无缝外翅片管涡流探伤试验小结

　　一、前言

　　龙翔精密铜管公司太仓分公司外翅片涡流探伤存在误报偏高和夹铁（加工刀片破裂残存）漏检等现象，为此龙骏公司组成试验小组深入生产现场了解仪器和设备现状及操作情况，并在龙骏公司实验室作了针对性的试验，又将实验室取得的涡流探伤方法和实验数据回到生产现场进行验证，通过几次反复，对太仓分公司无缝外翅片铜管涡流探伤存在的一些问题取得了一定的认识和提出相应的改进意见，现结如下：

　　二、公司太仓分公司涡流探伤现状及存在得问题

　　（一）、探伤场地环境

　　龙翔太仓分公司生产无缝外翅片管的涡流探伤设备设置在生产流程线后端，气压试验之后的工序上，由于气压是实验在水浸没的条件下进行，逐之涡流探伤。铜管虽有压缩空气吹和热泵气除湿，但造成管材内外表面状态欠佳，加上场地和传动装置潮湿等这对涡流探伤的外部条件是极不适宜的。

　　（二）、传动装置

　　（1）、涡流探伤传动装置，尤其是上料、下料和分选等设计思路明显停留在上世纪80年代初的水平。

　　（2）、缺少压轮和无二~三级导向造成管材前进振动较大，有时直接撞击探头，造成探头位移，这是造成漏误报的一个重要原因。

　　（三）、仪器和探头：已被LJET101涡流探伤仪及其匹配的探头，只要操作正确是能满足GB/T5248和GB/T19447的涡流探伤要求。

　　（四）、电气控制：虽然设计是以报警次数驱动分选，但在当前的探伤条件下，动作必定存在明显紊乱。

　　（五）、操作人员没有专职，只是兼职，尤其在这样的探伤条件下要完全“自动化”是办不到的。

　　（六）、按GB/T19447对无损检测的要求是静水压试验、气压试验和涡流探伤三者之间任选一种方法进行检验，而太仓分厂选两个方法（即气压试验和涡流探伤）进行检测。在实际探伤中都没有真正起作用，就造成漏误报，有时甚至达30%—40%。

　　造成漏误报的原因初步分析如下：

　　传动装置造成漏误报：传动装置要求振动小，同心度好，探伤速度均匀，现在运行的这套装置在设计上基本没有考虑对探伤工艺的要求。1）管材在行进中振动大，振动干扰信号不能抑制，而且行进中的铜管经常撞击探头，造成探头移位。2）探伤速度不均匀，造成探伤灵敏度变化，3）只有一级导向，探头和管材之间的中心轴同心度较差，变量也大，这是传动装置直接造成漏误报的主要原因。现在的传动装置肯定是不符合GB/T5248-2008对涡流探伤设备的综合性能技术指标。

　　管材的内、外表面经常有（如水份、油斑、铜屑等污染）附着物的干扰信号造成误报。

　　现在发现的连续报警一般是翅片加工成型不当造成，在本次试验中就有两种不同相位波形造成的干扰信号，而且造成连续报警——这种报警信号不能简单称作误报。

　　探伤速度不均匀造成电气控制系统信号紊乱（如头尾信号、翅片成型前后端及端部效应干扰信号）。本应切除或不计数的信号，由于探伤速度造成时间响应变化控制系统无法解读这种变化信号造成误报。

　　仪器接地线没有和动力电源分开（即仪器没有单独接地）。

　　电气控制系统设计不完善，操作随意性大。

　　涡流探伤人员应培训持证上岗，但现在操作人员技术业务素质不高，而且都是兼职，只是看到铜管探伤行进中受阻，“动不了”再上来处理一下，涡流探伤是一项技术性较强专业也较偏的工作，如果没有责任心和敬业精神不漏误报才是不可能的。应该讲大量的漏误报在一定程度是涡流探伤没有专业的技术管理造成的。

