超声波无损探伤技术操作规程

huosan22

一、主要技术参数及要求：

1、钢管的尺寸范围：

外径Φ114.3 mm –Φ273.1 mm   D±1%

壁厚：6 -30mm             S±12.5%

钢管长度：6-13 m（大于12.5m的部分钢管来源于热轧线需要复探的钢管）

2、探伤前钢管表面温度≤100℃

   被测钢管弯曲度：端头≤2.5mm/m；管体≤1mm/m

   被测钢管椭圆度：0.75%D

   钢管为热轧或热处理状态，表面可有轻微氧化铁皮、麻面，且为平端无缝钢管。

3、要求有纵向、横向、分层及斜向（逆时针）（大部分斜向缺陷与钢管轴线的夹角范围在30°— 40°之间）缺陷检测功能。（现斜向暂未开通）。

4.探伤机具有全覆盖壁厚检测功能。并报告最大、平均、最小壁厚功能。壁厚检测精度不低于±0.05mm。

5、除管端盲区（≤150mm），做全覆盖检测。具良好检测自动跟踪功能。

6.、能稳定检测L2等级缺陷，具有探伤数据保存和数据管理能力。

7. 信噪比：≥10dB

8 内外缺陷检测灵敏度差：≤2dB

9. 周向灵敏度差：≤2dB

10.具备缺陷自动标识功能且标识精度为±30mm。

11.漏报率：0%。

12.误报率：≤1%

13.更换规格时间：≤30分钟

14.检测满足ASTM E213及API 5CT及API 5L标准的要求

15.纵向通道在理想人工伤上测试时的信号幅度变化不大于2dB，横向通道在理想人工伤上测试时的信号幅度变化不大于3dB 。

16.被检测材料主要为：

（1） API5CT标准中所要求的钢级：例如L80、N80、P110、C90、T95、C95、P110、Q125等；API5L标准中的钢级：例如X56、X60、X65、X70、X80等。

（2） 锅炉管等标准所规定的必须采用超声波探伤的钢管。例如20G、15CrMoG、12Cr1MoVG、10Cr9Mo1VNbN、1Cr5Mo等。

（3） 有特殊要求的钢管。

17.探伤能力：12万吨/年。见下表1。

18.典型品种的生产节奏：

Φ114：133支/h；Φ139.7:129支/h；Φ177.8： 122支/h；Φ244.5：111支/h；Φ273.1：107支/h。

表1  40通道URP350/S 旋转头系统对应规格理论探伤能力

URP350S 对应规格探伤能力（L 纵+ T横 +WT/ lam测厚/分层，以钢管间距5米计算）
编号	标准	外径	壁厚	长度	重量/只	吨/年	只/年	探伤速度。跨距7.64mm	旋转头转速	小时产能	年生产总时间
		mm	mm	m	kg/p	t/a	p/a	m/min	R/min	p/h（只/小时）	h/a
1	API 5CT	114.3	6.35	11.5	194.4	1000	5144	36.67	600	133.4	38.6
2		139.7	6.2	11.5	234.7	3000	12781	35.45	580	128.9	99.1
		139.7	7.72	11.5	288.9	30000	103826	35.45	580	128.9	805.4
		139.7	10.54	11.5	386.1	8000	20722	35.45	580	128.9	160.8
3		177.8	6.91	11.5	334.9	3000	8959	33.62	550	122.2	73.3
		177.8	9.19	11.5	439.4	15000	34135	33.62	550	122.2	279.2
		177.8	10.36	11.5	491.9	6000	12197	33.62	550	122.2	99.8
4		244.5	8.94	11.5	597.2	17400	29135	30.56	500	111.1	262.2
		244.5	11.05	11.5	731.6	6400	8748	30.56	500	111.1	78.7
		244.5	13.84	11.5	905.3	5200	5744	30.56	500	111.1	51.7
5		273.1	8.89	11.5	666.1	2200	3303	30.56	500	111.1	29.7
		273.1	10.36	11.5	771.9	1700	2202	30.56	500	111.1	19.8
		273.1	12.57	11.5	928.7	1100	1184	29.34	480	106.7	11.1
6	API 5CT	153.7	14	11.5	554.6	6000	10818	30.56	500	111.1	97.3
7		194.5	16	11.5	809.9	3000	3704	33.00	540	120.0	30.9
8		269.9	21	11.5	1482.3	1000	675	29.95	490	108.9	6.2
	小计					110000	263276				2143.8
9				11.5		10000					250
	总计					120000					2393.8

