小管徑鈦合金管材內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)

黃海翔　任俊波　許貴平　王學(xué)權(quán)　陽雷

【摘 要】本文介紹了在對(duì)一批小管徑鈦合金管材實(shí)施超聲檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)大量內(nèi)傷，為確定缺陷情況，按照ASME第V卷2010的要求對(duì)其進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)。本文確定了鈦合金管材內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)工藝，該工藝中對(duì)內(nèi)窺鏡及探頭的選擇、靈敏度試塊、被檢對(duì)象表面照度等方面均按照ASME第V卷2010的要求進(jìn)行了規(guī)定，通過該批管材內(nèi)壁的內(nèi)窺檢驗(yàn)檢驗(yàn)及樣品的金相解剖結(jié)果可以證明，管材內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)可以為判斷管材內(nèi)壁腐蝕的嚴(yán)重程度提供重要依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】小管徑；鈦合金管；內(nèi)窺鏡

中圖分類號(hào)： TG457.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）04-0144-002

Endoscope Detection Technology for Small Pipe Diameter Titanium Alloy Tube

HUANG Hai-xiang REN Jun-bo XU Gui-ping WANG Xue-quan YANG Lei

（Four Chinese nuclear power research and design institute，chengdu sichuan 610041，China）

【Abstract】This paper introduces the ultrasonic inspection for a number of small diameter titanium alloy pipe，it found that a large number of internal injuries，in order to determine its defects， according to the requirements of the ASME V 2010 for endoscopic examination.This paper determines the titanium alloy pipe endoscope inspection process，the process of selection，endoscope and sensitivity test block，the detected object surface illumination and so on are conducted according to the requirements of the ASME V 2010 rules，through the pipe wall of anatomy of the endoscopic inspection sample inspection and metallographic results can prove that pipe endoscope detection technology to judge the severity of the pipe wall corrosion to provide important basis.

【Key words】Small pipe diameter；Titanium alloy tube；Endoscopic

0 引言

對(duì)外徑為8mm，壁厚為1.5mm的鈦合金管材進(jìn)行超聲檢測，超聲檢測采用水浸脈沖反射法，采用的標(biāo)準(zhǔn)傷為管材內(nèi)、外表面的縱向矩形槽，深度為壁厚的3%。超聲檢測發(fā)現(xiàn)50%以上的管材存在超標(biāo)內(nèi)傷，位置均在管材內(nèi)表面附近。原技術(shù)條件未要求對(duì)管材內(nèi)表面進(jìn)行檢測，只要求對(duì)管材外表面進(jìn)行目視檢測。為盡快找到缺陷類型以及產(chǎn)生缺陷的原因，需對(duì)該批管材補(bǔ)充內(nèi)表面目視檢查，目視檢驗(yàn)按照ASME第V卷2010的要求進(jìn)行，選擇一些超聲檢測顯示有缺陷處進(jìn)行定位以及解剖金相實(shí)驗(yàn)，以此輔助判斷缺陷性質(zhì)。

1 儀器設(shè)備及ASME規(guī)范要求

1.1 內(nèi)窺鏡及探頭選擇

鈦合金管材內(nèi)徑僅為5mm，且管材的標(biāo)稱長度大于1米。因?yàn)橹睏U內(nèi)窺鏡多用于產(chǎn)品檢測深度在500mm以內(nèi)、不需要彎曲的直孔檢測[1]，其檢測深度不能達(dá)到要求，因此未選擇直桿鏡進(jìn)行檢測。剩下光纖內(nèi)窺鏡及視頻內(nèi)窺鏡可以選擇，但基于以下兩個(gè)原因選擇視頻內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢測：

1）光纖鏡采用光導(dǎo)纖維進(jìn)傳光及導(dǎo)像，隨著檢測距離的增加，效果越來越差。另外光纖鏡還存在峰房影像及黑白點(diǎn)混成灰色效應(yīng)，而視頻內(nèi)窺鏡采用CCD芯片將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電模擬信號(hào)[1]，并通過數(shù)據(jù)線纜傳輸，照明采用探頭前端安裝的LED照明，因此不會(huì)受到距離的影響，圖像質(zhì)量不會(huì)隨距離的增加而變化。

2）管材內(nèi)窺鏡檢查時(shí)，對(duì)于內(nèi)徑均勻的管路、孔洞，所選擇的探頭直徑一般不大于管路、孔洞內(nèi)徑的4/5，彎曲、內(nèi)徑不均勻的管路、孔洞：選擇的探頭直徑一般不大于管路、孔洞最小內(nèi)徑的2/3[1]。按照內(nèi)窺鏡探頭的選擇原則，內(nèi)徑為5mm鈦合金管材屬于內(nèi)徑均勻的管路，因此選擇的探頭直徑應(yīng)不大于管路內(nèi)徑的4/5，即為4mm。視頻鏡與光纖鏡常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)探頭尺寸如下：

光纖鏡通常有φ（0.64、2.4、4.1）mm

視頻鏡通常有φ（3.9、5.0、6.1、7.3、8.4）mm

從以上可以看出，可選擇光纖鏡的探頭直徑為φ2.4mm，視頻鏡的探頭直徑為φ3.9mm，在這兩種直徑探頭同時(shí)滿足要求時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇直徑較大的探頭，以盡可能提高觀察圖像的清晰度[1]。在檢測時(shí)需同時(shí)采用0°和90°兩種探頭進(jìn)行檢驗(yàn)，0°探頭進(jìn)行粗掃，若發(fā)現(xiàn)疑似缺陷后換同外徑大小的90°探頭在疑似區(qū)域進(jìn)行細(xì)掃。

綜上所述，選擇視頻內(nèi)窺鏡進(jìn)行此次鈦合金管材內(nèi)壁檢測，所選擇的探頭直徑為φ3.9mm。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)傷

ASME第V卷2010的規(guī)定要求“將一種人工瑕疵，寬度等于或小于0.8mm的細(xì)線或類似的狀態(tài)，放在被檢物的表面或相類似的表面，在這樣的表面上能夠識(shí)別人工瑕疵或類似狀態(tài)的位置”。 在對(duì)該批鈦合金管材進(jìn)外表面直接目視檢驗(yàn)時(shí)是按照技術(shù)條件要求，使用超聲標(biāo)準(zhǔn)管外表面深度為3%壁厚，寬度約為0.016mm的縱向矩形槽作為判定標(biāo)準(zhǔn)，滿足ASME規(guī)范要求。對(duì)于管材內(nèi)表面的內(nèi)窺鏡目檢驗(yàn)（ASME中稱作搖控目視檢驗(yàn)），ASME規(guī)范中規(guī)定“遙控目視檢驗(yàn)的分辨能力至少應(yīng)和直接目視檢測的分辨能力相當(dāng)”。因此，按ASME規(guī)范要求，內(nèi)窺鏡檢查的分辨能力至少應(yīng)和直接目視檢驗(yàn)的分辨能力相當(dāng)，采用超聲標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)表面深度為3%壁厚，寬度為0.016mm的縱向矩形槽作為判定標(biāo)準(zhǔn)，滿足ASME規(guī)范中對(duì)管材內(nèi)表面探傷的分辨能力要求。