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熔及熱熔 PE 管檢測(cè)應(yīng)用報(bào)告
電熔焊管，管體外徑 110mm，壁厚 6.5mm；套管直徑 130mm，套管兩端內(nèi)預(yù)埋電阻絲。
熱熔焊管，管體外徑 308mm，壁厚 18mm。
主機(jī)：Omniscan MX2 32:128 超聲相控陣設(shè)備，可進(jìn)行相控陣和 TOFD 檢測(cè)
電熔焊管的檢測(cè)：使用 5MHz，128 晶片超聲相控陣探頭，0 度線性檢測(cè)套管與母管的焊接區(qū)
域；
熱熔焊管的檢測(cè)：主要推薦使用 2.25MHz 專用 TOFD 探頭和注水楔塊，也可用專用注水相控
陣探頭和楔塊進(jìn)行補(bǔ)充檢測(cè)。
首先要對(duì)檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，找到檢測(cè)設(shè)置，而其中最主要的影響因素就是一次激發(fā)晶片數(shù)和聚焦深度。
下圖是激發(fā) 32 晶片，聚焦深度 10mm，可以看到電阻絲的信號(hào)。
下圖是激發(fā) 32 晶片，聚焦深度 12mm，可以看到電阻絲的信號(hào)，且比聚焦 10mm 時(shí)的信號(hào)更加清晰完整。
下圖是激發(fā) 32 晶片，聚焦深度 14mm，可以看到電阻絲的信號(hào)，但比聚焦 12mm 時(shí)的信號(hào)略差。
下圖是激發(fā) 32 晶片，聚焦深度 17mm，可以看到電阻絲的信號(hào)，但信號(hào)清晰度較差。
小結(jié)：由上面結(jié)果可見，在使用 32 晶片激發(fā)時(shí)，聚焦深度的設(shè)置對(duì)電阻絲的成像結(jié)果有一定
影響，因此在工藝設(shè)置時(shí)盡量將聚焦深度設(shè)置在靠近電阻絲的深度上，使其能夠呈現(xiàn)出更加清晰完整的電阻絲形狀。
下面是聚焦深度固定，而改變激發(fā)晶片時(shí)的檢測(cè)結(jié)果。
激發(fā) 32 晶片時(shí)的檢測(cè)結(jié)果如下：
激發(fā) 16 晶片時(shí)的檢測(cè)結(jié)果如下：
激發(fā) 8 個(gè)晶片時(shí)的檢測(cè)結(jié)果如下：
小結(jié)：32 晶片激發(fā)相比于更少晶片激發(fā)，對(duì)于分辨電阻絲這樣的細(xì)微的反射體有利，但并不是激發(fā)晶片數(shù)越多越好，因?yàn)楫?dāng)激發(fā)晶片數(shù)過多時(shí)，在非聚焦區(qū)域的信號(hào)會(huì)異常的發(fā)散，尤其是對(duì)于檢測(cè)對(duì)象厚度較薄的時(shí)候，發(fā)散更加嚴(yán)重。
下圖是電熔 PE 管件的結(jié)構(gòu)示意圖：
將相控陣檢測(cè)圖像與真實(shí)工件結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)如下：
下面是過熱 200%的檢測(cè)結(jié)果，由下圖可見，由于過熱造成電阻絲出現(xiàn)不同程度的移位和變形，尤其是中間的電阻絲，移位程度更加明顯。
下面是夾銅片模擬未熔缺陷的檢測(cè)結(jié)果，由下圖可清晰看到在電阻絲下方有一條反射信號(hào)。該信號(hào)為斷續(xù)的點(diǎn)狀信號(hào)，原因是在它上方的電阻絲對(duì)聲束產(chǎn)生了阻擋，因而才出現(xiàn)斷續(xù)的點(diǎn)狀信號(hào)，而且下方的信號(hào)與上面的電阻絲信號(hào)在空間上剛好是錯(cuò)位的，也印證該說法。
下圖是氧化層未清除的檢測(cè)結(jié)果，由截面圖顯示可見一些陰影信號(hào)，是由于氧化層未清除的同時(shí)，由于高溫熔化，表面氧化物混在熔融的 PE 管內(nèi)，形成類似于夾渣的信號(hào)。