19. 能源介质要求：

a.供气：最小压力为4 bar，最小流量为100立方英寸/每分钟（1640立方厘米）。空气应尽量干燥，UNICORN提供额过滤器和注油器。

b.供水：所供水应预先经过100微米过滤器处理，最大流量为每分钟250升。如使用水经再循环系统，所供水可为普通饮用水，压力大约为2-bar或更大。

c.供电： 马达传动控制柜：380V 3-相 50Hz 35kw  额定；PLC 和控制柜： 220V 单相 20A；

电子柜：220V 单相 20A  额定：监视显示台：220V单相 5A 额定：水再循环系统（选项）：

380V 3相 50Hz 20kw 额定。

二、主要设备及技术参数：

1、URP350/S旋转头超声波探伤系统主要设备组成：

1.1..系统主要部件：URP350/S 检测（旋转）头（上为探头），夹送辊，超声波电子系统(C-MAX)，PLC电气控制系统，辅助设备。工作原理：探头旋转，钢管直线前进。即旋转探头配有装在探头组件上并固定在专用探头腔内的固定角度的超声波传感器。探头组件通过探头臂安装在可旋转面板上。 运行时，所有探头固定腔内充满水，通过探头组件下方的探靴与被检测管材表面接触，旋转面板围绕被检管材由电机驱动旋转，被检管材直线通过旋转头，完成检测。该系统用于检测外径为101 mm ~355 mm，壁厚为4-30mm的无缝钢管。系统结构见下图。

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file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-18236.pngfile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-11715.pngfile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-26040.png注：               卖方范围                买方笵围 卖方和买方范围

1.1.1． URP350/S 检测头：

URP350/S旋转探头采用液力轴承，它具备能承受重负荷及无磨损特点。液力轴承要求供给探头的水为饮用水，压力为8 bar 且最大流量为每分钟250升；探头转速为 350 – 650 转/分，通过一台变频调速器的15kW电机来实现。对101mm 和355mm 管径，探头转速分别为600转/分及350转/分；旋转头安装在一升降台上（可自动调节），使探头的轴向中心线与钢管轴向中心线对齐。升降台还支撑一伸缩台，可人工移动探头离线，便于对探头进行规格更换、维修等。探头上有48个滑环和刷子，用于传感器与电子元件之间的信号传输，传感器数量最多36个，探头传感器的配置可根据生产要求而定。当检测小管径钢管时(外径101 ~ 168mm )，使用一“稳定”辊（气动）/限制小管径钢管在进入及离开探头时的上下/左右晃动；对管径范围在101 到 355.1mm， 装配有一个探头托盘，其上有4个探头支撑臂互成90º分布。每一个支撑臂上将安装一个触靴式探头组件，在该探头组件内安装超声波传感器。每一个探头组件有配套的触靴，该触靴的曲率半径对应于被检测管材的表面曲率半径，检测一种直径的管材需要4个相同曲率的触靴； 探头支撑臂能跟踪由于管端弯曲或管子弯曲引起的钢管偏心运动，可承受的最大偏心为 ± 8mm（3米长）；探头支撑臂和探头组件的升降、离开及接触钢管是靠一个特殊的探头臂提升机械装置（衬套系统）来完成的。该提升装置的运动由计算机控制，实现在动态条件下探头组件相对管端的精确定位。每四个联用的探头组件根据检测需要，通过更换组件上部的传感器夹具，可实现检测纵伤、横伤、斜伤和测厚/分层的各种组合；使用一台独立的现场控制处理器，对现场运行情况进行连续监控，为操作员提供必要的系统数据（探头转速、每转一周的前进量等）及系统故障时报警；钢管位置编码器及光电元件也装在此机械部件上。

