目前，直縫埋弧焊管應(yīng)用已擴(kuò)展到眾多，除石油氣長(zhǎng)輸管道外，還向海洋平臺(tái)、海上浮吊等海洋結(jié)構(gòu)方面發(fā)展。埋弧焊管作為海洋結(jié)構(gòu)用管具有明顯的優(yōu)勢(shì)，如壁厚均勻，工藝簡(jiǎn)單，性能受制管工藝影響較小，易于實(shí)現(xiàn)、的要求，且其規(guī)格調(diào)整靈活，可滿足不同管徑的要求。但是，由于海洋結(jié)構(gòu)用管的服役環(huán)境與陸路流體輸送管有所不同，海洋結(jié)構(gòu)用管服役在波浪、海潮、風(fēng)暴及寒冷流冰等嚴(yán)峻的海洋工作環(huán)境中，因而，對(duì)海洋結(jié)構(gòu)用管除了要求具有一般管道性能外，還對(duì)其強(qiáng)韌性和焊縫提出了高的要求。鋼管的主要材質(zhì)為D36鋼、S355鋼及具有Z向性能的結(jié)構(gòu)鋼板，厚度一般在20～50mm之間，由于板材厚度較大，且碳含量及碳當(dāng)量均較大，可焊性較差，淬硬傾向大，使焊接接頭的熔合性能降低，且易產(chǎn)生冷裂紋。揚(yáng)州亞聯(lián)鋼管有限公司采用上述材質(zhì)和厚度的鋼板生產(chǎn)某些海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)鋼管時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分厚壁鋼管存在橫向裂紋缺陷。檢出橫向裂紋、及時(shí)返修并缺陷，對(duì)鋼管、海洋平臺(tái)的使用具有重要意義。

1厚壁直縫埋弧焊管焊縫存在的橫向裂紋

分別采用厚度為20～50mm的D36，D36-Z35和S355結(jié)構(gòu)鋼板，通過JCOE成型方式生產(chǎn)海洋經(jīng)驗(yàn)交流·54·HANGUAN焊管平臺(tái)用直縫埋弧焊管，直徑為508～1372mm。焊縫采用X形坡口，內(nèi)焊為三絲埋弧焊，外焊為多層多道三絲埋弧焊。焊接完成24h或48h后對(duì)焊縫進(jìn)行波檢測(cè)，橫向掃查時(shí)發(fā)現(xiàn)在焊縫壁厚中間位置有林狀回波出現(xiàn)，進(jìn)一步檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有時(shí)整條焊縫斷續(xù)存在類似信號(hào)，在焊縫中間位置。為了查清缺陷的性質(zhì)，對(duì)某些反射信號(hào)高的地方進(jìn)行X射線拍片，未發(fā)現(xiàn)缺陷。經(jīng)碳弧氣刨后再次進(jìn)行磁粉檢測(cè)，證實(shí)該缺陷為橫向裂紋。裂紋大部分橫穿焊縫，但未擴(kuò)展到母材中，裂紋在焊縫壁厚的中間位置，為外焊的層，與波檢測(cè)的基本吻合。

2焊縫橫向裂紋缺陷的檢測(cè)方法

橫向裂紋危害性較大，與其他缺陷相比，其波檢測(cè)難度也較大，這主要是由于波檢測(cè)較難判別缺陷的性質(zhì)。為了提高橫向裂紋的檢出率，并準(zhǔn)確判定橫向裂紋，結(jié)合AWSD1.1/D1.1M和APIRP2X等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，總結(jié)出了波對(duì)橫向裂紋的掃查方式。實(shí)踐證明，這些方法對(duì)厚壁焊縫中橫向裂紋檢測(cè)與判定較為。

2.1帶余高焊縫的斜平行掃查

為了檢測(cè)出帶余高焊縫中的橫向裂紋，檢測(cè)時(shí)，可在焊接接頭兩側(cè)邊緣分別布置探頭，且使探頭與焊接接頭中心線成10°～20°，進(jìn)行兩個(gè)方向的斜平行掃查。

筆者曾使用2.5MHz，13×13K1（45°）探頭，沿焊縫做橫向掃查，角度控制在10°左右，橫向缺陷回波波幅很低，部分缺陷還不能發(fā)現(xiàn)。可見，如果采用沿焊縫兩側(cè)斜平行掃查方法，檢測(cè)橫向裂紋，其檢出性較差。

2.2去掉焊縫余高后的平行掃查

如果焊縫余高已磨平，在焊縫上探測(cè)是檢查橫向裂紋的為的方法。檢測(cè)時(shí)，將探頭放在焊縫及熱影響區(qū)上，進(jìn)行兩個(gè)方向的平行掃查。

