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本文梳理了大量常規(guī)A型超聲數(shù)字探傷儀對(duì)超超臨界厚壁無(wú)縫鋼管的超聲檢測(cè)實(shí)例，對(duì)經(jīng)擠壓成型和鍛造成型的超超臨界厚壁無(wú)縫鋼管中的常見缺陷進(jìn)行分類和歸納，總結(jié)出淬火裂紋、非金屬夾雜物、分層、白點(diǎn)、夾雜物導(dǎo)致的微裂紋等常見缺陷的超聲定性檢測(cè)方法。通過(guò)對(duì)超聲檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)各類缺陷的截剖試驗(yàn)驗(yàn)證，證明通過(guò)本文介紹的超聲定性檢測(cè)方法對(duì)超超臨界厚壁無(wú)縫鋼管中的常見缺陷進(jìn)行定性評(píng)定的結(jié)論是比較準(zhǔn)確的。

1前言

超超臨界厚壁無(wú)縫鋼管一般采用擠壓成型或鍛造成型，兩種成型方式都會(huì)出現(xiàn)一些常見缺陷，其內(nèi)部缺陷的檢出和控制通常都是依賴于超聲檢測(cè)。對(duì)于超聲檢測(cè)技術(shù)而言，對(duì)缺陷的評(píng)定應(yīng)該主要包括定位、定量和定性，目前，超聲檢測(cè)對(duì)缺陷的定位和定量研究已經(jīng)比較成熟，但對(duì)缺陷的性質(zhì)卻無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)定，即便檢測(cè)設(shè)備快速發(fā)展，成像技術(shù)已廣泛應(yīng)用，但基礎(chǔ)都是Ａ掃描的反射波形，成像的結(jié)果只能做到較為直觀地顯示缺陷的分布、形狀、大小，仍然無(wú)法對(duì)缺陷進(jìn)行定性[3,4]。然而對(duì)于厚壁無(wú)縫鋼管，特別是制造成本較高、使用環(huán)境較惡劣的超超臨界厚壁無(wú)縫鋼管來(lái)說(shuō)，有時(shí)缺陷性質(zhì)的評(píng)定要比缺陷位置和尺寸評(píng)定更為重要。小的危害性缺陷會(huì)比大的非危害性缺陷對(duì)使用的影響嚴(yán)重得多，同時(shí)，確定缺陷性質(zhì)，才能準(zhǔn)確地對(duì)癥下藥，進(jìn)行有效的工藝和質(zhì)量改進(jìn)。因此盡管超聲檢測(cè)技術(shù)對(duì)缺陷定性評(píng)定有很大局限，但仍可以在超聲檢測(cè)理論基礎(chǔ)上，結(jié)合檢測(cè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)材料，制造工藝的充分了解，研究特定工藝下常見缺陷的定性規(guī)律。本文搜集了包括美國(guó)、德國(guó)以及中國(guó)制造無(wú)縫管在超聲檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)缺陷的一手資料，總結(jié)了采用A型脈沖反射式超聲波探傷儀對(duì)超超臨界厚壁無(wú)縫鋼管（以下簡(jiǎn)稱鋼管）常見缺陷的超聲定性檢測(cè)方法。

2常見缺陷類型超聲檢測(cè)特征

2.1非金屬夾雜物

非金屬夾雜物屬于冶金缺陷，形狀不規(guī)則，在鍛造和擠壓過(guò)程中會(huì)沿壓延方向發(fā)生不同程度的變形，可出現(xiàn)于鋼管的任何位置，一般冒口或錠尾端、1/2壁厚到內(nèi)表面的深度范圍內(nèi)較多，有獨(dú)立存在的單個(gè)夾雜物，也有聚集成堆、成鏈的密集型夾雜物。

2.2.1單個(gè)夾雜物

橫波斜入射檢測(cè)時(shí)特征：

由于非金屬夾雜物形狀不規(guī)則，其反射回波占寬較大，前后沿參差不齊，呈鋸齒狀。反射波幅不高，波峰圓鈍。

沿圓周方向移動(dòng)探頭，其動(dòng)態(tài)波形游動(dòng)范圍不大，呈正態(tài)分布圖形。

縱波垂直入射檢測(cè)時(shí)特征：

a.與斜入射檢測(cè)時(shí)波形相似，反射回波占寬較大，前后沿參差不齊，呈鋸齒狀，下粗上細(xì)。反射波幅不高，波峰圓鈍。波形及截剖后電鏡下形貌見圖1。

b.對(duì)于點(diǎn)狀非金屬夾雜物，圍繞缺陷前后、左右移動(dòng)探頭，其各方向回波變化不大，回波幅度由零快速上升到峰值然后又快速回到零。

c.對(duì)于條狀非金屬夾雜物，順長(zhǎng)度方向移動(dòng)探頭，波峰起伏變化，不平穩(wěn)。

2.2.2密集型非金屬夾雜物

橫波斜入射及縱波垂直入射檢測(cè)波形特征均與單個(gè)夾雜物相同，區(qū)別只是缺陷呈密集狀分布于鋼管的不同深度范圍和長(zhǎng)度范圍。移動(dòng)探頭時(shí)，波形起伏變化，但起伏緩慢�？v波垂直入射檢測(cè)時(shí)，密集缺陷對(duì)底波幅度幾乎沒(méi)有影響。密集型非金屬夾雜物波形圖及截剖后電鏡下斷口形貌見圖2。

