在焊管的制造和使用過程中，為保證焊縫質(zhì)量而進(jìn)行的無損檢測是尤為重要的。 焊管常用的無損檢測方法有：適用于距焊管表面5mm以上的離線全管體漏磁探傷、渦流探傷和超聲波探傷；驗(yàn)證距焊管表面5mm以上焊接質(zhì)量的在線漏磁探傷和渦流探傷；適用于厚壁焊管的離線焊縫全管體超聲波探傷；驗(yàn)證厚壁焊管焊接質(zhì)量的超聲波探傷。 

一、焊管全管體漏磁探傷

漏磁探傷是指鐵磁材料被磁化后，其表面和近表面缺陷在材料表面形成漏磁場，通過檢測漏磁場發(fā)現(xiàn)缺陷的無損檢測技術(shù)。 

漏磁探傷對(duì)管材的表面狀態(tài)要求不高，檢出深度較大，在國外的焊管檢測中被大量使用，國內(nèi)特別是石油用焊管的檢測也已普遍采用。 

在生產(chǎn)檢測中，曾出現(xiàn)過漏磁探傷檢測不出焊管透壁大孔洞的現(xiàn)象，除了管理及人員因素外，這與儀器、探頭性能及缺陷尺寸形狀等都有關(guān)系。

影響焊管全管體漏磁探傷精度的主要因素有以下幾點(diǎn)：

（1）磁化強(qiáng)度

當(dāng)磁化強(qiáng)度較低時(shí)，漏磁場偏小，且增加緩慢；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到飽和值的80%左右時(shí)，缺陷漏磁場的峰值隨著磁化強(qiáng)度的增加會(huì)迅速增大，但當(dāng)鐵磁材料進(jìn)入磁飽和狀態(tài)時(shí)，外界磁化強(qiáng)度的增大對(duì)缺陷磁場強(qiáng)度的影響不大。 因此，磁路的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能使被測材料達(dá)到近飽和磁化狀態(tài)。 

（2）缺陷的方向、位置和尺寸。

缺陷的方向?qū)β┐艡z測精度的影響很大，當(dāng)缺陷主平面與磁化磁場方向垂直時(shí)，產(chǎn)生的漏磁場最強(qiáng)。 

同樣的缺陷位于管道表面時(shí)漏磁場最大，且隨著埋藏深度的增大而逐漸減小，當(dāng)埋藏深度足夠大時(shí)，漏磁場將趨于零。

因此，可以用來檢測的焊管壁厚一般為6~15mm；降低靈敏度的情況下，可檢測壁厚為20mm。 

缺陷的尺寸大小對(duì)漏磁場影響也很大，當(dāng)缺陷寬度相同而深度不同時(shí)，漏磁場隨著缺陷深度的增加而增大，在一定范圍內(nèi)兩者近似成直線關(guān)系。

缺陷寬度對(duì)漏磁場的影響并非單調(diào)變化，在缺陷寬度很小時(shí)，隨寬度的增大漏磁場有增加的趨勢；但當(dāng)寬度較大時(shí)，寬度增大，漏磁場反而緩慢下降。 

（3）提離值

當(dāng)提離值超過裂紋寬度的2倍時(shí)，隨著提離高度的增加，漏磁場強(qiáng)度迅速下降。

傳感器支架的設(shè)計(jì)必須使探頭在被檢測鋼管表面掃查時(shí)的提離值保持恒定，一般要小于2mm，常取1mm。

（4）探傷速度

在探傷過程中應(yīng)盡量保持勻速進(jìn)行，速度不同會(huì)造成漏磁信號(hào)形狀不同，但一般不至于造成誤判。

（5）焊管表面質(zhì)量

焊管表面的油漆等涂層厚度對(duì)探傷靈敏度的影響非常大，隨著涂層厚度的增加，探傷靈敏度急劇下降。

從目前的儀器性能來看，當(dāng)涂層厚度≥6mm時(shí)，已經(jīng)無法獲得有效的缺陷識(shí)別信號(hào)。

焊管表面粗糙度的不同使傳感器與被檢表面的提離值發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，從而會(huì)影響探傷靈敏度的一致性，另外還會(huì)引起系統(tǒng)振動(dòng)而帶來噪聲，所以要求被檢測焊管表面應(yīng)盡量光滑平整。

