PE 管焊缝缺陷超声检测

近年来，塑料管因其良好的耐腐蚀性、成型加工特性和抗污染性等特点，应用发展极其迅速，逐渐替代了钢管在各方面的应用。聚乙烯(polyethylene， PE)管作为一种绿色环保型塑料管材，综合性能优越，预期使用寿命长(可达50 年)，在城镇燃气输送、农业灌溉、工业流体运输等领域得到了广泛应用。根据最近的一项经济研究，仅欧洲联盟2012 年生产塑料就达4 590 万吨，其中PE 占29.5%。

热熔焊接经济可靠，连接简单快速，已广泛应用于各种规格的PE 管道连接。然而，施工现场热熔焊接接头的性能易受各种环境条件和焊接工艺的影响，接头处不可避免地容易产生各种缺陷，如气孔、夹杂、未焊透等，从而降低焊接质量，诱发管道失效，严重时甚至可能引发重大安全事故。因此，PE 管材热熔焊接焊缝的无损检测至关重要。随着金属无损检测技术的发展，复合材料的超声检测已成为近年来国内外的研究热点，相关研究已获得一些进展，如超声波衍射时差法(TOFD)、超声相控阵列技术检测塑料熔接管道缺陷。

然而，基于TOFD 和超声相控阵列技术的检测方法相对繁琐、设备较贵，需要额外的附件配合使用，工程应用受到一定程度的限制。为此，本研究针对 PE 管材的特点，基于普通数字超声检测仪，对PE 管热熔焊接接头处不同种类缺陷的检测效果及其评价方法进行研究，以期实现PE 等塑料管超声波检测的工程化应用。

检测原理

超声检测利用脉冲回波反射原理进行缺陷检测， 即探头发射脉冲经过耦合剂到达被测物体表面产生始波，进入物体后遇到缺陷产生缺陷回波，由物体表面反射的脉冲信号时间t₁ 及缺陷反射的脉冲信号时间t₂，得出(t₂-t₁)为超声波由物体表面到达缺陷并返回至物体表面所经历的时间。根据超声波在被检物体中的传播速度，计算缺陷与物体表面的相对位置为

s=ν ( t₂- t₁ ) / 2

式中：ν———超声波在物体中传播速度;

s———物体表面到缺陷的距离。