凌晨兩點(diǎn),市政燃?xì)鈸屝蕃F(xiàn)場仍燈火通明。焊工老李蹲在管溝旁,盯著剛焊完的DN200鋼塑轉(zhuǎn)換接頭直皺眉:焊縫根部隱約發(fā)黑,卻拿不準(zhǔn)是氧化色還是未熔合。若割開復(fù)檢,整條支管要停輸六小時(shí);放任不管,又擔(dān)心日后漏氣。兩難之間,無損檢測成了唯一出路。
一、鋼塑轉(zhuǎn)換接頭為何“嬌氣”
鋼塑轉(zhuǎn)換接頭一端為碳鋼,一端為PE,通過電熱熔套筒完成過渡。鋼材導(dǎo)熱快,PE熔體黏度高,兩者熱膨脹系數(shù)相差近十倍,焊接界面極易出現(xiàn)冷焊、虛焊、孔洞三大缺陷。更麻煩的是,PE側(cè)熔深僅0.5 mm~1 mm,缺陷尺寸常小于0.2 mm,肉眼無法識(shí)別,傳統(tǒng)壓力試驗(yàn)又無法定位微漏點(diǎn)。
二、無損檢測三劍客
1. 射線檢測(RT)
用160 kV便攜式X射線機(jī),配合數(shù)字成像板,5 min即可成像。對(duì)鋼側(cè)未焊透、PE側(cè)夾雜檢出率≥90%。但射線對(duì)面積型缺陷不敏感,且需撤場半徑30 m,城市街巷難以施展。
2. 相控陣超聲(PAUT)
選用5 MHz 32晶片柔性楔塊,一次掃描可覆蓋鋼-PE界面全部熔寬。通過設(shè)置扇掃角度35°~70°,能把
3. 衍射時(shí)差法(TOFD)
在PE側(cè)布置一對(duì)2 MHz寬帶探頭,利用尖端衍射信號(hào)測量缺陷高度。對(duì)埋藏0.5 mm以上的孔洞,誤差≤0.1 mm。TOFD還能給出缺陷在壁厚方向的精確位置,為后續(xù)銑刀挖補(bǔ)提供坐標(biāo)。缺點(diǎn)是表面盲區(qū)約1 mm,需與PAUT互補(bǔ)。
三、現(xiàn)場作業(yè)七步法
1. 表面處理:用80目砂紙打磨焊縫兩側(cè)各150 mm,粗糙度Ra≤6.3 μm,避免耦合不良。
2. 溫度補(bǔ)償:PE彈性模量隨溫度變化大,檢測前用紅外測溫槍記錄表面溫度,若
3. 探頭選型:鋼側(cè)用5 MHz 45°橫波斜探頭,PE側(cè)用2 MHz縱波直探頭,楔塊曲率與管外徑匹配,間隙≤0.5 mm。
4. 掃描速度:PAUT≤50 mm/s,TOFD≤30 mm/s,防止漏檢。
5. 缺陷評(píng)判:依據(jù)SY/T 0443-2018,冷焊反射波幅≥DAC-6 dB即判廢;氣孔直徑>1 mm需返修。
6. 數(shù)據(jù)存檔:將原始A掃、B掃、TOFD圖像打包成DICONDE格式,上傳云端,10年后仍可追溯。
7. 修復(fù)驗(yàn)證:銑刀挖除缺陷后,用同參數(shù)二次檢測,直至無超標(biāo)信號(hào)。
四、典型案例
蘇州某天然氣公司去年應(yīng)用PAUT+TOFD組合檢測1 372道鋼塑轉(zhuǎn)換接頭,發(fā)現(xiàn)32處超標(biāo)缺陷,一次返修合格率由92%提升到99.3%,節(jié)約停輸時(shí)間168小時(shí),減少天然氣放空約8萬標(biāo)方,直接經(jīng)濟(jì)效益超60萬元。
五、未來趨勢
隨著PE100-RC、PE-Xa等耐裂紋材料普及,缺陷尺寸將進(jìn)一步縮小。下一步,可將全矩陣捕獲(FMC)與人工智能結(jié)合,通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)識(shí)別0.1 mm級(jí)微裂紋,實(shí)現(xiàn)鋼塑轉(zhuǎn)換接頭焊接質(zhì)量“零缺陷”交付。
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