[发明专利]自动检查沉积在待组装的两个金属片之间形成的槽中的焊道的方法

说明书

本发明涉及一种自动检查以多个道次沉积在槽(18)中的焊道(24)的方法，槽(18)形成在组装在一起的两个部件(20、22)之间，该方法包括以下步骤：将发射超声波的至少一个发射电磁声传感器(2)定位在槽的一侧并将接收超声信号的至少一个接收电磁声传感器(2)定位在槽的相对侧，超声波发射传感器被配置为发射瑞利表面波；在沉积道次时，自动移动传感器以跟随焊接电极沿槽的移动；在传感器移动时激活传感器，以使发射传感器能够产生瑞利波并向正在沉积的焊道道次发射瑞利波，接收传感器接收在所述道次中传输和/或反射的超声信号；以及针对焊道的整个道次重复操作。

背景技术

本发明涉及沉积在用于组装在一起的两个金属部件之间形成的槽中的焊道的非破坏性检查的一般领域。

本发明的非限制性应用领域是检查沉积在两个端对端邻接的管状管子之间的环形焊道，特别是检查沉积在输送碳氢化合物的海底管道的两个管状元件之间的环形焊道。

特别地，非破坏性检查技术用于石油工业中，以识别沉积(特别是通过电弧焊接)在两个管状管件之间的焊道中的缺陷的存在，其中，这种缺陷可能是熔化不足、开裂、夹杂物或孔隙，并且这些技术也可能用于量化这些缺陷。

在石油工业中，射线照相是目前在陆地上预制管子期限或在管子被S型铺设或J型铺设时用于检查沉积在两个管状管件之间的焊道的技术之一。

特别地，该技术用于检查内部衬有耐腐蚀合金层(例如，)的管子的对接焊道。通常，该合金层的厚度在2.5毫米(mm)至5mm的范围内，并且其在内部涂覆碳钢管的内表面以改善其机械和化学性质。

用抗腐蚀合金层涂覆碳钢管内表面的技术之一(主要用在管子承受高级别的疲劳应力时)在于将抗腐蚀合金层热层压到碳钢板上以获得两种材料之间的冶金结合。另一种技术在于用连续沉积的抗腐蚀合金构建碳钢管的内表面。

然而，构造管子的要求变得越来越受限制，特别是在检查内衬管的对接焊道方面。特别地，除了焊道的最终射线照相检查之外，这些要求还要进行中间射线照相检查，以确保焊道中没有与管衬相关的缺陷。因为检查需要分两个阶段进行，所以这会影响生产率。这导致每个焊道的循环时间延长15分钟(min)至20分钟，这仅仅是由于需要进行额外的射线照相检查。

另一种用于检查内部衬有耐腐蚀合金层的管子中的对接焊接的技术在于自动超声波测试(AUT)。该技术利用相控阵超声探头(即探头)，每个探头包括用于检查目的的单元件超声传感器阵列。这种超声传感器可以发射和接收超声波。它们通常是将超声波转换成电能并反之亦然的压电传感器。

然而，该技术存在的缺点是，只有在焊接完成并且已经冷却到低于90℃的温度时才适合使用。具体而言，这种传感器的压电效应在200℃以上消失。此外，由于水通常用于在传感器和部件表面之间提供超声波耦接以进行检查，因此部件的表面温度难以超过100℃。最后，与这种传感器相关联并且在其内部产生超声波的端头(shoe)有随温度变化的机械特性。这导致波速的变化，从而降低超声波检查的性能。

文献US4588873公开了一种实时超声检查沉积在由两个部件PI和PII形成的槽中的单道焊道W的方法。为此目的，规定使用两个声学传感器PRA、PRB，用于发射和接收体超声波(bulk ultrasound wave)并且位于槽的任一侧。由这两个传感器产生和接收的体超声波(横向或纵向)被实时发送到控制装置，该控制装置用于调节某些焊接参数，以便校正焊接阶段出现的缺陷。