小管径钛合金管材内窥镜检测技术

　　对外径为8mm，壁厚为1.5mm的钛合金管材进行超声检测，超声检测采用水浸脉冲反射法，采用的标准伤为管材内、外表面的纵向矩形槽，深度为壁厚的3%。超声检测发现50%以上的管材存在超标内伤，位置均在管材内表面附近。原技术条件未要求对管材内表面进行检测，只要求对管材外表面进行目视检测。为尽快找到缺陷类型以及产生缺陷的原因，需对该批管材补充内表面目视检查，目视检验按照ASME第V卷2010的要求进行，选择一些超声检测显示有缺陷处进行定位以及解剖金相实验，以此辅助判断缺陷性质。
　　1 仪器设备及ASME规范要求
　　1.1 内窥镜及探头选择
　　钛合金管材内径仅为5mm，且管材的标称长度大于1米。因为直杆内窥镜多用于产品检测深度在500mm以内、不需要弯曲的直孔检测[1]，其检测深度不能达到要求，因此未选择直杆镜进行检测。剩下光纤内窥镜及视频内窥镜可以选择，但基于以下两个原因选择视频内窥镜进行检测：
　　1）光纤镜采用光导纤维进传光及导像，随着检测距离的增加，效果越来越差。另外光纤镜还存在峰房影像及黑白点混成灰色效应，而视频内窥镜采用CCD芯片将光信号转化为电模拟信号[1]，并通过数据线缆传输，照明采用探头前端安装的LED照明，因此不会受到距离的影响，图像质量不会随距离的增加而变化。
　　2）管材?瓤?镜检查时，对于内径均匀的管路、孔洞，所选择的探头直径一般不大于管路、孔洞内径的4/5，弯曲、内径不均匀的管路、孔洞：选择的探头直径一般不大于管路、孔洞最小内径的2/3[1]。按照内窥镜探头的选择原则，内径为5mm钛合金管材属于内径均匀的管路，因此选择的探头直径应不大于管路内径的4/5，即为4mm。视频镜与光纤镜常规的标准探头尺寸如下：
　　光纤镜通常有φ（0.64、2.4、4.1）mm
　　视频镜通常有φ（3.9、5.0、6.1、7.3、8.4）mm
　　从以上可以看出，可选择光纤镜的探头直径为φ2.4mm，视频镜的探头直径为φ3.9mm，在这两种直径探头同时满足要求时，应优先选择直径较大的探头，以尽可能提高观察图像的清晰度[1]。在检测时需同时采用0°和90°两种探头进行检验，0°探头进行粗扫，若发现疑似缺陷后换同外径大小的90°探头在疑似区域进行细扫。
　　综上所述，选择视频内窥镜进行此次钛合金管材内壁检测，所选择的探头直径为φ3.9mm。
　　1.2 标准伤
　　ASME第V卷2010的规定要求“将一种人工瑕疵，宽度等于或小于0.8mm的细线或类似的状态，放在被检物的表面或相类似的表面，在这样的表面上能够识别人工瑕疵或类似状态的位置”。 在对该批钛合金管材进外表面直接目视检验时是按照技术条件要求，使用超声标准管外表面深度为3%壁厚，宽度约为0.016mm的纵向矩形槽作为判定标准，满足ASME规范要求。对于管材内表面的内窥镜目检验（ASME中称作摇控目视检验），ASME规范中规定“遥控目视检验的分辨能力至少应和直接目视检测的分辨能力相当”。因此，按ASME规范要求，内窥镜检查的分辨能力至少应和直接目视检验的分辨能力相当，采用超声标准管内表面深度为3%壁厚，宽度为0.016mm的纵向矩形槽作为判定标准，满足ASME规范中对管材内表面探伤的分辨能力要求。