下圖是由于冷焊造成的整條焊接面的未熔缺陷，可以看到整個(gè)焊接面都有斷續(xù)的信號(hào)出現(xiàn)，而斷續(xù)的信號(hào)是未熔的典型特征。后面更深處出現(xiàn)的大量像拖尾一樣的信號(hào)是由于聲波在電阻絲和未熔界面之間多次反射產(chǎn)生的。
下圖是由于錯(cuò)位造成的未熔缺陷顯示，可見由于 PE 管材由于未插入到位，造成未焊接區(qū)域沒有穿過 PE 管材的底波出現(xiàn)。而 PE 管件和管材之間的界面也沒有明顯界面波的原因，可能是由于電阻絲加熱以后造成管件的底面熔化，底波消失。
小結(jié)：由上面不同類型缺陷顯示可知，對(duì)于未熔、未去氧化皮、過焊及冷焊等幾種類型的缺陷都有較好的檢出率。
熱熔管與電熔管在焊接形式和結(jié)構(gòu)上有著很大的區(qū)別，熱熔管焊縫類似于金屬管道的對(duì)接焊縫，因而也可以借鑒金屬管道對(duì)接焊縫的檢測(cè)方法，比如 TOFD 聲時(shí)衍射技術(shù)在熱熔管檢測(cè)中有著較理想的檢測(cè)結(jié)果。
下圖為熱熔焊管中的檢測(cè)結(jié)果，未見明顯的缺陷信號(hào)顯示。
下圖為熱熔 No.2 焊管中的檢測(cè)結(jié)果，可在 TOFD 圖像中看到明顯的缺陷信號(hào)，而且該信號(hào)可見明顯的上端點(diǎn)信號(hào)（與直通波相位相反），并對(duì)底波產(chǎn)生明顯擾動(dòng)，判斷為地面開口型未熔
合。
下圖為熱熔 No.3 焊管中的檢測(cè)結(jié)果，由下圖可見根部一個(gè)明顯的缺陷信號(hào)底波為擾動(dòng)，同時(shí)上表面的直通波也受到擾動(dòng)，掃查方向長(zhǎng)度很短，判斷該缺陷為一個(gè)貫穿孔類的缺陷。
下圖為熱熔 No.4 焊管中的檢測(cè)結(jié)果，由下圖可見在焊縫中間部位有點(diǎn)狀密集信號(hào)出現(xiàn)，同時(shí)變形波區(qū)域也有同樣的信號(hào)指示，懷疑該位置有密集氣孔類缺陷。
使用相控陣縱波技術(shù)檢測(cè)該熱熔焊縫，可以清晰看到根部的幾何外形反射如下。但由于縱波入射到底面以后產(chǎn)生波形轉(zhuǎn)換，所以使用縱波檢測(cè)技術(shù)一般不使用二次波作為缺陷判斷區(qū)域，而只使用一次波，所以我們此時(shí)也只關(guān)注一次波的信號(hào)變化。
下圖為熱熔焊管中的檢測(cè)結(jié)果，未見明顯的缺陷顯示。
下圖為熱熔 No.2 焊管中的檢測(cè)結(jié)果，可見明顯的根部未融合缺陷，由于 PE 管焊接是無坡口的對(duì)接焊縫，所以未熔合的缺陷信號(hào)顯示為垂直方向的顯示。
此時(shí)由于其他幾處信號(hào)顯示，經(jīng)過分析為焊縫外部的信號(hào)，不判斷為缺陷信號(hào)。
下圖為熱熔 No.3 焊管中的檢測(cè)結(jié)果，下圖可見明顯的缺陷信號(hào)，且信號(hào)在深度 B 掃描圖像中的顯示為深度方向貫穿的，且長(zhǎng)度很短，與之前的 TOFD 檢測(cè)結(jié)果吻合，可以判斷為貫穿孔。
下圖為熱熔 No.4 焊管中的檢測(cè)結(jié)果，未見明顯缺陷顯示。
小結(jié)：使用 TOFD 技術(shù)可以快速判斷 PE 熱熔管焊縫中的缺陷，具有檢測(cè)速度快的特點(diǎn)。而使用相控陣技術(shù)也可以輔助判斷缺陷類型。
針對(duì) PE 管兩種焊接方式可使用不同的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)：
1） 電熔管的檢測(cè)：可使用 0 度線性掃查的方式，通過觀察電阻絲的信號(hào)完整性及其下方的信號(hào)判斷是否存在缺陷及缺陷類型。
2） 熱熔管的檢測(cè)：主要使用 TOFD 技術(shù)進(jìn)行缺陷掃查，并可輔助使用相控陣技術(shù)對(duì)缺陷類型進(jìn)行詳細(xì)分析。