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熔及熱熔 PE 管檢測應(yīng)用報(bào)告
電熔焊管，管體外徑 110mm,，壁厚 6.5mm,；套管直徑 130mm，套管兩端內(nèi)預(yù)埋電阻絲,。
熱熔焊管,，管體外徑 308mm，壁厚 18mm,。
主機(jī)：Omniscan MX2 32:128 超聲相控陣設(shè)備,，可進(jìn)行相控陣和 TOFD 檢測
電熔焊管的檢測：使用 5MHz，128 晶片超聲相控陣探頭,，0 度線性檢測套管與母管的焊接區(qū)
域,；
熱熔焊管的檢測：主要推薦使用 2.25MHz 專用 TOFD 探頭和注水楔塊，也可用專用注水相控
陣探頭和楔塊進(jìn)行補(bǔ)充檢測,。
首先要對檢測參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,，找到檢測設(shè)置，而其中最主要的影響因素就是一次激發(fā)晶片數(shù)和聚焦深度,。
下圖是激發(fā) 32 晶片,，聚焦深度 10mm，可以看到電阻絲的信號,。
下圖是激發(fā) 32 晶片,，聚焦深度 12mm，可以看到電阻絲的信號,，且比聚焦 10mm 時(shí)的信號更加清晰完整,。
下圖是激發(fā) 32 晶片，聚焦深度 14mm,，可以看到電阻絲的信號,，但比聚焦 12mm 時(shí)的信號略差,。
下圖是激發(fā) 32 晶片，聚焦深度 17mm,，可以看到電阻絲的信號,，但信號清晰度較差。
小結(jié)：由上面結(jié)果可見,，在使用 32 晶片激發(fā)時(shí),，聚焦深度的設(shè)置對電阻絲的成像結(jié)果有一定
影響，因此在工藝設(shè)置時(shí)盡量將聚焦深度設(shè)置在靠近電阻絲的深度上,，使其能夠呈現(xiàn)出更加清晰完整的電阻絲形狀,。
下面是聚焦深度固定，而改變激發(fā)晶片時(shí)的檢測結(jié)果,。
激發(fā) 32 晶片時(shí)的檢測結(jié)果如下：
激發(fā) 16 晶片時(shí)的檢測結(jié)果如下：
激發(fā) 8 個(gè)晶片時(shí)的檢測結(jié)果如下：
小結(jié)：32 晶片激發(fā)相比于更少晶片激發(fā),，對于分辨電阻絲這樣的細(xì)微的反射體有利，但并不是激發(fā)晶片數(shù)越多越好,，因?yàn)楫?dāng)激發(fā)晶片數(shù)過多時(shí),，在非聚焦區(qū)域的信號會異常的發(fā)散，尤其是對于檢測對象厚度較薄的時(shí)候,，發(fā)散更加嚴(yán)重,。
下圖是電熔 PE 管件的結(jié)構(gòu)示意圖：
將相控陣檢測圖像與真實(shí)工件結(jié)構(gòu)對應(yīng)如下：
下面是過熱 200%的檢測結(jié)果，由下圖可見,，由于過熱造成電阻絲出現(xiàn)不同程度的移位和變形,，尤其是中間的電阻絲，移位程度更加明顯,。
下面是夾銅片模擬未熔缺陷的檢測結(jié)果,，由下圖可清晰看到在電阻絲下方有一條反射信號。該信號為斷續(xù)的點(diǎn)狀信號,，原因是在它上方的電阻絲對聲束產(chǎn)生了阻擋,，因而才出現(xiàn)斷續(xù)的點(diǎn)狀信號，而且下方的信號與上面的電阻絲信號在空間上剛好是錯(cuò)位的,，也印證該說法,。
下圖是氧化層未清除的檢測結(jié)果，由截面圖顯示可見一些陰影信號,，是由于氧化層未清除的同時(shí),，由于高溫熔化，表面氧化物混在熔融的 PE 管內(nèi),，形成類似于夾渣的信號,。
