日本中厚板超声波探伤技术

　　测条件进行了分析。

　　5：A文章编号：1003―9996 1前言超声波探伤是中厚板无损检测的主要方法。

　　超声波探伤的探测速度达20~120m/min，能与轧机和精整线的生产能力相配合。探测板温一般可在150C以下（反射式）和250C以下（穿透式）并可连续自动化操作。

　　中厚板超声波探伤可检测出分层、缩孔、孔洞、夹杂、白点、气泡、内裂、疏松、偏析及严重粗晶等内部缺陷，也可发现铁皮过厚、麻坑、重皮及表面裂纹等表面缺陷。

　　2日本中厚板超声波探伤技术的发展1961年德国克鲁姆克拉曼公司为奥伯豪森厂3300mm厚板轧机研制了世界上第1套连续自动穿透法超声波探伤装置。1963年日本富士公线路的使用中也显示出多项优点。我国的大型输电工程、每年新敷线路的建设和旧线路的更新对铝包钢芯铝绞线的需求量很大，输电线路工程是铝包钢芯铝绞线主要的使用领域。

　　铁路的电气化工程也是铝包钢绞线和铝包钢芯铝绞线的重要使用领域之一。以往用镀锌钢绞线和镀铝锌钢绞线作铁路电气化线路的承力索，用钢芯铝绞线作载流承力索，使承力索和载流承力索易腐蚀、寿命短，且维护工作量大；而用铝包钢绞线和铝包钢芯铝绞线则无上述缺点。所以，近年来铝包钢制品用于铁路的铝包钢承力索及铝包钢载流承力索增幅很大。

　　光纤复合架空地线作为输电、通讯同缆传递，其优越性已为用户所认识。北京电力部门有意向搞一条60km的环形试验线路，在老城市电网改造中将率先应用。其开发资金及技术装备的投入较大，但展望市场，必定有丰厚的回报。

　　此外，日本在海洋养殖业使用铝包钢丝网栏，其耐腐蚀的优越性得到充分体现。西欧交通道路的护栏网、隔离栅也选用铝包钢丝。我国也应不断开拓新的应用领域。

　　司广厂4064mm厚板轧机引进了这项技术，实现了连续探伤操作。1967年日本钢管公司京浜厂3560mm轧机开发了日本早的脉冲反射式自动超声波探伤装置。1978年在扇岛厂5500mm轧机上完成了由计算机判定缺陷长短的第2代探伤装置；并开发出世界上新型的全自动探伤装置，即福山厂4700mm通道垂直分割型探头脉冲反射式探伤装置，具有计算机缺陷解析功能。

　　日本是世界在宽厚板轧机上采用超声波探伤连续自动化机组多先进的国家，见表1.每个厚板厂都拥有1 ~3套连续自动探伤机组，而且均为多通道装置，其中以大分厂5500mm轧机的通道数多，达280通道。超声波探伤装置以脉冲反射式为主；穿透式只有1套，但探伤板温可达200C.探伤装置以离线为主，探伤速度均能达到60m/min可满足生产要求。

　　因受探头尺寸的限，100通道以上的探头均采用多排交错配置方式。为了增加覆盖率，减少通道数，正在试用一种宽束探头，探头尺寸达50mm左右。另外，还采用了探头按一定频率摆动的方式，当钢板运行时使探伤行程成Z字形轨迹，增加了覆盖率。

　　目前日本中厚板厂离线探伤还多采用旧式探头小车横移的方法，设备投资大大减少，但移送设备增加，探伤线生产率降低很多。

　　因中厚板头尾及两侧边部探伤稳定性较差，易产生盲区，故单独设置了头尾及两侧边探头。表1日本中厚板超声波探伤装置序号厂名、轧机型式安设位置通道数板温探速处理能力/块月1投产曰期年。月制造厂处理钢板尺寸/探头型式名古屋脉冲反射移出剪切线后（离线）三菱电机脉冲反射离线三菱电机君津脉冲反射剪切线定尺剪后三菱电机脉冲反射离线帝国通信大分5500脉冲反射剪切线切头剪前三菱电机脉冲反射离线三菱电机福山脉冲反射离线帝国通信脉冲反射离线室温帝国通信脉冲反射离线室温帝国通信京浜5500脉冲反射移出剪切线后（离线）三菱电机脉冲反射离线三菱电机水岛5490脉冲反射移出剪切线后（离线）东京计器鹿岛脉冲反射剪切线定尺剪后三菱电机脉冲反射在移出剪切线后（离线）帝通通信脉冲反射离线东京计器脉冲反射剪切线后（离线）东京计器3日本超声波探伤装置的布置超声波探伤装置的布置一般分在线、离线及地面人工3种，其优缺点比较如表2所示。