焊管表面的氧化皮和鐵銹等雜物，也可能在探傷過程中產(chǎn)生偽信號(hào)，應(yīng)及時(shí)確認(rèn)或復(fù)檢。

二、焊管全管體渦流探傷

渦流探傷方法的特點(diǎn)有：

①不需要耦合劑，可以非接觸進(jìn)行；

②探傷速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)在線生產(chǎn)(可達(dá)3 m/s，正常生產(chǎn)時(shí)為2m/s），另外調(diào)整和更換規(guī)格時(shí)間短（一般為10～20min）；

③可以對(duì)高溫焊管焊縫進(jìn)行檢測；

④探傷結(jié)果可靠性高。由于渦流探傷速度快 ，穿過式線圈渦流探傷法多年來廣泛用于檢測焊管質(zhì)量，特別是其致密性，但難以檢測出鐵磁性焊管焊縫中的縱向裂紋。

因此 在高標(biāo)準(zhǔn)的渦流探傷中 ，一般采用探針式線圈渦流探傷法。對(duì)于焊管焊縫中常常產(chǎn)生的 “內(nèi)毛刺吸附 ”，渦流探傷設(shè)備往往會(huì)誤報(bào)為缺陷 。

頻繁出現(xiàn)渦流探傷過程中內(nèi)毛刺因電磁力吸附在焊縫上，離開渦流磁場后鋼管接觸自動(dòng)消磁裝置，沒有磁力吸引后內(nèi)毛刺自動(dòng)掉落 ，再進(jìn)行手工復(fù)探又沒有缺陷顯示的尷尬問題。 

由于趨膚效應(yīng)的影響，隨著被檢焊管與檢測線圈之間距離的增加，其檢測靈敏度將逐漸減小，因此，對(duì)于同樣大小的缺陷，處于管內(nèi)壁所反映出來的信號(hào)幅度將小于管外壁上的缺陷 。 

焊管全管體渦流探傷設(shè)備在探測焊管外表面和內(nèi)表面缺陷方面的能力，是由多種因素所決定的，但最主要的還是取決于被檢焊管的壁厚和渦流激勵(lì)頻率及磁飽和強(qiáng)度；

同時(shí)，在選擇儀器參數(shù)時(shí)，還應(yīng)考慮被檢焊管導(dǎo)電率和導(dǎo)磁率等物理參數(shù)對(duì)渦流探傷精度的影響。

三、焊管全管體超聲波探傷

焊管全管體超聲波探傷主要分為直接接觸法和液浸法。

（1）直接接觸法

超聲波探頭與試件探測面之間涂有很薄的耦合劑層，因此可以看作兩者直接接觸。直接接觸法操作方便，探傷圖形較簡單，判斷 容易，檢出缺陷靈敏度高，是實(shí)際探傷中使用最多的方法。但該方法對(duì)被檢測試件探測面的精度要求較高 。

（2）液浸法

將超聲波探頭和工件浸于液體中以液體作耦合劑進(jìn)行探傷的方法，稱為液浸法。耦合劑可以是油，也可以是水。液浸法又分為全浸沒式和局部浸沒式。

該方法適用于表面粗糙的試件，探頭不易磨損，耦合穩(wěn)定，探測結(jié)果重復(fù)性好，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化探傷。

不過液浸法中聲波在管壁中的傳播衰減是很嚴(yán)重的，一個(gè)較好的解決方案是以水膜法代替水浸法進(jìn)行聲耦合。

四、焊管焊縫超聲波探傷

（1）焊縫離線探傷 

焊管由傳輸輥道送到探傷區(qū)，升起旋轉(zhuǎn)托輥，將鋼管焊縫在托輥上手動(dòng)旋轉(zhuǎn)至焊縫某點(diǎn)位置。 

探傷小車運(yùn)行，各組探頭按順序延時(shí)下落在焊管上，探傷用耦合劑為焊管生產(chǎn)線的乳化液，接受傳感信號(hào)自動(dòng)噴淋在焊縫及兩側(cè) 。

