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相控陣在小徑管焊縫檢測中的應(yīng)用

發(fā)布時間:2021-03-11

、檢測背景

在火力發(fā)電,石油化工等行業(yè)中,經(jīng)常有小徑管對接焊縫,這種管道中的焊縫質(zhì)量對管道的使用壽命有很大的影響。所以薄壁焊縫的檢測也被納入標準中,成為重要的工藝環(huán)節(jié)。

實驗中使用的管件如下圖,壁厚5mm。

圖片 1.png       圖片 2.png

二、檢測方法的難點

常規(guī)超聲檢測小徑管的難點有:

小徑管壁薄,壁厚較薄時超聲波束在管壁中產(chǎn)生的聲程較短,易受聲壓不規(guī)則的近場區(qū)干擾,給缺陷定性,定量帶來困難;

管壁曲率較大,管內(nèi)外表面聲能損失較大,聲束傳輸路徑更復(fù)雜,經(jīng)過多次發(fā)散,聚集聲壓反射異于常規(guī),使聲能有一定量損失,降低了探傷靈敏度;

焊縫焊波高度,焊瘤尺寸與管壁厚度為同一數(shù)量級,在較高靈敏度探傷時雜波多,給缺陷的識別增加了難度;

不銹鋼焊縫柱狀晶引起超聲波在傳播時產(chǎn)生較大的衰減和散射,并伴隨著聲束偏移,導(dǎo)致聲波路徑發(fā)生彎曲、畸變,造成定位不準;結(jié)構(gòu)噪聲與粗晶、各向異性引起超聲波衰減嚴重,導(dǎo)致超聲波難以進入焊縫;粗晶的林狀回波降低了缺陷信噪比。

在目前使用超聲相控陣檢測技術(shù)是解決小徑管焊縫的檢測是比較理想的技術(shù)之一,相控陣可以實現(xiàn)聚焦,角度偏轉(zhuǎn),雙晶線陣探頭有更好的聚焦,分辨率, A15和A25探頭對碳鋼和不銹鋼的小徑管有很好的覆蓋

碳鋼管件檢測:

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不銹鋼管件檢測

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三、檢測設(shè)備配置選擇:

主機:Ommiscan X3

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探頭:7.5CCEV35-A15 ,5DL16-12X5-A25

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可在次軸上優(yōu)化聚焦的薄型相控陣探頭,提高了檢測薄壁管道上的細小缺陷的能力。

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A25探頭擁有一個創(chuàng)新型系統(tǒng),可以根據(jù)楔塊屋頂角度調(diào)整兩個陣列。楔塊屋頂角可以根據(jù)被測管道的直徑得到優(yōu)化。

三、檢測實驗方法:由于小徑管曲率比較大,我們借助COBRA手動掃查器完成數(shù)據(jù)采集,并且掃查器可多安裝兩個相控陣探頭,并可在單次掃查中完成整個焊縫的檢測。

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試塊人工缺陷的檢測效果

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試管中人工缺陷清晰可見

結(jié)論

超聲相控陣檢測技術(shù)可以通過三維圖像,利用反射信號顏色的對比更直觀的體現(xiàn)出工件的好壞程度。通過橫向(缺陷與缺陷之間)和縱向(缺陷與底面回波之間)顏色及波高的對比,采用記錄數(shù)據(jù)的形式,用分析軟件給出反射信號更準確的定量。配合編碼器對反射信號進行定位。綜上所述:采用超聲相控陣檢測技術(shù)對上述工件有良好的檢測效果。

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