A. 无损检测技术应用现状
目前,无损检测的方法很多,常用的主要有磁粉检测(MT)、超声波检测(UT)、渗透检测(PT)、射线检测(RT)、涡流检测(ET)5种常规检测方法。此外,还有一些新兴技术,如金属磁记忆检测、漏磁、激光照相检测、声振检测、红外检测和声发射检测等。
德国Mannesmann公司和日本的住友金属公司在检测大直径钢管时采用超声波探伤和漏磁(MFL)方法;检测小直径钢管时,采用超声波探伤和涡流(ET)方法,这已形成了较为成熟的检测方案。我国的钢管检测大量采用了超声及涡流联合检测的方法,也愈来愈多地采用漏磁方法。
根据GB/T 9808-2008《钻探用无缝钢管》规定,我国无缝钢管制造企业一般采用涡流检验、漏磁检验或超声波检验中的一种方法对钢管进行无损检测。用涡流检验时,执行GB/T 7735—2004《钢管涡流探伤检验方法》;用漏磁检验时,执行GB/T 12606—1999《钢管漏磁探伤方法》;用超声波探伤检验时,执行GB/T 5777—2008《无缝钢管超声波探伤检验方法》。
5.1.2 无损检测技术方法与应用
5.1.2.1 涡流检测技术
涡流探伤是以电磁感应原理为基础的。当钢管经过通交流电的线圈时,钢管管体的不连续性(如缺陷等)将使涡流场发生变化,而以靠近表层和近表层的不连续性影响最大,导致线圈的阻抗或感应电压产生变化,监测这一变化可得到有关管体缺陷或不连续性的信息。
适于钢管质量检验的自动涡流探伤方法主要有点式探头探伤法和穿过式探头探伤法两种。前者采用点式探头高速旋转的方法来探测钢管中的纵向缺陷,其检测速度由探头的数量和其旋转的速度而定,一般来说比较慢,加之设备较复杂,因而其应用不太广泛;而后者则采用穿过式探头来检测钢管中的横向缺陷,这种方法设备简单,探伤速度快(一般可达60m/min以上),且对钢管表面和近表面的常见缺陷如裂口、凹面、结疤及部分外折等有较高的检测灵敏度,因此成为钢管检验的主要方法之一(图5.1)。
图5.1 穿过式线圈涡流探伤技术原理
5.1.2.2 金属磁记忆检测技术
实验证明,在地磁的作用下,在役铁磁性工件的缺陷和夹杂部位,会产生磁畴归一现象,并在其上出现漏磁场。在缺陷位置和/或内应力相对集中的地方,金属磁导率最小,其磁场切向分量具有最大值,而法向分量则改变符号,具有零值。对工件表面漏磁场法向分量进行扫描检测,便可确定应力集中区域,从而间接判断该铁磁性工件是否存在缺陷。
金属磁记忆诊断仪对在役设备由于材料不连续性(缺陷)而导致的应力集中,以全新的快捷检测方式,给出设备疲劳损伤的早期诊断。通常仪器配有多种不同形式的传感器及长度计测器,以适应不同形式的检测需要。该仪器多用于锅炉压力容器、管道、叶片、轴承、铁轨、齿轮对、焊接部位及其他铁磁性金属构件的检测。
5.1.2.3 漏磁检测技术
漏磁检测技术是从磁粉检测发展起来的,是基于铁磁性材料磁性变化的一种无损检测技术。当铁磁材料被磁化后,缺陷的存在会在工件表面产生漏磁场。因此,通过漏磁的检测可以发现材料中的缺陷。
当用磁化器磁化被测铁磁材料时,若材料的材质是连续、均匀的,则材料中的磁感应线将被约束在材料中,磁通是平行于材料表面的(图5.2),几乎没有磁感应线从表面穿出,被检工件表面没有磁场。但是,当材料中存在着切割磁力线的缺陷时,材料表面的缺陷或组织状态变化会使磁导率发生变化,由于缺陷的磁导率很小,磁阻很大,使磁路中的磁通发生畸变,磁感应线流向会发生变化,除了部分磁通直接通过缺陷或通过材料内部来绕过缺陷外,还有部分的磁通会泄漏到材料表面上空,通过空气绕过缺陷再度重新进入材料,从而在材料表面缺陷处形成漏磁场(图5.3)。
目前,在石油钻井领域应用发展较快的是从磁粉检测法延伸出来的漏磁检测技术,其主要特点:
