管线内有水对UT检测结果的影响
浏览量:4415次发布时间:2020年05月14日
现场检测施工中,经常遇到管线打压以后,管线内有存水现象。众所周知,存水对于射线检测是有影响的,底片比无水管线要白,那么管线内有存水对于超声波检测是否有影响?根据众多检测者的疑惑以及小编的疑惑,决定根据所学理论知识进行分析及实验验证。
一、采用横波检测的影响分析:
1、对于管线内存水采用横波检测的影响(理论分析):
①由于液体和气体只能承受压应力,不能承受剪切应力,因此液体和气体中只能传播纵波,不能传播横波和表面波。
②如图1所示为横波倾斜入射值钢和空气界面(由于横波只能在固体介质中传播,此处适用于钢/水界面),横波声压反射率为γss=(Prs/Pos),随着横波入射角αs从0变化到33.2°,声压发射率逐渐降低,降至20%,当αs≥33.2°时,横波声压反射率恒为1(100%),那么说明横波入射至底面的入射角度αs≥33.2°时,横波全发射,对于定量影响为0。
图1. 横波倾斜入射至钢/空气界面
根据以上理论认为:管内存水,对于横波斜探头检测无影响。
2、对于管内存水横波检测实验验证:
①检测系统:CTS-9009PLUS、5P6*6K2探头(实测K值1.86;前沿:6mm);
②试块选择:对比试块采用GS-3,φ89*13mm模拟试管(内含根部未焊透缺陷)
③对检测系统调节(扫描基线、K值、前沿、DAC灵敏度),灵敏度为:评定线:φ2*20-20dB,定量线:φ2*20-14dB;判废线:φ2*20-8dB。
④首先对管内(无水状态)未焊透缺陷进行检测,并对结果记录;再将φ89*13mm模拟试管,置于水盆中,使其管内部充满水,针对管内(有水状态)未焊透缺陷(同一位置)进行检测,对检测结果记录。最后把两个检测结果进行比对,检测结果见表1。
3、实验结论:
根据以上实验结果得出结论,管内有存水,对于横波斜探头检测结果无影响,定位、定量均与无水状态下检测一致。管内有水不影响横波检测的定位及定量。
二、采用纵波检测的影响分析:
1、对于管线内存水采用纵波检测的影响(理论分析):
采用纵波垂直入射,影响声压反射率的主要因素为声阻抗差异,现分析直探头0度纵波垂直入射至钢水界面,钢的声阻抗为Z1=4.5×106g/cm2·s,水的声阻抗为Z1=0.15×106g/cm2·s,那么根据公式计算:
r(声压反射率)=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)=-0935;
t(声压透射率)= 2Z2/(Z2+Z1)=0.065;
根据以上计算结果,声压发射率为93.5%,那么假设探头置于无水工件上,底面反射波降至80%FSH,增益值为50dB。那么当探头置于有工件上,底面反射波降至80%FSH,增益值为50+50*0.065=53.25dB。
2、对于管线内存水采用纵波检测的实验:
①检测系统:CTS-9009PLUS、5Pφ8直探头;
②试块选择:大平底试块(12mm、50mm、100mm、150mm);
③对检测系统调节(扫描基线);
④首先分别对大平底试块(无水状态)进行检测,将波幅降至80%并对灵敏度及深度记录;再将大平底试件分别置于水盆中,使其底面充满水,对试块进行检测,对当量及深度记录。最后把两个检测结果进行比对,检测结果见表2。
3、实验结论:
查看表2可发现,有水工件灵敏度小于等于无水状态下灵敏度(增益值大意味着声压反射率低,灵敏度低),其中检测12mm厚板实验结果较接近理论值,其他数据均不接近理论值。结果原因分析:第一种可能性,实验过程中探头采用人为把持(无法保持施加压力一致);第二种可能性理论计算值较实验结果偏大,实际运用中声压反射率高于93.5%。依据实验结果认为管内存水对于0度纵波垂直入射影响较小(可以忽略)。
三、综述:
上述实验仅为管内存有静态水,由于实验室条件有限,无法测定管内通流体介质及管内有一定压力的情况下的实验数据。