ERW焊管是利用集膚效應(yīng)和高頻電流的鄰近效應(yīng)將管坯的邊緣快速加熱到焊接溫度，然后擠壓并焊接而成的。與無(wú)縫鋼管相比，ERW焊管具有尺寸精度高，價(jià)格低，生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，其晶粒尺寸和結(jié)構(gòu)致密性優(yōu)于無(wú)縫鋼管。與同規(guī)格的埋弧焊管相比，ERW焊管生產(chǎn)速度快，焊縫處的防腐層沒有局部變薄。它的應(yīng)用領(lǐng)域包括石油鉆探套管，海洋石油工業(yè)中的海底油氣管道，主干線和城市管道網(wǎng)絡(luò)的油氣管道和氣體分配管等。

雖然中國(guó)引進(jìn)了ERW鋼管生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)較早，在消化，吸收和創(chuàng)新方面仍存在嚴(yán)重缺陷。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)ERW焊管的質(zhì)量還存在一定差距，在國(guó)內(nèi)長(zhǎng)輸管道中的使用也受到一定的限制。ERW焊管的焊接質(zhì)量是影響其性能的主要因素。ERW焊管的壓力測(cè)試以及使用過程中的破裂和爆裂主要是由焊接缺陷引起的。因此，提高了ERW焊管的檢驗(yàn)水平，改善了焊管的缺陷。檢出率對(duì)確保ERW焊管的質(zhì)量，確保ERW焊管和管道的安全運(yùn)行具有重要意義。

ERW焊管中可能存在多種焊接缺陷，其中一些缺陷來(lái)自母材，而某些則來(lái)自焊接過程。不同的缺陷對(duì)焊接質(zhì)量有不同的影響。裂紋和不熔合等區(qū)域缺陷易于在應(yīng)力條件下集中，這是造成低應(yīng)力焊縫脆性斷裂的主要原因。盡管其開裂敏感性小于區(qū)域缺陷，但是盡管它們的裂紋敏感性小于區(qū)域缺陷，但是盡管這樣，體積缺陷（例如孔和爐渣夾雜物）卻減小了，而焊接強(qiáng)度卻降低了。在外力的作用下，這些缺陷通常會(huì)成為裂紋的來(lái)源，并最終導(dǎo)致焊縫的裂紋。

1. ERW焊管生產(chǎn)過程中的超聲波檢查

超聲波檢查是目前ERW焊管生產(chǎn)過程中主要的無(wú)損檢測(cè)方法。其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：1）鋼板在線超聲檢測(cè)。2）ERW焊接，去除內(nèi)部和外部毛刺后，對(duì)焊縫進(jìn)行超聲波在線檢查。3）ERW焊縫的離線檢查。4）ERW焊接管端的超聲波檢查。

1.1鋼板超聲波在線檢測(cè)

鋼板超募集在線檢測(cè)通常使用雙晶或多晶探針，結(jié)合水膜或部分浸水，其主要目的是檢測(cè)平行于鋼板表面的鋼板中的分層缺陷。主要的掃描方法有兩種：一種是沿軋制方向平行線掃描；另一種是沿軋制方向平行線掃描。另一個(gè)是鋼板沿軋制方向的線性運(yùn)動(dòng)以及垂直于鋼管運(yùn)動(dòng)方向的探針的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而形成“ z”形掃描。由于鋼板的邊緣在隨后的ERW焊接中形成焊縫，因此在此位置進(jìn)行缺陷的檢測(cè)對(duì)于鋼板的超聲檢查尤為重要。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求100％掃描鋼板邊緣。在實(shí)際工作中，通常可以通過增加鋼板邊緣上的探針數(shù)量來(lái)確保。

1.2焊縫的超聲波在線檢查

在焊接并去除內(nèi)部和外部毛刺之后，應(yīng)進(jìn)行ERW焊縫超聲波在線檢查。它主要包括兩個(gè)部分：一個(gè)是使用A掃描或B掃描來(lái)檢測(cè)內(nèi)部和外部毛刺的刮擦效果。與A掃描相比，B掃描可以實(shí)時(shí)顯示去除內(nèi)部毛刺后的焊縫內(nèi)壁形態(tài)，并且圖形顯示更加直觀；第二種是縱波的傾斜入射，利用焊管折射產(chǎn)生的橫波檢測(cè)焊接缺陷。由于此時(shí)的焊接溫度較高，通常使用局部水浸法將高溫探頭用于在線檢查。

