管材缺陷的划分及超声波探伤方法的选择
2004年5月
分层
横伤
纵伤 斜伤 上图表示了无缝钢管中存在的四种典型缺陷。 根据管材的生产工艺，存在的主要缺陷一般都在轧制方向上，即纵伤(与管轴成0度或某一较小固定角)，出现横伤(90度)和出现斜伤（某个角度）的可能性较小。
国标（无缝钢管超声波探伤检验方法GB/T5777-1996）和大多数的国际标准对纵伤检测有强制要求，横伤检测与否由管材供需双方协定，对斜伤（某个角度）检测和分层检测则没有要求。但分层检测和测厚一般为同一探头或通道完成，不对检测速度带来附加影响。
以纵伤检测速度为基准，只增加横伤或斜伤检测，速度将下降约40－50％。同时增加横伤和斜伤检测，速度将下降约70－90％。因此，在工厂的在线检测方式一般为纵伤、横伤、测厚/分层检测（或纵伤、斜伤、测厚/分层检测）。而要同时检测纵伤、横伤、斜伤、测厚/分层时，一般采用离线方式。就系统配置而言可同时配置纵伤、横伤、斜伤、测厚/分层检测功能，但在使用时一般按照管材用户的检测要求设置，大多数情况下，工业级用户均不要求进行斜伤检测。
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管材超声探伤的扫描方式见下表：
探头运动方式 探头螺旋式移动 探头固定不动 被检管件运动方式 固定 螺旋式移动(旋转同时线性前进) 管材旋转 说明 探头运动方式难以实现。已不采用。 管件运动方式难以实现。对被检管件运动的稳定性要求高，检测速度慢。误检率高，能耗高，已很少采用。 对被检管件旋转的稳定性要求高；对管材直度要求高，以防止其在辊道上旋转时产生跳动，使超声波信号失真。探伤结果可靠性较差（误检率、漏检率较高）。用户辅机费用大，检测系统占用安装空间大，探伤速度慢，操作较难。年产量小于5万吨。已很少采用。 1． 多个探头机械式固定在一个旋转园盘上围绕钢管旋转，探头与钢管无任何接触，超声波通过同时旋转的水箱中的水耦合到钢管上。钢管的圆心必须与探头旋转的圆心重合。 2． 相控阵超声波方式，即探头排列成一个园环，钢管通过园环的内部，且中心重合，通过电子顺序触发探头的方式，实现电子旋转扫描钢管圆周。钢管的圆心必须与探头旋转的圆心重合。 3． 探靴接触随动方式，结果可靠性高，误检率、漏检率很低，操作简单，已推广采用。使用探靴接触随动方式的原因是：上述1和2对钢管直度要求很高，通过实践证明其难以满足中大直径的热轧钢管弯曲度的要求。 探头直进式移动 探头原地围绕钢管旋转 管材直进式移动
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管材自动探伤方法比较（修改）
管材自动探伤方法主要有超声波、涡流、漏磁三大方法。因涡流探伤方法只能用于管径小于180mm的管材（国标GB/T7735-1995），对340项目是不合适的，在此不予比较。
漏磁的基本探伤方法有磁粉法(MPI)和漏磁电子探测法(漏磁法—MFL)，其基本原理是基于铁磁材料工件被外加磁场磁化后，用磁粉（MPI）、磁感应线圈或霍尔元件(MFL)来接收在工件表面缺陷处产生的漏磁场（磁力线畸变），通过对该漏磁信号的处理实现对工件表面缺陷的检测。采用漏磁法可实现全自动探伤。
超声波探伤的基本原理是基于声波在工件内传播时，受到缺陷或工件壁的反射、折射，通过探头接收这些反射、折射波并转换为电信号，对这些信号进行处理和分析，可实现对工件内、外缺陷的探伤和工件的测厚。超声法也可实现全自动探伤。
下表对两种方法进行了比较： 探伤方法 比较项目 相对检测速度 测厚功能 超声法检测管材 较慢 有 有 有 有 有 有（内、外表面） （漏磁、涡流、磁粉）磁法检测管材 较快 无 无 无 无 无 有（薄壁管的内、外表面，厚壁管的外表面，包括近表面。需单配漏磁纵向检测头） 有（薄壁管的内、外表面，厚壁管的外表面，包括近表面。需单配漏磁横向检测头） GB/T12606-1999 内部缺陷检测表面缺陷检测纵向缺陷 横向缺陷 斜向缺陷 分层缺陷 纵向缺陷 国家标准
上述比较仅是功能比较，具体采用那种方法主要取决于采用的产品标准。。对于产量大的薄壁管且管材用户只要求表面质量的低钢级钢管，可只进行漏磁检测。就目前的市场标准（用户要求）而言，用户首选超声波方法。在经费允许的情况下，可采用超声波和漏磁的组合方法。超声波对表面点坑状缺陷的灵敏度不如漏磁，新的API标准建议将漏磁布置在热处理之前。
横向缺陷 有（内、外表面） GB/T5777-1996
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