承壓設(shè)備對(duì)接焊縫超聲相控陣檢測(cè)圖譜分析.pdf

1、承壓類設(shè)備對(duì)接焊縫質(zhì)量對(duì)工業(yè)的生產(chǎn)安全起著至關(guān)重要的作用。超聲相控陣成像檢測(cè)技術(shù)結(jié)合聚焦聲束與陣列探頭的移動(dòng)能獲得功能強(qiáng)大的檢測(cè)信息。在承壓設(shè)備對(duì)接焊縫檢測(cè)中獲得廣泛的應(yīng)用,但相控陣超聲檢測(cè)的掃描圖像仍然需要一定的識(shí)別技能。承壓設(shè)備對(duì)接焊縫的超聲相控陣檢測(cè),其缺陷顯示圖像與衍射時(shí)差法的黑白條紋不同,也不同與常規(guī)的A型脈沖反射回波法。通過(guò)超聲相控陣圖像特征判別焊縫中缺陷性質(zhì)、定位及定量是推廣和發(fā)展該項(xiàng)新技術(shù)的關(guān)鍵,具有重要的研究意義。

2、r>　　本文采用數(shù)值模擬和實(shí)際檢測(cè)相結(jié)合的方法對(duì)接焊縫超聲相控陣檢測(cè)圖譜進(jìn)行分析和識(shí)別研究。首先闡述了超聲相控陣發(fā)射及接收聲束控制、相位延時(shí)規(guī)律及相控陣成像原理?；陉嚵刑筋^的聲場(chǎng)輻射,分析相控陣聚焦法則計(jì)算,建立一維陣列探頭聚焦法則的計(jì)算模型。深入分析電子線性和扇形兩種掃描方式及應(yīng)用范圍,確定采用扇形掃描作為鋼對(duì)接焊縫主要缺陷圖譜分析的主要檢測(cè)方式。
　　其次,采用CIVA軟件對(duì)鋼板對(duì)接焊縫的超聲相控陣檢測(cè)進(jìn)行模擬仿真。利用Es

3、beamtool軟件研究了當(dāng)相控陣聲束覆蓋檢測(cè)區(qū)時(shí)探頭的布設(shè)方式,在CIVA中建立對(duì)接焊縫模型,設(shè)置探頭參數(shù),并在焊縫相應(yīng)部位模擬制作氣孔、裂紋、未熔合、夾渣和未焊透這五種缺陷,并進(jìn)行超聲相控陣扇掃模擬檢測(cè),得出了不同種類型缺陷的超聲相控陣扇掃圖形特點(diǎn),分析缺陷深度和方向等因素對(duì)超聲相控陣檢測(cè)結(jié)果的影響,給出了大量典型缺陷圖譜,并與X射線檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。
　　以數(shù)值檢測(cè)結(jié)果為指導(dǎo),在實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究上參考ASTM E2700標(biāo)準(zhǔn),

4、采用國(guó)產(chǎn)便攜式超聲線性相控陣儀Phascan,設(shè)計(jì)制定了鋼板對(duì)接焊縫超聲相控陣檢測(cè)工藝方案。給出了檢測(cè)儀器與探頭組合的聲速、延時(shí)、靈敏度和時(shí)間增益修正(TCG)等參數(shù)校準(zhǔn)方法。通過(guò)相控陣扇掃圖譜識(shí)別缺陷幾何尺寸大小,設(shè)計(jì)并定制了包含不同深度和傾角的裂紋和豎孔人工缺陷。分析了裂紋和豎孔長(zhǎng)度、寬度及傾角對(duì)相控陣檢測(cè)結(jié)果的影響。在此基礎(chǔ)上對(duì)一組60塊包含氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋典型缺陷的對(duì)接焊縫試板進(jìn)行檢測(cè)及圖像分析。對(duì)于氣孔,其扇掃

5、圖像呈光亮的圓形或橢圓形,衍射回波信號(hào)隨氣孔身后顯示;夾渣缺陷,由于形狀不固定,圖像形狀多不規(guī)則,邊緣不清晰且其后衍射波圖像位置不定;對(duì)于裂紋,當(dāng)聲波傳播方向與裂紋有一定夾角時(shí),由于裂紋對(duì)聲波的衍射效應(yīng),裂紋上下尖端衍射回波圖像清晰,并由此可測(cè)定裂紋幾何尺寸及角度;未焊透缺陷,由于中間位置反射回波大,圖像中間亮度大,兩側(cè)邊緣不圓滑反差大;未熔合與未焊透缺陷類似,中間反射回波大導(dǎo)致扇掃圖像中心面積大且亮度大。
　　相控陣超聲檢測(cè)時(shí),