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小管径钛合金管材内窥镜检测技术

来源:      2018-11-07 08:16:23      点击:

  【摘 要】本文介绍了在对一批小管径钛合金管材实施超声检验时发现大量内伤,为确定缺陷情况,对其进行内窥镜检验。本文确定了钛合金管材内窥镜检验工艺,该工艺中对内窥镜及探头的选择、灵敏度试块、被检对象表面照度等方面均按照要求进行了规定,通过该批管材内壁的内窥检验检验及样品的金相解剖结果可以证明,管材内窥镜检测技术可以为判断管材内壁腐蚀的严重程度提供重要依据。

  0 引言

  对外径为8mm,壁厚为1.5mm的钛合金管材进行超声检测,超声检测采用水浸脉冲反射法,采用的标准伤为管材内、外表面的纵向矩形槽,深度为壁厚的3%。超声检测发现50%以上的管材存在超标内伤,位置均在管材内表面附近。原技术条件未要求对管材内表面进行检测,只要求对管材外表面进行目视检测。为尽快找到缺陷类型以及产生缺陷的原因,需对该批管材补充内表面目视检查,目视检验按照要求进行,选择一些超声检测显示有缺陷处进行定位以及解剖金相实验,以此辅助判断缺陷性质。

  1 仪器设备及ASME规范要求

  1.1 内窥镜及探头选择

  钛合金管材内径仅为5mm,且管材的标称长度大于1米。因为直杆内窥镜多用于产品检测深度在500mm以内、不需要弯曲的直孔检测[1],其检测深度不能达到要求,因此未选择直杆镜进行检测。剩下光纤内窥镜及视频内窥镜可以选择,但基于以下两个原因选择视频内窥镜进行检测:

  1)光纤镜采用光导纤维进传光及导像,随着检测距离的增加,效果越来越差。另外光纤镜还存在峰房影像及黑白点混成灰色效应,而视频内窥镜采用CCD芯片将光信号转化为电模拟信号,并通过数据线缆传输,照明采用探头前端安装的LED照明,因此不会受到距离的影响,图像质量不会随距离的增加而变化。

  2)管材瓤镜检查时,对于内径均匀的管路、孔洞,所选择的探头直径一般不大于管路、孔洞内径的4/5,弯曲、内径不均匀的管路、孔洞:选择的探头直径一般不大于管路、孔洞最小内径的2/3。按照内窥镜探头的选择原则,内径为5mm钛合金管材属于内径均匀的管路,因此选择的探头直径应不大于管路内径的4/5,即为4mm。视频镜与光纤镜常规的标准探头尺寸如下:

  光纤镜通常有φ(0.64、2.4、4.1)mm

  视频镜通常有φ(3.9、5.0、6.1、7.3、8.4)mm

  从以上可以看出,可选择光纤镜的探头直径为φ2.4mm,视频镜的探头直径为φ3.9mm,在这两种直径探头同时满足要求时,应优先选择直径较大的探头,以尽可能提高观察图像的清晰度。在检测时需同时采用0°和90°两种探头进行检验,0°探头进行粗扫,若发现疑似缺陷后换同外径大小的90°探头在疑似区域进行细扫。

  综上所述,选择视频内窥镜进行此次钛合金管材内壁检测,所选择的探头直径为φ3.9mm。

  1.2 标准伤

  ASME第V卷2010的规定要求“将一种人工瑕疵,宽度等于或小于0.8mm的细线或类似的状态,放在被检物的表面或相类似的表面,在这样的表面上能够识别人工瑕疵或类似状态的位置”。 在对该批钛合金管材进外表面直接目视检验时是按照技术条件要求,使用超声标准管外表面深度为3%壁厚,宽度约为0.016mm的纵向矩形槽作为判定标准,满足ASME规范要求。对于管材内表面的内窥镜目检验(ASME中称作摇控目视检验),ASME规范中规定“遥控目视检验的分辨能力至少应和直接目视检测的分辨能力相当”。因此,按ASME规范要求,内窥镜检查的分辨能力至少应和直接目视检验的分辨能力相当,采用超声标准管内表面深度为3%壁厚,宽度为0.016mm的纵向矩形槽作为判定标准,满足ASME规范中对管材内表面探伤的分辨能力要求。