海底管道不锈钢复合管焊缝的全自动超声检测工艺认证

陈 亮

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

复合材料(CRA)管由基体管(如碳钢)及内衬不锈钢层(如镍基625)组成，内衬层厚度约3 mm，内衬层与基体管采用冶金结合方式，典型复合材料管结构示意如图1所示。

图1 典型复合材料管结构示意

海底管道施工在铺管船上采用连续作业，焊缝检验完成后立即进行节点防腐处理，因此确保检测工艺的可靠实施至关重要。笔者结合海底管道焊缝的AUT检测特点，对不锈钢复合管焊缝AUT检测工艺的关键环节进行了认证。

1 不锈钢复合材料管焊缝的AUT检测工艺

不锈钢复合材料管焊缝的AUT检测工艺采用分区法，即在焊缝厚度方向分为若干个检测区域，每个区域设计独立的反射体，采用上下游对侧布置，每个分区使用独立的超声波束扫描，实现对焊缝检测区域的全覆盖。由于不锈钢复合材料焊缝存在界面回波，且晶粒粗大，对其实施超声检测有困难，传统碳钢AUT工艺采用横波一发一收的配置方式(传统碳钢AUT检测波束扫描方式见图2)不再适用，相控阵只能采用一次纵波扫描方式(不锈钢复合材料管焊缝分区法AUT波束扫描方式见图3)，同时采用爬波、TRL(双晶纵波探头)及超声衍射时差法(TOFD)等波束扫描，获得不锈钢复合材料管焊缝可靠的AUT检测工艺。

图2 传统碳钢AUT检测波束扫描方式示意

图3 不锈钢复合材料分区法波束扫描方式示意

2 缺陷制作

缺陷制作所用焊缝材料规格有3种，即公称直径为508 mm，壁厚为31.6 mm(内衬CRA层厚3 mm)，公称直径为323 mm，壁厚为22 mm(内衬CRA层厚3 mm)及公称直径为219 mm，壁厚为11.1 mm(内衬CRA层厚3 mm)。……