　　以上初步分析造成大量漏误报的原因，不知当否？！

　　无缝外翅片筒管在龙骏公司的实验室的试验

　　（一）、试验条件：

　　（1）、仪器：LJET101穿过式涡流探伤仪

　　（2）、探头：LJETP系列中φ21探头并配导孔

　　（3）、探伤方法：采用穿过式手动涡流探伤

　　（4）、试件：无缝翅片管：TP2φ19*1.25*4750翅片图纸编号K500B7-015 GB/T19447-2004

　　（二）、样管制备

　　按GB/T19447-2004中4.7.3.2要求标准孔应径向钻透管壁的无翅部分，但为了比较无翅部分和有翅部分探伤灵敏度，故本次试样在无翅部分和有翅部分各加工一支样管，同时为了比较GB/T19447-2004与GB/T5248-2008二者的探伤灵敏度，再按GB/T5248-2008标准人工缺陷要求加工一支样管

　　（1）、1#样管，φ19*1.25的无缝外翅片铜管的光杆部分，径向钻φ1.1mm通孔（钻透管壁）——下简称1#样管

　　（2）、2#样管，取φ19*1.25无缝翅片铜管，在有翅片管处，径向钻孔φ1.1mm通孔——下简称2#样管。

　　（3）3#样管，19*1.25的无缝外翅片铜管的光杆部分，径向钻φ0.8mm通孔（钻透管壁）——下简称3#样管

　　（三）、1#样管与2#样管噪声比较

　　（1）、噪声相位比较法

　　1、以1#样管振动信号如图1，矢量显示调节振动信号相位角，使之振动信号平行x轴测定其相位角100，在转换成模拟量显示，手动探伤波形如图1，换上2#样管，保持相位，增益等参数不变，探伤波形如图2

　　图1 1#样管波形

　　图2 2#样管波形

　　从图1和图2说明，无翅片部分与有翅片部分在相同探伤灵敏度下，噪声高度和信噪比基本一致

　　（2）、探伤灵敏度比较

　　1、以1#样管调节探伤灵敏度为φ1.1通孔+（波高）60%屏+N1（增量器读数），如图1

　　2、以2#样管调节探伤灵敏度为φ1.1通孔+（波高）60%屏+N2，如图2，则|N1-N2 | 为无翅部分+有翅部分二者探伤灵敏度的比较

　　3、以3#样管调节探伤灵敏度为φ0.8+（波高）60%屏+N3，如图3

　　图3 3#样管探伤波形

　　图1、图2从探伤灵敏度比较可知，以无翅部分按GB/T19447-2004钻通孔来调节探伤灵敏度对有翅部分进行涡流探伤，探伤灵敏度是一致的。

　　图1、图3中，N1-N3=2dB，说明GB/T19447-2004与GB/T5248-2008二者的探伤灵敏度相差2 dB。

　　（四）模拟量（一维）显示手动探伤

　　从太仓分厂取回的两支无缝翅片管铜管（其中1支在太仓分厂时正常噪声，做成1#样管，另1支为噪声极高(做成4#样管),并连续报警，分选翻板打开。探伤灵敏度以1#样管调节，探伤灵敏度φ1.1通孔+（波高）60%屏+N2（即48 dB），这2支铜管探伤波形图如图4和图5所示

　　图4 正常噪声管(1#样管)手动探伤波形图

　　图5 高噪声管手动探伤波形

　　从这两支无缝翅片管在实验室手动探伤表明：实验室所得图形和当时现场情况是一致的。即在模拟量（一维）显示探伤是无法分辨高噪声形成的连续报警。

　　（五）、矢量（阻抗）显示探伤

　　1、扇形报警门的设置

　　用1#样管调节振动信号调节相位，扇形报警门中心为135?，宽度为70?.即起闸θ为100?,闸门宽度80?,终闸为170?,对称第Ⅳ象限,起闸是280?,闸宽是70?,终闸为350?。如图6

　　图6

　　2、矢量显示手动探伤结果

　　1#样管手动探伤矢量显示如图6、

　　4#样管手动探伤矢量显示如图7，

　　图7 4#样管手动探伤波形图

　　从上列两图表明噪声信号向x轴靠拢，完全符合外表面缺陷相位的矢量变化规律，而且说明幅度无大于φ1.1通孔当量的缺陷波，和噪声相位在外表面相位。可以肯定这是翅片加工成型不当所致，符合GB/T19447-2004涡流探伤要求。反之，外翅片加工不当而形成外翅片成型造成的高噪声是外表连续报警，可通过适当设置扇形报警闸门，这些报警信号的相位在设置的报警扇门之外而不报警。避免了翅片成型不当造成的误报。