1)对各种损伤均具有较高的检测速度,如铁磁性材料表面、近表面、内部裂纹以及锈蚀等均可获得满意的检测效果;
2)由于磁性的变化易于非接触测量和实现在线实时检测,磁场信号不受被测材料表面污染状态的影响,进行检测时被测材料表面就不需清洗,因此将大大提高检测的效率,减小工作量。
图5.2 无缺陷的磁感应线
图5.3 有缺陷的磁感应线
5.1.2.4 涡流、漏磁、金属磁记忆综合检测技术
单一的探伤方法只能探测到材料中的某些特定缺陷。因此,任何一种无损检测技术都不可能检出钢管尤其是钻杆中的所有缺陷。例如,常规穿过式涡流探伤法只能检出钢管表面和近表面且取向大致为横向的缺陷,对纵向缺陷及钢管内部或内表面的缺陷无能为力。因此,采用数种无损检测方法的组合以最大限度地探测出钢管中各类缺陷,确保出厂产品的质量,成为钢管生产检验的极为重要的一环。以下为推荐的两种组合探伤检验办法:
(1)涡流-漏磁组合检测
穿过式涡流探伤法和以探测纵向缺陷为目的的超声探伤法的组合可以有效地检出钢管中绝大部分缺陷,因而应是首选的组合无损探伤技术。然而,由于超声探伤法速度上的限制,既适应不了钢管在线检验的高速要求,也与涡流探伤的速度无法匹配,故这种组合目前尚不能得到广泛的应用。
与超声探伤技术同样,磁场测定法的漏磁探伤技术也有纵向和横向探测之分。而用于钢管检验的以探测纵向缺陷为目的的漏磁探伤法具有与超声探伤基本相同的功能,即可以检测出钢管内外表面及其内部大致取向为纵向的各类缺陷,只是其内表和内部的检测灵敏度不如超声探伤那样高。另外,漏磁探伤法的检测传感器(探头)可以根据检测速度的需要来选择和设置,且其机头的旋转速度亦可以调整,因此在速度上它既可与涡流探伤法相匹配,也适应钢管生产流水线上在线检测的速度要求。
由以上分析可知,以探测钢管横向缺陷为主要目的的穿过式涡流探伤法和以探测纵向缺陷为主要目的的漏磁探伤法的组合可有效地探测出钢管中的主要缺陷,且适应在线检验的速度要求。
(2)涡流-磁记忆组合检测
该方法集涡流和金属磁记忆两种电磁检测技术于一体,可实现涡流、磁记忆同时检测与同屏实时显示,同时获得两种技术的检测数据,准确判断工件的缺陷、早期疲劳损伤与应力集中状态,真正实现铁磁性工件的综合全面分析。
表5.1列出了由涡流和磁记忆方法观测得到的四种集成的测试结果。这四种状态分别对应于工件的四种不同的损伤程度。A表示试件状态良好,未出现应力集中或者损伤;B意味着物体中存在着应力集中区,当它继续保持负荷这个区域可能会受到损伤,但是难以判断损伤发生的时间;C说明当应力集中超过了材料的承受力,材料出现了损伤缺陷,此时由于损伤导致应力集中被释放,应力消失,但出现了缺陷,如果这一区域没有其他的应力集中因素,将还可以安全使用;D说明检测区域出现了缺陷,而且同时还存在应力集中区,此时,这个区域存在继续破坏的危险,在连续的应力应变下,材料可能会发生断裂,所以建议采取进一步的安全措施,对此区域进行修复或者更换。
表5.1 集成涡流和磁记忆方法技术的四种典型的检测结果
B. 在钢管行业 无损检测的什么证书比较好
超声波UT和涡流ET检测证。
C. 对于无缝钢管无损检测来讲,是UT好还是ET好最好能详细点。
超声波更好一些 但是效率比较低 看量多少 如果量少,制造厂内的无损检测 建议用超声波 如果量大 而且是在役的 有一定温度的检测 最好选择涡流 但是涡流设备比较贵 如果不经常检测的话 一般厂里不购置的
D. 无缝钢管的检验标准
一、钢管几何尺寸及外形检查:
1、钢管壁厚检查:千分尺、超声测厚仪,两端不少于8点并记录。
2、钢管外径、椭圆度检查:卡规、游标卡尺、环规,测出最大点、最小点。
3、钢管长度检查:钢卷尺、人工、自动测长。
4、钢管弯曲度检查:直尺、水平尺(1m)、塞尺、细线测每米弯曲度、全长弯曲度。
5、钢管端面坡口角度和钝边检查:角尺、卡板.