1.1.2.  URP350/S夹送辊：

URP350/S前后使用两对夹送辊，夹紧管子，同时尽量减少钢管、尤其管端通过旋转头时的晃动。当检测管长度为3米时，把夹送辊靠近探头并尽可能靠近，为此，Unicorn 提供配对夹送辊，安装在一共用底座的中心安装台架上。该台架支撑着通用的升降传动机械装置，该装置包含两对独立运转的夹送辊，由线性球形导向装置实行精确限动及导向；左右夹送辊与支撑架的尾臂安装在一起，并通过短冲程汽缸实行独立驱动。上、下辊呈V型，由钢制成，表面耐磨。每个下面辊由马达/齿轮箱和变级驱动器驱动。与中心台架连在一起的、且附在高度调节柱上的是距离编码器，通过接触钢管的轮来驱动。更换规格时，夹送辊的高度可自动设定，通过马达驱动器和高度识别编码器来实现。通过C-Max现场控制系统对4个单独的夹送辊进行控制。夹送辊的速度与进、出口传输控制系统相匹配（速度范围1~40米/分）。

1.1.3. 超声波电子系统(C-MAX)：

C-MAX超声波电子系统为Unicorns多通道系统。特点是：完全计算机控制，参数的设置、储存、 调用、打印、自诊断检测等。该设备还包括以下特点非常有助于探头高速旋转探伤，即： a.每个通道具有高脉冲重复频率。b.使用监视屏代替传统示波仪显示动态缺陷回波。电子元件含40个通道，安装在三个19英寸的机架上并装入一个双室的2米高的机柜内，机柜采用IP55标准密封，机柜内配有一台空调装置。

系统所属超声波检测系统包含硬件（如双室机柜、计算机子机柜 (4U)、19英寸TFT彩色显示器、超声波子机柜(6Ux5)、现场控制机柜、信号传输/前置放大装置、打印机等）；软件(如计算机操作系统 Windows XP(or Vista)、C-Max-显示软件、PC Anywhere远程操作和控制软件)和一些功能设施。带水柱探头组件和耐磨触靴的旋转探头系统克服了水箱旋转系统对受检管直径上的限制（一般直径小于 200 mm） 。当检测钢管直径小于 125 mm时，UNICORN 使用水箱系统；当直径大于 125 mm时，UNICORN 采用耐磨触靴系统。适用于下列钢管的耐磨触靴和套筒规格均为：∮114.3、∮139.7、∮153.7、∮168.3、∮177.8、∮194.5、∮219、∮244.5、∮269.9、∮273.1mm。探头入口密封板：对应钢管直径范围是：114.3～139；139.7～168.6；177.8～203.0；219.1～273mm。

1.1.4. PLC电气控制系统：

功能：旋转头旋转速度控制，探头工位控制，夹送辊及辊道速度和方向控制，系统供水控制，检测结果喷标和分选控制，规格切换控制，安全保护控制等。系统包括PLC控制机柜，触摸屏操作台（触摸屏是在操作员和设备的PLC 控制之间的主要接口），现场传感器和驱动执行机构。