2.3雙探頭橫跨焊縫的交叉掃查

如果焊縫余高未磨平，在焊縫兩側(cè)各放置一個(gè)探頭，一般要求兩個(gè)探頭K值的實(shí)測(cè)值相同，以入射聲束經(jīng)缺陷反射后能大限度地被接收探頭所接收，并易于定位。檢測(cè)時(shí)，要兩個(gè)探頭的聲束軸線相交于要檢測(cè)的部位，兩個(gè)探頭一發(fā)一收，在焊縫兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行同向平行于焊縫中心線的移動(dòng)，這樣可以檢測(cè)出焊縫的橫向缺陷，這種掃查方式稱為交叉掃查，當(dāng)示波屏上出現(xiàn)次反射波后即認(rèn)為是缺陷波，然后沿著焊縫緩慢前后移動(dòng)一個(gè)探頭（發(fā)射探頭或接收探頭），并適當(dāng)環(huán)繞或旋轉(zhuǎn)探頭，使缺陷波幅為大。采用雙探頭交叉法是檢測(cè)焊縫內(nèi)橫向裂紋的方法，但是這種掃查方法靠手工操作，因此效率低，且不易掌握。

2.4帶余高焊縫的平行掃查

采用射線檢測(cè)時(shí)，有的橫向裂紋很難發(fā)現(xiàn)，這是由于焊縫余高的存在及橫向裂紋的位置，當(dāng)采用斜平行掃查時(shí)，波幅不高而容易漏檢。日常檢測(cè)中，為了重要焊縫橫向裂紋的檢出，一般將所有焊縫余高全部打磨平整，探頭可在焊縫上做平行掃查，進(jìn)而提高橫向缺陷的檢出率。如JB/T4730.3—2005標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊接接頭采用C級(jí)檢測(cè)技術(shù)等級(jí)時(shí)，應(yīng)將焊接接頭的余高磨平，檢測(cè)橫向缺陷時(shí)將探頭放在焊縫及熱影響區(qū)上做兩個(gè)方向的平行掃查。去除余高在焊縫上做平行掃查是檢測(cè)橫向缺陷的較好辦法。

厚壁鋼管一般采用多層多道焊，焊縫余高3～4mm，焊縫寬度40～70mm，如果手工用角向磨光機(jī)修磨焊縫，工作量會(huì)特別大。這類鋼管的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)及補(bǔ)充技術(shù)規(guī)范并沒有要求檢測(cè)橫向缺陷時(shí)去除焊縫余高，而且厚壁鋼管外焊縫的焊接為多層多道埋弧焊，表面光滑，當(dāng)使用2.5MHz9×9K1（45°）探頭騎在焊縫余高表面進(jìn)行掃查時(shí)，發(fā)現(xiàn)回波幅值很高，缺陷波形明顯，較易分辨?？梢?，采用平行掃查方式也能檢測(cè)出厚壁鋼管帶余高焊縫中的橫向裂紋類缺陷。

厚壁鋼管通常的檢測(cè)方法是使用9×9K1（45°）小晶片的橫波斜探頭（13×13以上的大晶片探頭檢測(cè)效果不好），將斜楔在焊縫余高上的探頭底部用砂紙修磨成弧形（有利于與焊縫好的吻合），并在焊縫上做雙向掃查，這時(shí)的掃查增益一般比基準(zhǔn)6~12dB，同時(shí)使用比較粘稠的耦合劑，就能地檢出焊縫的橫向裂紋。采用這種方法檢測(cè)焊縫的橫向裂紋時(shí)，大部分回波較高，只有少量的波幅在50%DAC（距離波幅校正），但仍然可以看到交替出現(xiàn)的典型的橫向裂紋的回波特征。

檢測(cè)時(shí)還需注意橫向裂紋在焊縫中的形態(tài)，此類裂紋在x軸方向，即焊縫長(zhǎng)度方向上端點(diǎn)和下端點(diǎn)坐標(biāo)是不同的，即裂紋是傾斜的，所以檢測(cè)時(shí)，在焊縫上的掃查從向前和向后兩個(gè)相對(duì)方向進(jìn)行掃查。常規(guī)波手工掃查對(duì)焊縫缺陷反射波信號(hào)的顯示率可能為DAC曲線，但是由于掃查波方向與缺陷平面走向等原因，使反射波信號(hào)未達(dá)到DAC曲線或50%DAC曲線，從而會(huì)使危害性平面狀缺陷漏檢。

如果采用70°斜探頭在母材上做雙向小角度斜平行掃查來檢測(cè)橫向缺陷，漏檢率就很高。實(shí)際工作中，焊縫的橫向裂紋都是用K1（45°）探頭在焊縫（焊縫有余高或者磨平）上掃查而檢測(cè)出來的。