鋼包耳軸深厚焊縫的相控陣超聲檢測(cè)技術(shù).pdf

1、鋼包在鋼鐵行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用,由于受載嚴(yán)重,鋼包耳軸根部焊縫易產(chǎn)生缺陷,導(dǎo)致安全事故。為確保鋼包的安全運(yùn)行,需加強(qiáng)焊縫區(qū)域的檢測(cè)。
　　耳軸根部焊縫區(qū)域高度僅28 mm,寬度不足20 mm,相對(duì)整個(gè)耳軸區(qū)域較小,但焊縫位置距檢測(cè)面150 mm以上,對(duì)檢測(cè)技術(shù)的穿透力要求較高,而100 mm以?xún)?nèi)的檢測(cè)面寬度則限制了接觸式探頭的移動(dòng)范圍。相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)通過(guò)控制各陣元的激發(fā)延時(shí),可實(shí)現(xiàn)大范圍的扇形掃描成像,具有較強(qiáng)的穿透力和掃描范

2、圍,檢測(cè)效率較高,可有效的解決鋼包耳軸根部焊縫的檢測(cè)難題。本文基于相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)聲束聚焦與聲束偏轉(zhuǎn)的特性,對(duì)鋼包耳軸根部焊縫展開(kāi)了研究。本文的具體工作主要包括:
　　(1)基于聲場(chǎng)理論和陣列信號(hào)處理理論,結(jié)合仿真分析,提出采用中心頻率5 MHz,16陣元,d?1/2?的相控陣探頭解決鋼包耳軸根部焊縫的檢測(cè)問(wèn)題。
　　(2)通過(guò)CIVA軟件對(duì)鋼包耳軸根部焊縫進(jìn)行了聲場(chǎng)計(jì)算及缺陷響應(yīng)仿真,聲場(chǎng)計(jì)算展示了橫波檢測(cè)與縱波檢測(cè)時(shí)的

3、聲場(chǎng)特性,缺陷響應(yīng)仿真說(shuō)明了橫波檢測(cè)與縱波檢測(cè)對(duì)焊縫區(qū)域兩個(gè)橫通孔缺陷均具有很強(qiáng)的分辨率,誤差范圍在1 mm以?xún)?nèi)。
　　(3)采用Omniscan相控陣超聲檢測(cè)儀,對(duì)鋼包耳軸試塊深210 mm-236 mm的焊縫區(qū)域進(jìn)行了檢測(cè)分析,確定了最優(yōu)檢測(cè)參數(shù),其中一次反射橫波扇掃和小角度入射縱波扇掃均能獲得較好的檢測(cè)效果,檢測(cè)信噪比最高可達(dá)18 dB。最后,對(duì)某煉鋼廠(chǎng)100 t鋼包耳軸進(jìn)行了實(shí)際檢測(cè)。
　　(4)針對(duì)鋼包耳軸實(shí)際檢測(cè)

4、過(guò)程中信噪比低的問(wèn)題,本文采用小波閾值去噪和匹配追蹤去噪兩種時(shí)頻去噪方法,對(duì)鋼包耳軸根部焊縫的A掃描成像進(jìn)行了處理并比較了兩種方法的去噪性能。結(jié)果表明:采用Gabor原子構(gòu)建原子庫(kù),進(jìn)行5層迭代時(shí),匹配追蹤去噪對(duì)不同信噪比的信號(hào)處理都獲得了很好的效果,而小波閾值去噪在低信噪比下處理性能較差。以A掃描成像的匹配追蹤處理為基礎(chǔ),本文實(shí)現(xiàn)了相控陣超聲獨(dú)特的 S掃描成像的匹配追蹤去噪應(yīng)用,與儀器的S成像結(jié)果相比,匹配追蹤去噪后的S掃描成像質(zhì)量大