测方式，通过超声检测对缺陷进行评定对于对接焊缝的质量能够起到一个良好的保障作用。

关键词：长输管道对接焊缝；超声检测技术；缺陷分析；

一、超声检测技术

对缺陷的定位和定量以及定性是超声检测技术对于缺陷的三个评定内容。在现阶段的实际情况中，在通过超声检测技术对缺陷进行评定技术已经较为成熟了，但是在对缺陷性质评定方面所做的工作力度却不太到位。缺陷的很多因素例如粗糙度、取向、形状等等对于超声波的反射特性都是不同的。这就导致在实际的检测工作当中，对于缺陷的性质判断起来比较困难，将不需要返修的产品送回返修造成资源浪费或是并没有对含有危险性缺陷的产品做出正确判断，导致其在使用的过程当中存在很大的安全隐患，这就要求相关的工作人员在对长输管道对接焊缝的缺陷进行分析的过程中要应用好超声检测技术，做好缺陷的定性分析。

二、长输管道特点

在石油天然气行业的运输方式中，长输管道是应用较为广泛的一种方式。长输管道在施工的过程中会遇到工期较长、距离较远、施工条件差、焊接工作量大等问题，并且对于长输管道施工的质量要求是非常高的。相关工作人员必须要严格把控每个环节的施工质量做好缺陷的分析，保证整体工程的施工质量让其在后期运行中能够更加安全的运行，将超声波检测探伤应用在对接焊缝的检测工作当中，是较为有效的一种办法，因自身所具有的成本较低、检测速度快、检测仪器便于携带、对生态环境影响较小以及安全性较高等特点，被相关工作人员广泛的应用在长输管道对接焊缝的检测工作当中。

三、常见缺陷的判别

1.缺陷波判定

在通过超声波检测检查出焊接接头中的缺陷后，要通过综合分析缺陷所在的位置和波形以及所使用的焊接工艺等，确定缺陷的性质。若在检测的过程中有反射体波形的存在，相关检测人员可以通过辨别反射体的水平位置和深度来确认好此波形是缺陷反射波还是伪缺陷波。

（1）缺陷波

相关工作人员若是可以确定反射波前沿出现在一次波声程内，则可以初步确认此波形为缺陷波。若是出现在一次声波处，若是没有发现错口的情况，相关工作人员可以根据探头前沿至反射体的水平距离来对实际情况进行判断，若是缺陷，则会位于焊缝中心、靠近探头侧的焊缝、热影响区内，若不在这些区域内，则可以初步判定为伪缺陷。

初步判定工作完成后，工作人员要进行二次波探伤工作，若反射波的位置在一、二次波声程范围内，就需要进行探头前沿到反射体之间的水平距离测量，如果确定二次波的管内壁转折点在焊缝外的位置在探头方位且射体在焊缝内或者位于热影响区域中，则可以在二次波探伤环节中初步确定其为缺陷。

（2）伪缺陷波

如果可以通过上述方式确定其为缺陷波，则其余反射波就可以视为伪缺陷波。因管线焊接具有一定的特殊性，所以因为焊缝根部形成不良、错口、咬边等因素所产生的伪缺陷波也是比较常见的。

焊缝根部成形不良：在焊接工作中，如果出现根部余高超出标准较多或是成形不规则等情况，会出现类似于缺陷波的的反射波形。因此相关工作人员在对其进行判断的过程中要注意：因为焊接根部形成不良因素所导致的伪缺陷波的声程会比一次波标记点略大一些，且反射波的水平定位与缺陷波的反射波水平定位相比会存在一定偏差，不会出现在中心线上或是靠近探头的方位。

错口引起的反射波：如果实在野外进行管道焊接的工作，会因为管道自身的椭圆度或是对口等原因，导致错口的出现，如果发现错边反射波，则需要通过探测焊缝的另外一边的方式进行接下来的探测工作，在错口处，产生较多的为横波反射，但也会有一小部分的变形纵波产生，通过对变形纵波进行分析可以确定是否是由于错口的原因而导致反射波的产生。

咬边引起的反射波：咬边情况一般会在焊缝区域的两侧出现，因为焊接人员在焊接工作中一般会使用向下焊接的方式来进行操作，所以咬边会具有一定的长度。外侧的咬边是工作人员可以直接发现的。咬边所引起的反射波一般情况下是位于一、二次波前的，其水平位置也是在焊缝的边缘处。