因?yàn)槌暡x線系統(tǒng)布置于水冷和空冷后，焊縫偏離的影響變得很重要，所以在焊縫離線探傷中，焊管焊縫縱向線狀缺陷檢測采用兩組共6個(gè)探頭，每組3個(gè)探頭，分布在焊縫兩側(cè)，雙向檢測，共占用6個(gè)通道，在焊縫扭轉(zhuǎn)(偏離)15mm范圍內(nèi)均可正常探傷。 

單個(gè)縱向探頭探傷覆蓋范圍為焊縫垂直方向12.7mm(焊縫兩側(cè)各6.4mm)，在焊縫垂直方向12.7mm寬的區(qū)域內(nèi)焊縫厚度(最大 13.72mm)方向無盲區(qū)覆蓋。

焊縫橫向線狀缺陷及點(diǎn)狀缺陷檢測也要考慮鋼管焊縫的少量扭轉(zhuǎn)(偏離)。

因此采用兩組6個(gè)探頭，每組3個(gè)探頭，前后分布，即使焊縫扭轉(zhuǎn)（偏離），探頭也始終能覆蓋探傷區(qū)，由于覆蓋區(qū)域?qū)挘蓪?duì)焊縫左右5mm進(jìn)出掃查，達(dá)到全焊縫覆蓋雙向檢測，更好地保障了探傷質(zhì)量控制精度，橫向探頭共占用6個(gè)通道。設(shè)備總計(jì)占用12個(gè)通道。 

為了防止探頭磨損，盡量減少探頭與焊管直接接觸，鋼管企業(yè)與探傷設(shè)備生產(chǎn)研發(fā)機(jī)構(gòu)共同設(shè)計(jì)研究了探靴與探頭套的升級(jí)改進(jìn)。

在探傷設(shè)備的升級(jí)中，已有大部分焊管生產(chǎn)廠采用以離線探傷PLC+工控機(jī)的控制模式，提高設(shè)備控制精度，避免管端盲區(qū)，探傷系統(tǒng)大多采用成對(duì)探頭實(shí)現(xiàn)耦合監(jiān)測，2個(gè)探頭組成一對(duì)，對(duì)稱位于焊縫的兩側(cè)，且觸發(fā)時(shí)間不同。 

其中一個(gè)在重復(fù)頻率周期時(shí)觸發(fā)，而另一個(gè)則延遲1/2重復(fù)頻率周期才觸發(fā)。

若耦合良好，在重復(fù)頻率周期時(shí)這一對(duì)探頭中的一個(gè)應(yīng)該能接收到另一個(gè)的發(fā)射信號(hào)。 

這種“分時(shí)互耦合監(jiān)測”方法，可節(jié)省探傷速度和缺欠反饋時(shí)間，更準(zhǔn)確及時(shí)地監(jiān)控缺陷位置和大小，提高探傷效率。 

（2）焊縫手工探傷 

離線焊縫探傷檢測出的缺陷的嚴(yán)格判定需要采用手工探傷進(jìn)行確認(rèn)。

手工復(fù)探確認(rèn)前應(yīng)對(duì)焊縫及探傷表面進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，外觀質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，焊縫兩側(cè)及探傷面的形狀應(yīng)不影響缺陷的檢測，否則應(yīng)做修磨；探傷檢驗(yàn)員必須對(duì)檢測設(shè)備進(jìn)行檢查，儀器的擱置位置、方向是否正確，耦合劑、檢測接頭是否正確。

手工復(fù)探開始前要對(duì)探傷設(shè)備做校驗(yàn)，第一次校驗(yàn)后隔3～4h再進(jìn)行第二次校驗(yàn)，檢測結(jié)束時(shí)再次對(duì)探傷設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)。 

焊縫位置對(duì)正后，在焊縫兩側(cè)涂上耦合劑(乳化液)進(jìn)行正式探傷；焊縫探傷不合格的鋼管，在有缺陷處做好標(biāo)記，并做好詳細(xì)記錄 。