Page 54 - 无损检测2023年第十二期

陈 亮, 等:

海底管道环焊缝 PAUT+TOFD 检测认证与应用

线性阵列探头, 晶片数为 32 , 频率为 5~10 MHz 。 管材, 坡口形式为 V 型。制作的缺陷位置涵盖焊缝

TOFD 探头直径为3mm , 频率为10MHz 。 表面、 根部及填充区域, 缺陷类型为坡口面未熔合,
3.2 缺陷制作 根部未焊透、 内部气孔、 夹杂等, 缺陷高度为 0.5~

制作缺陷的材料为管径为323mm , 壁厚为14. 2.5mm , 长度为10~20mm , 相邻缺陷之间保持足

3mm 及管径为508mm , 壁厚为25.4mm 的碳钢 够距离 [ 2-4 ] 。缺陷类型及其数量分布如表1所示。
表1 缺陷类型及其数量分布 处
面积型缺陷 体积型缺陷
根部 埋藏 表面 缺陷总量
未焊透 未熔合 未熔合 POD 气孔 夹铜 层间未熔合 夹渣
46 55 50 151 2 2 3 2
3.3 校准试块 3.4.1 试块重复性扫查试验
校准试块用于重复性试验及灵敏度确认, 校准试 重复性试验的目的是验证工艺运行的稳定性,
块加工材料从管线上截取, 分别在壁厚1 / 4和3 / 4处 试验在校准试块上进行。首先完成一次起始扫查,

加工平底孔, 孔径为3mm , 平底孔底面与坡口面平行, 分别在6点和12点位置完成10次重复性扫查, 其
两个平底孔分别位于焊缝两侧; 在上下表面分别加工 扫查数据如表2 , 3所示, 分别记录每次扫查时反射

槽, 槽的高度为1mm , 宽度为1mm , 长度为10mm 。 体的波幅, 标准要求每次扫查的反射体波幅与起始
3.4 重复性试验 扫查波幅偏差不超过2dB 。

表2 试块的6点位置重复性扫查数据 dB
起始 重复性扫查次数 最小 最大 增益偏差

序号 反射体
波幅 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 波幅 波幅 最小 最大
下游平底孔
1 73 72 72 73 73 68 75 76 75 75 77 68 77 -0.6 0.46
2 上游平底孔 79 81 84 84 83 86 85 84 85 85 86 81 86 0.2 0.73
3 内表面槽 83 85 89 86 86 84 86 84 85 85 84 84 89 0.1 0.60
外表面槽
4 92 92 102 100 105 97 99 97 109 104 98 92 109 0 1.50
表3 试块的12点位置重复性扫查数据 dB
起始 重复性扫查次数 最小 最大 增益偏差

序号 反射体
波幅 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 波幅 波幅 最小 最大
1 外表面槽 81 78 86 78 84 80 72 79 77 74 80 72 86 -1.0 0.5
下游平底孔
2 84 75 90 87 84 90 81 90 87 82 84 75 90 -1.0 0.6
3 上游平底孔 73 77 75 77 79 80 73 74 74 77 78 73 80 0.0 0.8

4 内表面槽 86 75 90 87 84 90 80 90 83 82 82 75 90 -1.2 0.4
由表2 , 3可知, 6点位置重复性扫查最大偏差 2个。首先进行一次正常无偏移扫查, 将其作为起

为1dB , 12 点位置重复性扫查最大波幅偏差为 始扫查, 然后将轨道向上游和下游分别偏移 3mm

1.5dB , 满足标准要求。 重复3次扫查, 分别记录每一次扫查的缺陷高度( 见
3.4.2 缺陷焊缝扫查轨道偏移试验 表4 ), 标准要求重复扫查的缺陷高度与起始扫查高
偏移试验在含缺陷焊缝上进行, 包括6个焊接 度最大偏差不超过±1mm 。

缺陷, 其中表面区域2个, 根部区域2个, 填充区域
表4 扫查偏移±3mm 时的试验数据 mm

高度( 上游) 高度( 下游) 高度 高度偏差
缺陷编号 位置 上游 / 下游 起始高度
第1次 第2次 第3次 第1次 第2次 第3次 最小 最大 最小 最大
表面 上游
3 1.7 1.7 1.9 1.8 2.2 2.1 2.1 1.7 2.2 0 0.5
4 表面 下游 1.6 1.6 1.4 2.5 2.2 2.1 1.9 1.4 2.5 -0.2 0.9
填充 下游
5 2.7 2.1 2.6 3.4 2.0 2.8 2.9 2 3.4 -0.7 0.7
11 根部 上游 2.3 1.9 2.2 2 1.4 2.1 1.8 1.4 2.2 -0.9 -0.1
12 根部 下游 3.4 4.2 3.3 4.2 4.1 3.6 3.9 3.3 4.2 -0.1 -0.8
填充 上游
17 1.9 1.9 1.4 2.0 2.4 2.1 2.1 1.4 2.4 -0.5 0.5
由表3可知, 在扫查偏移3mm 时, 缺陷高度评 3.5 检出率( POD ) 分析

定最大偏差为0.9mm , 满足标准要求。 检出率( POD ) 分析的目的是在检测可信度为
2
0
2023年 第45卷 第12期
无损检测