2.2分層

經(jīng)過(guò)擠壓工藝成型的鋼管內(nèi)部常會(huì)出現(xiàn)分層缺陷，在超聲檢測(cè)專業(yè)上可以就其成因區(qū)分為夾雜類分層和擠壓分層,可通過(guò)表1的方法進(jìn)行區(qū)別評(píng)定。分層縱波檢測(cè)波形見圖3，圖3中A為夾雜類分層截剖后電鏡下照片，B為擠壓分層宏觀形貌。

2.3淬火裂紋

外壁淬火裂紋直觀，這里僅討論內(nèi)壁淬火裂紋。內(nèi)壁淬火裂紋多數(shù)在鋼管縱向長(zhǎng)度的中部產(chǎn)生，有時(shí)也在鋼管端部產(chǎn)生，呈徑向分布，裂紋長(zhǎng)度以縱向延展居多，也有橫向及斜向延伸的情況，裂紋很細(xì)，肉眼看不到開口，一般呈密集分布或斷續(xù)延伸，鋸切后端面宏觀形貌及內(nèi)窺鏡觀察形貌見圖4。

橫波斜入射檢測(cè)時(shí)特征：

a.反射波幅度高，波形陡峭，波峰尖銳，回波前沿及后沿均很光滑，占寬很小。波形見圖4。

b.沿圓周方向移動(dòng)探頭時(shí)，裂紋越深，反射越強(qiáng)烈，幅度越高，其回波游動(dòng)范圍也越大。

c.順裂紋長(zhǎng)度方向移動(dòng)探頭，轉(zhuǎn)角檢測(cè)，波形一般都連續(xù)有長(zhǎng)度，波峰平穩(wěn)不降，且取向會(huì)發(fā)生變化，如由橫向延伸變?yōu)樾毕蜓由旎蛴煽v向延伸變?yōu)樾毕蜓由臁?/span>

縱波單晶直探頭垂直入射檢測(cè)時(shí)特征：

由于淬火裂紋屬于單純的應(yīng)力裂紋，裂紋內(nèi)側(cè)光滑，呈徑向分布，當(dāng)采用縱波單晶直探頭在鋼管外表面垂直入射檢測(cè)時(shí)，因聲束入射方向與裂紋方向基本平行，幾乎沒(méi)有缺陷反射波。這也是評(píng)定內(nèi)壁淬火裂紋的重要判據(jù)之一。

2.4微裂紋

鍛造成型的厚壁無(wú)縫鋼管中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)微裂紋，就其成因分析主要有兩種情況：一是由于密集型非金屬夾雜物導(dǎo)致的微裂紋，二是白點(diǎn)（又稱發(fā)裂）。這兩類缺陷在超聲檢測(cè)中有很多共同之處，可通過(guò)表2方法進(jìn)行區(qū)分，密集型夾雜導(dǎo)致的微裂紋波形及斷口形貌見圖5，白點(diǎn)波形及斷口形貌見圖6。

3結(jié)論

根據(jù)超聲檢測(cè)理論，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，搜集整理了大量包括美國(guó)、德國(guó)、中國(guó)制造的無(wú)縫鋼管的超聲檢測(cè)資料，對(duì)超超臨界厚壁無(wú)縫鋼管制造過(guò)程中易產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行了科學(xué)分類，并對(duì)缺陷產(chǎn)生的機(jī)理和分布情況進(jìn)行了詳盡的描述，特別是對(duì)典型缺陷超聲檢測(cè)的波形特征進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納，總結(jié)出了經(jīng)擠壓成型和鍛造成型的超超臨界厚壁無(wú)縫鋼管中常見缺陷的超聲定性檢測(cè)方法，并進(jìn)行了大量的截剖試驗(yàn)，利用其他宏觀和微觀理化檢測(cè)方法進(jìn)行了驗(yàn)證，證明了能夠通過(guò)本文介紹的超聲檢測(cè)方法對(duì)超超臨界厚壁無(wú)縫鋼管中的常見缺陷進(jìn)行較準(zhǔn)確的定性評(píng)定，對(duì)其他擠壓或鍛造成型的產(chǎn)品的超聲檢測(cè)缺陷定性有較好的借鑒作用。