2.对缺陷性质的判定

在长输管道对接焊缝施工中，较为常见的缺陷一般是气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等，在对于气孔以及点状夹渣的检测中，即使是通过超声波检测来进行探查，所反射出的的波形也是比较类似的，因此相关工作人员必须要做好性质的判定工作。

2.1点状缺陷

气孔是因为在焊接的过程中气体没能够及时的排出所形成的空穴，会呈现出椭圆形或者是球形，而点状残渣则是在焊接的过程中残留的焊渣，所呈现出的形状是不规则的。点状缺陷包含单个点状缺陷和密集型点状缺陷两种。其中的单个点状缺陷具有波形较稳定、回波高度较低等特性，但如果稍微变换探头的位置这种反射波就会随之消失。而密集型点状缺陷的回波在探头位置发生变化后会呈现出波峰错落的现象。

2.2线状缺陷

线状缺陷包括条渣和未焊透以及破口未熔合等，在通过超声检测进行检测的过程中可以发现其波形较为相似，因此相关工作人员要通过其成因以及具体出现的位置来进行判断。

夹渣：在多层焊接的工作中，如果相关工作人员对于层间熔渣的清理工作做得不够到位，就很容易造成夹渣情况的产生。一般情况下，夹渣位于焊缝的内部结构当中，通过超声波进行探测所接受的反射波大部分会呈现出锯齿状，波幅不算高，且在主波峰的旁边一般会有小波峰的存在，在对探头进行平移后，波幅会发生变化，不同方向进行探测所反馈回来的波幅是不同的。

未焊透：在实际的长输管道对接焊缝工作中，焊接操作人员通常会使用单面焊双面成型下向焊的操作方式来对其进行操作，因此未焊透的情况一般会出现在焊缝的中心线上。通过对探头的平移可以发现所反馈的波形是比较稳定的，焊缝两侧所呈现出的波幅基本上是一致的，并且沿着焊缝的走向会呈现出一定的范围。

坡口未熔合：V型坡口是长输管道对接焊缝工作中较为常用的一种方式，坡口未熔合的情况一般出现在坡口的侧壁上，在二次波检测工作中会较为容易的将这种情况检测出来。当超声波声束处置的入射到焊缝时，所产生的的回波高度是比较大的，对探头进行平移会发现其波形较为稳定，具有一定的长度，起伏不是很大。

2.3面积型缺陷

裂纹：冷裂纹是长输管道对接焊缝中较为常见的一种裂纹呈现方式，一般情况是纵向开裂，在根部发生的概率比较大，但有时也会产生在热影响区熔合线中。在焊接的过程中，材料不匹配、焊接操作方式不当等都容易造成裂纹的产生。在通过超声检测对其进行检测的工作中，可以发现其所回馈的反射波波幅较大且比较尖锐，波幅的宽度与其他波幅相比会比较宽，并且会出现多个波峰。对探头进行转动后波峰会出现错动的情况。

层间未熔合：对于层间未熔合情况，在通过超声波检测技术进行检测的过程中，相关工作人员可以通过观察波数的前进方向与缺陷之间是否存在较大角度的方式检查出来。

总结

长输管道对接焊缝的超声检测及缺陷分析工作在实际的操作中是具有一定复杂性的，因此对于技术人员的相关要求就比较高，必须扎实掌握相关的技术知识并熟练掌握操作技巧，在实际的检测工作中要做好对波形等的分析工作，确定缺陷的性质，避免因为判断错误而导致资源浪费或安全隐患存在情况的出现，让长输管道的质量因为超声检测技术的应用而得到有效的保障。

参考文献：

[1]任传江，张周平，王蒙，崔亚强.长输管道对接焊缝的超声检测及缺陷分析[J].无损检测，2010，32（07）：543-546.

[2]刘法顺.管道对接环焊缝缺陷超声检测方法研究[J].中国高新技术企业，2008（15）：69.

[3]石锋，谢建平，梁桠东.超声波探伤检测的影响因素分析及监督与控制[J].科学技术与工程，2012，12（25）：6448-6453.

[4]陈安琦，马卫锋，任俊杰，王珂，蔡克，罗金恒，霍春勇，冯耀荣.高钢级管道环焊缝缺陷修复问题初探[J].天然气与石油，2017，35（05）：12-17.