二、钢管表面质量检查:
1、人工肉眼检查:照明条件、标准、经验、标识、钢管转动。
2、无损探伤检查:超声波探伤UT、涡流探伤ET、磁粉MT和漏磁探伤、电磁超声波探伤、渗透探伤。
(4)钢管ET是什么意思扩展阅读:
异形无缝钢管在城市建设中起着至关重要的作用,它的好坏直接影响到生活建筑的坚实程度和质量高低,劣质异形无缝钢管有以下特征:
1、表面是否光滑
劣质异形无缝钢管因为采用的原料、轧钢设备简陋、技术手法不专业以及成本低廉的原因,会出现表面折叠、麻面、结疤、裂纹、易刮伤等现象,一般这种情况都可以通过肉眼观察发现。
因此建议广大消费碰到以上这些情况的时候,一定要理性对待,不要为了图便宜购买了劣质方管,这些异形无缝钢管的强度和硬度不达标准,是会影响今后的使用的。
2、表面是否有金属光泽
有些劣质异形无缝钢管采用的是土坯,而且温度不标准,钢温是通过目测把握的,这样轧出的刚会呈现出淡红色或生铁的颜色,没有正品异形无缝钢管的金属光泽,性能上就更不用说了。
3、横截面和切头是否平整
劣质异形无缝钢管为了节省原料,在成品辊前二道的压下量偏大,导致横截面呈椭圆形,劣质方管的切头断面经常会有掉肉情况,即凹凸不平。因此一旦发现方管横截面呈椭圆形、且切头凹凸不平大家就要警惕,这就是劣质方管了。
4、尺寸和重量是否合格
一般劣质异形无缝钢管的尺寸内经波动大,且为了节省原料,大多重量不够,所以大家在选购方管的时候可以事先看一下国家标准和尺寸,在查看样品的的时候可以要求提供准确的方管尺寸和重量。
参考资料来源:网络-无缝钢管标准
E. 如何对钢管进行无损探伤
常规的无损检测方法有:射线检测、磁粉(或漏磁)检测、渗透检测、超声波检测、涡流检测。
1 射线检测(RT)
应用最早的一种无损检测的方法,被广泛用于金属和非金属材料及制品的内部缺陷检验,至少有50多年的历史。其有无可比拟的独特优越性,即检验缺陷的正确性、可靠性和直观性,且得到的射线底片可用于缺陷的分析和作为质量凭证存档。但这种方法也存在着设备较复杂、成本较高的缺点,并应注意对射线的防护。
2 磁粉检测(MT)或漏磁检测(EMI)
其检测原理是基于铁磁性材料在磁场中被磁化后,材料或制品的不连续处(缺陷处)产生漏磁场,吸附磁铁粉(或用检测元件检测)而被显现(或在仪器上显示出来)。所以此法只能用于铁磁性材料或制品的表面或近表面缺陷检验。
3 渗透检测(PT)
包括荧光、着色两种。由于它设备简单,操作方便,是弥补磁粉检测不足的检验表面缺陷的有效方法。它主要用于非磁性材料的表面缺陷检验。
荧光检验的原理是将被检制品浸入荧光液中,因毛细管现象,在缺陷内吸满了荧光液,除掉表面液体,由于光致效应,荧光液在紫外线的照射下发出可见光而显现缺陷。
着色检验的原理与荧光检验的原理相似。都是不需要专门设备,只是用显像粉将吸附在缺陷内的着色液吸出零件表面而显现缺陷。
4 超声波检测(UT)
这种方法是利用超声振动来发现材料或制件内部(或表面)缺陷的。根据超声振动的不同调制方法,可以划分为连续波和脉动波;根据不同的振动和传播方式又可分为纵波、横波、表面波和兰姆波4种形式在工件中传播;根据声波的发射和接受条件的不同,又可分为单探头和多探头法。
5 涡流检测(ET)
涡流检测的原理是交变的磁场在金属材料内产生相同频率的涡电流,用这种涡电流的大小与金属材料的比电阻间的关系变化来检测缺陷的。当金属材料表面有缺陷时(如裂纹),该处的比电阻便因缺陷的存在而增大,与其相关的涡电流便相应地减小,其微小变化的涡电流经放大后用仪表指示出来,便可显现缺陷的存在与大小。