1.1.5.辅助设备：

   包括3枪自动打标系统、缺陷输出信号的分拣、水控装置、控制柜、操作台等。

2．URP350/S旋转头超声波探伤系统技术参数：

URP350/S技术规范

一般技术规格
外形尺寸 (不包括升降底座)	高  1488mm 宽  1041mm 长  1487mm 重量  约2500 Kg
整个系统安装所占的空间	长度：  ≤4500mm 宽度：  ≤4500mm
探头转速范围	最小管径 (101mm)650 转/分 最大管径 (355mm)350 转/分
探头轴承类型	液力轴承
传感器数目（最多）	36个
信号传输	通过滑环
检测原理	浸入检测，采用触靴；超声剪切波角度为40°
探头臂提升机械装置	气动套筒操作 探头组件与管端的距离约为 25mm (1")
驱动马达	15KW 3 相电机 (变频驱动 )
水消耗	压力 2bar ，250 升/分
产品类型	无缝
规格范围	外径从101mm 到 355mm
壁厚范围（受检管）	直径与壁厚比率 >5.5︰1 （外径350mm，壁厚<65mm）
管端盲区 (在正常检测速度下)	纵向：           ≤120mm 横向：           ≤150mm ＋2倍管壁厚 测厚/分层：      ≤120mm 斜向：           ≤120mm
探头臂跟踪能力	钢管偏心   +/- 8mm
最高配置最大的探伤速度 (外径:114mm)	最高至 62 米/分钟 (同时进行纵向、横向、测厚/分层)
超声波检测能力	纵向、横向、斜向、分层和壁厚检测
信噪比：	≥10dB
误报率：      (通过50 次);	≤1%
漏报率:        (通过50 次).	0%
4小时后长时间运行稳定性	≤2dB
测厚/分层	100%  全长覆盖
内外缺陷检测灵敏度差	无（内外探采用独立的门限），要求≤2dB
信号幅度变化	纵向通道在理想人工伤上测试时不大于2dB，横向通道在理想人工伤上测试时不大于3dB。
测厚分辩率：	±0.05mm
喷标精度：	±30mm（自动标识）
周向灵敏度差：	≤2 dB
标定和更换规格的时间：	更换规格：    20 min 标定：        10-15min
工作计划：	3 班， 24 小时/天。