下圖是由于冷焊造成的整條焊接面的未熔缺陷，可以看到整個(gè)焊接面都有斷續(xù)的信號出現(xiàn)，而斷續(xù)的信號是未熔的典型特征,。后面更深處出現(xiàn)的大量像拖尾一樣的信號是由于聲波在電阻絲和未熔界面之間多次反射產(chǎn)生的。
下圖是由于錯(cuò)位造成的未熔缺陷顯示,，可見由于 PE 管材由于未插入到位,，造成未焊接區(qū)域沒有穿過 PE 管材的底波出現(xiàn)。而 PE 管件和管材之間的界面也沒有明顯界面波的原因,，可能是由于電阻絲加熱以后造成管件的底面熔化,，底波消失。
小結(jié)：由上面不同類型缺陷顯示可知,，對于未熔,、未去氧化皮、過焊及冷焊等幾種類型的缺陷都有較好的檢出率,。
熱熔管與電熔管在焊接形式和結(jié)構(gòu)上有著很大的區(qū)別,，熱熔管焊縫類似于金屬管道的對接焊縫，因而也可以借鑒金屬管道對接焊縫的檢測方法,，比如 TOFD 聲時(shí)衍射技術(shù)在熱熔管檢測中有著較理想的檢測結(jié)果,。
下圖為熱熔焊管中的檢測結(jié)果，未見明顯的缺陷信號顯示,。
下圖為熱熔 No.2 焊管中的檢測結(jié)果,，可在 TOFD 圖像中看到明顯的缺陷信號，而且該信號可見明顯的上端點(diǎn)信號（與直通波相位相反）,，并對底波產(chǎn)生明顯擾動,，判斷為地面開口型未熔
合。
下圖為熱熔 No.3 焊管中的檢測結(jié)果,，由下圖可見根部一個(gè)明顯的缺陷信號底波為擾動,，同時(shí)上表面的直通波也受到擾動，掃查方向長度很短,，判斷該缺陷為一個(gè)貫穿孔類的缺陷,。
下圖為熱熔 No.4 焊管中的檢測結(jié)果，由下圖可見在焊縫中間部位有點(diǎn)狀密集信號出現(xiàn),，同時(shí)變形波區(qū)域也有同樣的信號指示,，懷疑該位置有密集氣孔類缺陷。
使用相控陣縱波技術(shù)檢測該熱熔焊縫,，可以清晰看到根部的幾何外形反射如下,。但由于縱波入射到底面以后產(chǎn)生波形轉(zhuǎn)換，所以使用縱波檢測技術(shù)一般不使用二次波作為缺陷判斷區(qū)域,，而只使用一次波,，所以我們此時(shí)也只關(guān)注一次波的信號變化。
下圖為熱熔焊管中的檢測結(jié)果，未見明顯的缺陷顯示,。
下圖為熱熔 No.2 焊管中的檢測結(jié)果,，可見明顯的根部未融合缺陷，由于 PE 管焊接是無坡口的對接焊縫,，所以未熔合的缺陷信號顯示為垂直方向的顯示,。
此時(shí)由于其他幾處信號顯示，經(jīng)過分析為焊縫外部的信號,，不判斷為缺陷信號,。
下圖為熱熔 No.3 焊管中的檢測結(jié)果，下圖可見明顯的缺陷信號,，且信號在深度 B 掃描圖像中的顯示為深度方向貫穿的,，且長度很短，與之前的 TOFD 檢測結(jié)果吻合,，可以判斷為貫穿孔,。
下圖為熱熔 No.4 焊管中的檢測結(jié)果，未見明顯缺陷顯示,。
小結(jié)：使用 TOFD 技術(shù)可以快速判斷 PE 熱熔管焊縫中的缺陷,，具有檢測速度快的特點(diǎn)。而使用相控陣技術(shù)也可以輔助判斷缺陷類型,。
針對 PE 管兩種焊接方式可使用不同的檢測方法進(jìn)行檢測：
1） 電熔管的檢測：可使用 0 度線性掃查的方式,，通過觀察電阻絲的信號完整性及其下方的信號判斷是否存在缺陷及缺陷類型。
2） 熱熔管的檢測：主要使用 TOFD 技術(shù)進(jìn)行缺陷掃查,，并可輔助使用相控陣技術(shù)對缺陷類型進(jìn)行詳細(xì)分析,。