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确定探伤覆盖面
探头与标准试样确定后, 首先调整 探 伤 灵 敏度, 其次确定探伤钢管的覆盖率, 必须保证对钢管圆 周 110%的 全 扫 查, 才 能 对 批 量 的 钢 管 进 行 检测。 由于钢管壁厚较厚, 超声波在钢管内传播时衰减增大, 且锯齿形传播时的跨距较大, 导致钢管圆周方向的锯齿漏点面大。 为了保证超声波对钢管内缺陷 110%的扫查, 探伤时探头沿钢管圆周方向移
动的范围也应相应增大, 且要根据钢管外径的大小把整个圆周分为几个探测面。 根据经验一般至少要探 3 个圆周面, 从而保证整支钢管整个圆周上的纵向缺陷被全部探测到。 实际检测时, 每一次扫查前, 应在管端 1/3 圆周处做好标识, 每次扫查范围为钢管的 1/3 圆周, 且每次扫查应有 10%的覆盖面。
应用效果
在实际探伤 Ф121 mm×36 mm 规格 45MnCrMo钢钻铤管时, 纵向内壁缺陷废品率较高, 对其取样进行理化检验分析, 结果为夹杂缺陷超标, 证实了此探伤方法的有效性。 同时, 缺陷分析结果也为改进生产工艺提供了理论依据, 通过在生产中采取有效措施, 避免了批量废品的产生。 近内壁 B 粗类夹杂物放大 100 倍后的局部形貌。(1) 对于 t/D∧0.2 的超厚壁钢管, 采用变型横波斜射法能够很好地检测钢管中的纵向内壁缺陷。可用折射横波检测内壁的方法设计探头入射角, 但要清楚超声波在超厚壁钢管内的传播路径, 关键在于波形辨认, 以便对内外壁缺陷做出准确判断。
(2) 由于横波波束在钢管内传播时的锯齿漏点较大, 为了避免漏检, 探伤时应在整个圆周面上进行多次扫查。
(3) 实践证明, 采用变型横波斜射法检测超厚壁钢管纵向内壁缺陷的效果很好, 仪器调整方便,操作简单, 缺陷波重复性和稳定性好, 且无明显杂波影响, 能够满足现场探伤需要。
近年来我国钢结构工程建设迅速发展,其中大跨度和空间钢结构等也得到了广泛应用,此类结构的用材特点是大量应用圆管管材,而且随着跨度、荷载的加大,要求更大的直径与壁厚,有时还需要更小的径厚比。如新首都机场大量采用大直径锥形、梭形厚壁管柱,主要规格为D3083×60、D2850X55与D1850X50(图1);新广州电视塔立柱钢管为D2000X50(40),并以很小斜率沿长度方向变径;北京电视塔圆管柱为D1200X60,其径厚比为18;原五棵松体育文化中心方案曾要求采用D1000X100的厚壁无缝钢管,其径厚比仅为8,世界上只有极少数厂家可生产.
厚壁钢管的类别与特点
(1)关于管材的壁厚分类尚无明确统一的标准,若按《冷弯薄壁型钢结枃技术规范》、《钢结构设计规范》规定,圆管(冷加工成型)的厚度不宜大于25mm。故钢结构用管材的壁厚类别可大致可分为:薄壁管一一壁厚<6mm;中等壁厚管壁厚=8mm~28m;厚壁管一一厚壁t≥30mm。关于圆管的径厚比要求,按局部稳定条件,壁厚不应过小,规范规定相应径厚比限值应不大于而按冷加工(卷制、压制)条件为防止过大性变形与残余应力,壁厚又不应过大,其相应径厚比不宜小于20(按内径计算)。
(2)厚壁管按加工方法可分为以下四类
①热扩无缝钢管一一将已轧制成的厚壁无缝钢管
加热后再次挤压、扩张并拉伸成型, 规格为D720X40(径厚比D/t=16),因为热扩成型,除有冷却过程中的残余应力外,并无小径厚比的冷加工变形和残余应力。但因热扩中温度、速度的不均匀性其壁厚公差可达土25%。一般不适用于钢结构。
②热卷成型管将钢板
均匀加热到900~1000℃后,在卷管机上卷制成型,一般需经二次加热与二次卷制,其性能优于冷卷成型管,且可不受径厚比的限制,但加工成本高、效率低,主要用于锅炉、压力容器工程
国产12Cr1MoV大口径厚壁钢管性能
125、200、300和600MW机组锅炉的集箱、蒸汽导管都使用进口12Cr1MoV大口径厚壁钢管,要求钢管在540°C的工作温度和较大工作应力下可靠地运行。钢管的 规格为9800×45mm和559×133mm。
日本钢管公司(NKK)京浜制铁所将钢锭加热后在立式水压机上顶孔成杯形坯,由卧式水压机多次顶压(每次减薄约10mm),成型后经内外表面加工。产品规格为350~9106mm,壁厚为30~200mm日本住友金属公司尼崎制铁所用3000吨立式水压机穿孔,再用600吨或1500吨卧式水压机热挤压成型。每次热挤压同时通过三道不同规格的模具,每道减薄约5mm,生产效率比NKK高。成品管内、外表面经镗削和车削。
目前,国内已有140和400自动轧管机组,216和318周期轧管机组以及热扩制管机,具备了生产外径大于133~9700m钢管的设备条件,但迄今9159mm以上的高压锅炉管仍主要依靠进口。
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