　　在线布置一般在剪切线前后，必须与轧机生探伤，都必须通过探伤装置。

　　离线布置一般在剪切线后旁线和成品收集后端线上，与轧机或剪切线脱开，互不影响。君津、福山等厂3套先进的离线超声波探伤装产能力相配合。凡经过剪切线的钢板表2超声波探伤装置布置比较序号项目在线布置离线布置地面人工自动化程度连续自动化连续或间断自动化小车人工手动运行方式钢板运行钢板或探伤机运行探伤机运行探伤速度/mDmill1 30以下探伤处理能力/块月1与乳线配合关系紧密、不灵活自由、灵活探伤线利用率低高高探伤高板温/°c探伤钢板范围只能探在剪切线板剪切后、热处理后及厚板需探伤板可探各种板并复查探伤复盖率由探伤机确定，可达100由探伤机确定，可达100随意探设备量可不增增设辊道、台架及吊车不需要搬运工作量小中大投资较高高低漏检率低高劳动强度低中高占地情况无占有一定面积需占大片面积探伤节奏时间短中长满足生产情况需离线和人工探配合需人工探配合只满足有限探伤或复探管线板探伤探四边难、制管厂需补探可满足不能大量生产曹建宁，等。厚板自动超声波探伤装置及其布置兼论使用中的若干工艺问题。全国第三次中厚板学术年会要求。

　　占地大、条件差的地面人工探伤在日本主要用于自动探伤后的复查工作。

　　4探伤的钢板和条件4.1探伤钢板日本标准规定对用于重要结构、高压容器及长距离输送管线等用钢板均需全面探伤，对中低压锅炉容器及碳素低合金等钢板，经与用户协商后可以采取不同程度的探伤。对大直径焊管用板除板面局部探伤外，尚需在至头尾一定距离及两侧边的一定范围内进行探伤，有效地消除板边四周存在的盲区，以保证焊缝质量要求。

　　在日本和我国标准中，船板、桥梁板、碳结板、低合金结构板及不锈钢板等，无需探伤。

　　由于钢板品种和用户的要求不同，钢板探伤覆盖面积也有很大差别。

　　100整个板面探伤：主要用于安全性要求较高的重要或特殊用途钢板。随着用户质量意识的提高，这种探伤数量逐年增加。

　　局部板面探伤：一般覆盖板面16 ~64，主要用于普查，防止重大缺陷漏检，如焊管用板中间的局部探伤等。

　　（4）重点复查探伤：主要用于复查在线或离线探伤发现的缺陷。

　　目前，日本中厚板经超声波探伤的钢板一般占5~10，有减少的趋势，但复探量较大。

　　钢板探伤时应当选好探伤时机，对探伤钢板表面的洁净度、平直度及温度状况等均有要求。

　　原则上探伤应安排在成品板交货前。由于在中厚板生产过程中，各工序对钢板质量均会产生影响，如热处理后交货钢板，日本标准规定必须在钢板热处理后探伤；若在热处理前探伤，可以限制不合格钢板进入热处理工序，但绝不能替代明文规定的热处理后探伤。

　　探伤钢板表面应保持洁净，不应存有影响探伤的氧化铁皮、锈蚀及油污等物质。另外，探伤钢板应有良好的板形，不平直度小于30mm/m.探伤钢板温度应尽量低，采用脉冲反射法时应小于150°C，而采用穿透法时可在250 C以下。

　　5结语中厚板超声波探伤是一些标准规定必需的工序，我国除柳钢有一套60通道装置外，许多厂均采用人工、手动、少数探头操作方式，要满足大量全面探伤较困难。目前我国中厚板自动连续超声波探伤装置几乎是空白因此在新建厚板厂建一套全自动连续超声波探伤装置十分必要。