　　（六）、夹铁（加工刀片断裂齿间残存刀屑）探伤

　　夹铁的涡流探伤无论是从原理或者实际操作上都是可检测的。我们在实验室用夹铁重量20g，位置在1/3翅长处，探伤灵敏度为1#样管φ1.10通孔+（波高）60%屏高+2dB手动探伤波形如图8，缺陷当量大小为φ1.10通孔+（波高）60%屏高+10dB，这表示夹铁20g，其当量大小比标准通孔大10 dB，完全可探测。

　　图8 夹铁波形

　　（七）、试验室探伤取得几点认识

　　1、无缝翅片铜管以光杆上φ1.17通孔+（波高）100%屏高+2dB能正常探伤；

　　2、外翅片加工造成齿形成型不当的高噪声的铜管可以通过扇形报警门区分；

　　3、夹铁手动涡流探伤能正常检测。

　　四、太仓分厂生产现场的探伤试验

　　将已加工好的样管和3支试验铜管带到生产现场的探伤设备进行试验。首先采用在实验室相同办法调节探伤灵敏度和扇形报警门，逐次将3支试验铜管在滚道上传动和探伤，结果波形（信号）异常，无法分辨，探伤失败。造成失败的原因分析如下：

　　现场探伤速度比手动探伤速度明显增加，造成目测难以分辨；

　　扇形报警门与模拟量设置的设置不一致，控制失调，无法正常探伤；

　　传动装置控制系统先天不足。

　　五、对太仓分公司生产现场探伤的改进意见：

　　应该看到太仓分公司的无缝翅片管涡流探伤还是上世纪八十年代初期产品。虽涡流探伤仪和检测线圈已更新，但传动装置设计不周全，控制系统紊乱，造成涡流探伤漏误报明显超标，已经落伍，必须改进，而且是动“大手术”的改进。故改进意见如下：

　　涡流探伤的工艺设置应对涡流探伤有充分信心，严格遵守GB/T19447-2004的探伤工艺要求。现在，太仓分公司的无损检测的工艺设置是在生产线尾端。气压试验和涡流探伤串联进行。气压试验在前，涡流探伤在后，而GB/T19447-2004中4.7项明文规定制造厂可以选下列三种方法的其中一种方法进行检验，而且在4.7.3.4规定不相关信号进行气压试验。这充分说明这套设备的工艺设计是保守的，对涡流探伤代替水压试验这国际公认的共识没有信心。故对其工艺设置提出改进意见：1）、加强管坯检验，确保消灭早期泄露，在成型之前，设置涡流探伤，并执行GB/T5248-2008（具体设置另议）；2）、翅片成型后按GB/T19447-2004中无损检测要求，只选涡流探伤，保留气压试验，作涡流探伤的补充，涡流探伤主要检测夹铁和翅片成型不当，涡流探伤执行GB/T19447-2004标准，涡流探伤合格品直接退火入库。分选品再次复探，复探重复报警报废，复探合格如翅片成型不当的退火后提供给不同的用户。

　　涡流探伤仪和检测线圈

　　管坯探伤采用模拟量一维显示探伤，翅片成型后采用矢量（阻抗）显示探伤，一拖二最新型涡流探伤仪进行；

　　传动装置：（1）、增设压轮等装置确保探伤速度均匀，并单一速度误差≤50%（探伤速度一般在50-60米/分）；（2）增设二级导向确保探头内径与管材中心轴的同心度，其探伤周向灵敏度差≤2dB，这是保证探伤可靠性所必须的（具体设计制造另议）

　　电气控制部分

　　翅片成型后的涡流探伤是将矢量显示扇形报警控制部分必须重新设计。

　　气压试验：只需要对夹铁清除及部分分选品进行气压试验，量不会太大，故应改进端部密封严格执行GB/T19447-2004中4.7.2。

　　通过改进，只要认真设计，精确加工及安装调试而且涡流探伤严格执行操作规程……估计成品率可提高15%以上，每年降低成本100万以上。