上表依据下述人工伤（算得）：

-长度： 25mm

-深度：壁厚的5%

-宽度 ≤1 mm

-壁厚/分层    刻槽：              ≥2×1 英寸

-壁厚/分层    刻槽的深度：   ≥12.5% 壁厚

三、操作：

1、探伤前的准备工作：

（1）对被检测钢管的要求

a、钢管的弯曲度：管体≦10mm，管端≦2.5mm/m。

b、管体应是光滑的，不能有外翻折叠和破口，以免损伤探头。

（2）操作人员应首先了解上班的生产情况。了解本班探伤钢管的品种、规格、材质、根据按炉送钢传递纸牌的标准，探伤机样管校验与本班钢管的品种、规格、材质是否一致。

（3）如果上班生产的规格和本班生产的材质和规格不一致时，需对整个规格做工具更换，并重新校验探伤机（用相同规格的样管校验，连续3次通过主机，人工伤能报警）。

（4）查看各传动系统

a、夹送辊的工作是否正常。

b、探头纵、横向工作是否正常。

c、标记气阀工作是否正常。

d、上下料的气阀工作是否正常。

e..其它辅助设备和电控系统是否正常。

2、操作顺序：

(1)开循环水及藕合水，开主气源及各点气源、并调至适当气压；

（2）开主电源，再将电控柜、议器柜、操作面板、計算机电源依次打开。

（3）打开电脑、打开探伤仪，运行超声探伤計算机软件

a、开启超声波探伤仪开关，使仪器稳定数分钟。

b、开启电脑，打开超声波探伤文件，检查各参数。

（4）检查并确保标记装置正常。

（5）检查探伤过程

a、检查传动系统的机械传动。

b、检查探伤仪对样管人工伤的探伤效果，以便校正仪器各参数。连续探伤4小时后，应用样管校验设备，其灵敏度不得大于2dB。

c、电子系统的自动控制是否正常。

d、检查钢管上下料能否正常翻转。

e、电气控制系统的自动控制是否正常

（6）换规格和调整：

a.根据所探钢管规格、标准，选择合适探伤模式和参数；

b.更换探靴、挡水板，并调整高度；

c.调节喷枪位置，检查其工作是否正常；

d. 调节主机、夹送辊等高度。

e.对于壁厚低于8mm的钢管检测，由于探头声束宽度的原因，将不能区分内外伤。如果在此情况下，要求区分内外伤，可使用12mm晶片长的探头，它可以区分5mm厚的钢管的内外伤，其-3db处的声束宽度为~8/9mm，这样检测的速度将相应降低。

f. 套筒更换，操作员需要十分注意如下三项：

1)  更换规格时，确保套筒的规格正确，并紧固每一颗螺钉；

2) 检查每个臂上的碳化钨撞击块没有折断或没有磨损过头，否则更换；

3) 所有探臂高度设置在正确的高度，以保证套筒和撞击块正确结合。

g. 一般纵向和横向探头的频率为4MHz。当钢管表面非常粗糙，有很多坚硬的氧化铁皮时， 可能需要减小探头的频率，以减小探头对于表面小缺陷的敏感性，减少误报率。 对于钢管壁厚大于8mm，表面状态不太好的情况下，可选用2.5MHz的探头。

h. 纵伤的管端盲区通常在125-150mm之间，横伤的盲区在150-200mm之间。这些值，操作员可以通过PLC触摸屏增加这个长度。如果需要更短的管端盲区（约25-75mm），则需要在PLC上选择管端减速功能来实现。

i.旋转头系统允许钢管一定弯曲度，对于超出该值的钢管，系统不能保证准确检测，因为探头块不能一直接触到钢管。对于管端有非常严重的卷曲的钢管，建议不要让其进入检测系统，因为有可能损坏探头组件。

j.旋转头可以检测热处理后的钢管， 如果钢管有很严重的氧化皮，系统仍然可以检测，但是噪声会变得相当高。在这些情况下，可能需要增加连续触发次数值以减低误报。

四、关机：

1.停辊道，停水(水为旋转头轴承和超声波信号的耦合使用)；

2.退出超声探伤软件程序；

3.依次关操作台探伤仪、計算机、仪器柜、电控柜电源；

4.关闭总电源和总气阀及水阀。

五．设备安全：

1.要进入旋转头的内部只能用 操作台上的Castell 联锁系统钥匙打开检修门，Castell 系统钥匙只有当安全钥匙从中央系统中取出后才有效，此措施能确保旋转头、套筒及输送装置的运动被禁止。 旋转头的离线操作也依靠同样的有效的Castell 系统钥匙。

2.如果紧急停机或停电，旋转头内的套筒保持其当前状态，即，进、出与否取决于紧急停机或停电时它的位置。

3.输送装置的前/后运动只有在探头旋转（大于最低速度）或离线时才进行。 在手动控制下（密码保护）如果管材必须从检测头内移出，这种连锁保护可以解除。

  4. 更换规格后或长时间停工后，操作员在让钢管进入系统之前，需要仔细检查以下项目，以避免设备损坏。

a.  检查滚轮是否移动到正确高度；

b. 检查待检钢管与旋转头是否同心；

c. 检查是否安装了正确尺寸的套筒；

d.检查四个探臂高度设置正确，用规定扭矩固定好否；

e. 检查撞击块情况，如需则更换；

f.检查安装是否正确规格的探靴；

g.检查探头电缆情况，如需则更换；

h.检查刮水板规格正确与否；

i. 对于小管径钢管的检测，检测是否安装了稳心装置，并且气路连接正确；

j. 探臂，导筒线性轴承打油；

k. 检查水流水压是否正确。

wangzhewang2010

谢谢楼主好好学习学习。
谢谢楼主无私奉献，望能多学习一点知识