1.3焊接超聲波離線檢查和管端檢查

ERW焊縫的離線超聲波檢測(cè)通常在水力試驗(yàn)和倒角之后進(jìn)行，主要用于檢測(cè)焊縫和熱影響區(qū)的縱向缺陷。為了提高檢測(cè)效率，通常采用自動(dòng)檢測(cè)。由于自動(dòng)檢測(cè)到管端盲區(qū)的影響。之后，通常會(huì)添加焊接的手動(dòng)超聲掃描。管端檢查的內(nèi)容主要包括管端焊縫的檢測(cè)，管端基材分層的缺陷以及軸向和周向缺陷的檢測(cè)。分層缺陷的檢測(cè)通常使用分裂探針，并且焊縫和母材的軸向方向以及周向缺陷大多使用傾斜探針進(jìn)行掃描。

2.選擇ERW焊縫超聲波檢測(cè)工藝參數(shù)

ERW焊縫的超聲波測(cè)試主要包括兩種方法：自動(dòng)測(cè)試和手動(dòng)測(cè)試。目前，ERW焊縫的自動(dòng)檢查主要采用兩種形式：車輪探針檢查和局部浸水檢查。自動(dòng)檢測(cè)具有檢測(cè)效率高，速度快的優(yōu)點(diǎn)，但是不利于精確定位和缺陷的定性定量分析。相比之下，手動(dòng)檢測(cè)更加靈活，不僅可以準(zhǔn)確地定位缺陷，還可以通過回波特性和動(dòng)態(tài)波形對(duì)缺陷進(jìn)行定性和定量分析。對(duì)于通過自動(dòng)超聲波檢測(cè)到的缺陷，通常使用手動(dòng)方法進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。ERW焊縫的超聲測(cè)試需要考慮的工藝參數(shù)包括折射角，

2.1折射角的選擇

ERW焊縫的超聲波檢測(cè)通常采用縱波的傾斜入射，通過在工件和焊縫中產(chǎn)生橫波通過波形轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。這兩個(gè)基本條件是：1）在母材和焊縫中激發(fā)出純橫波。2）鋼管的內(nèi)壁被橫向聲束掃描。

2.2檢測(cè)頻率

的選擇超聲波檢測(cè)的頻率范圍比較寬，一般為0.5-10MHz。選擇頻率時(shí)應(yīng)考慮以下因素：

（1）超聲波測(cè)試的靈敏度約為波長(zhǎng)的一半。增加頻率將有助于發(fā)現(xiàn)較小的缺陷。另外，頻率越高，脈沖寬度越小，分辨率越高。
（2）高頻，短波長(zhǎng)，半擴(kuò)散角小，聲束指向性好，能量集中，有利于發(fā)現(xiàn)和定位缺陷。但是對(duì)于相同的晶片尺寸，頻率越高，近場(chǎng)面積越大，這對(duì)于檢測(cè)來(lái)說(shuō)就越不利。
（3）隨著頻率增加，超聲波的散射和吸收衰減急劇增加，這對(duì)于檢測(cè)是不利的。

在檢測(cè)中，應(yīng)綜合考慮各種因素，并合理選擇檢測(cè)頻率。對(duì)于ERW焊管，基材通常是晶粒相對(duì)較細(xì)的熱軋卷材。感應(yīng)加熱和擠壓成型后的焊接熔合區(qū)和熱影響區(qū)的寬度相對(duì)較窄，其晶粒尺寸基本上與基材相同。在實(shí)際工作中，為了獲得較高的分辨率，應(yīng)在保證檢測(cè)靈敏度的前提下盡可能選擇較高的頻率，通常在2.5-5MHz之間。

3.參考測(cè)試塊

確定ERW焊縫超聲檢測(cè)靈敏度的基礎(chǔ)，API 5L和鋼管焊接超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB / T9711要求使用帶有N10凹槽或3.2mm垂直通孔的對(duì)比試塊，并由人工反射器回波。100％作為缺陷判斷的標(biāo)準(zhǔn)。

4.結(jié)論

（1）在ERW焊管的超聲測(cè)試中，為確保在焊管中激發(fā)出純的橫波并掃描焊管的內(nèi)壁，焊縫的折射角的下限管道的橫波為33.2度，上限與焊接管道的內(nèi)外徑比r / R成正比。r / R值越大，范圍越大。

（2）當(dāng)聲束在焊接管的內(nèi)壁上的折射角為45度時(shí)，對(duì)于焊縫和熱影響區(qū)的表面開口缺陷具有更高的檢測(cè)靈敏度。但是，為了考慮到對(duì)焊縫內(nèi)部徑向區(qū)域缺陷的檢測(cè)，還應(yīng)使用具有大折射角的橫向聲束進(jìn)行掃描。

（3）根據(jù)橫波折射角和鋼管直徑，綜合考慮射擊隊(duì)的聲束寬度。必須確保聲束的上邊緣不激發(fā)焊管中的表面波，而且要避免在焊管中出現(xiàn)折射的縱波。