浙江至德鋼業有限公司技術人員介紹的幾種不銹鋼管檢測方法在使用過程中各具有優缺點,所以,在鋼管無損檢測實踐中,有時候需要根據不銹鋼管的實際檢測要求,采用多種無損檢測方法進行組合檢測,以彌補單一檢測方法的不足。
按照檢測方法的組合方式有:渦流與超聲的組合檢測、漏磁與超聲的組合檢測。此類組合方式主要是利用電磁學與聲學檢測原理進行組合檢測,以克服電磁方法的內部缺陷檢測靈敏度問題,以及超聲方法的表面緩變缺陷和薄壁檢測的干擾問題。
按照檢測部位的組合方式有:管體漏磁與管端超聲的組合檢測、管體渦流與管端磁粉的組合檢測、管體超聲與管端磁粉的組合檢測等。由于檢測原理與機械運動的限制,鋼管管體自動化高速檢測設備不可避免地存在管段盲區,因此需要配置專門的管端檢測設備對管端進行檢測,以實現鋼管的整體檢測。
按照檢測功能的組合方式有:周向裂紋漏磁與軸向裂紋超聲的組合檢測、周向裂紋穿過式渦流與軸向裂紋超聲的組合檢測、周/軸向裂紋漏磁與超聲測厚的組合檢測等。針對不銹鋼管的不同檢測需求,如周向裂紋檢測、軸向裂紋檢測、鋼管壁厚測量等,分別采用更為合適的檢測方法進行組合檢測。
不銹鋼管中缺陷產生的原因很多。按照鋼管生產和使用的不同階段,不銹鋼管中的缺陷分為:固有的、預制工序的、后續工序的和在役的。鋼管中固有的缺陷主要指鋼液凝固成鋼坯時產生的各種不連續,其中大部分在切除頭尾時被去除,但是仍有一部分不連續隨鋼坯進入下道工序被壓延、鍛壓和分割。
不銹鋼管在預制工序中如經過連軋機組、冷拔機組或矯直機組時,鋼管會受到軋制或拉拔,在此過程中也會產生缺陷。進一步,鋼管通過后續工序加工為成品,涉及的工序包括磨削、熱處理、淬火以及表面涂層處理等,此過程中同樣會產生各種缺陷。鋼管作為一種重要的承壓構件,廣泛應用于石油、化工和電力等行業,包括鉆桿、套管、輸氣管道、抽油桿、熱交換管等各種鋼管構件。鋼管使用環境復雜,包括承受交變應力、腐蝕作用、直接磨損和高溫環境等,因此鋼管在役期間,其內部或表面易產生各種缺陷,并呈不同形態,包括裂紋、孔、刺穿和大面積腐蝕等。
對不銹鋼管進行質量無損檢測主要分為三個階段,首先,鋼管出廠之前的質量檢測,以保證成品鋼管無質量問題;進一步,鋼管通過后續工序制作成特殊結構的部件,如經過熱處理和管頭螺紋加工成為鉆桿,之后需對其進行質量檢測,以確保后續工序中無缺陷;另外,鋼管構件在使用一段時間之后需要對其進行全面質量無損檢測,以評價其質量狀況,預測使用壽命,并據此進行分類使用或報廢處理。
對于不銹鋼管無損檢測而言,本質上以發現缺陷為目標。缺陷的形狀、位置和尺寸等都會對漏磁檢測產生影響。考慮到裂紋開口的走向,在鋼管檢測中,方向敏感的缺陷可分為下列幾種,見表1-5。
當然,還有很多其他類型的自然缺陷,上述這些缺陷是不銹鋼管檢測實施過程中經常涉及的。新品鋼管內、外壁均有可能存在缺陷,同時軋制過程中也會出現任意走向的缺陷,因而,實施全方位檢測十分必要。不銹鋼管中的缺陷產生的原因有多種,僅從檢測的角度來看,不論采用何種手段,能夠發現鋼管中的缺陷才是最為關鍵的。
為直觀體現,圖1-5給出了不銹鋼管檢測過程中出現過的多種缺陷(裂紋、缺失)以及相應的漏磁檢測信號和超聲檢測信號,從中能夠了解自然缺陷的多樣性和不同檢測方法的敏感差異。