超聲相控陣技術檢測和評價方法研究.pdf

1、超聲相控陣與傳統(tǒng)常規(guī)超聲檢測技術相比有諸多優(yōu)點，目前國內尚沒有超聲相控陣技術檢測和評價方法的相關標準規(guī)范，嚴重影響了該技術的普及和應用。本項目擬就超聲相控陣技術應用檢測工藝和技術進行理論分析計算和實驗研究，在結合國內外應用案例的基礎上制定出適合我國工業(yè)檢測的超聲相控陣技術檢測的標準。
　　本文參考國外的有關標準和文獻，設計相應的標準試塊和焊接試板，利用CIVA仿真軟件做相控陣技術理論分析和仿真計算，結合實際工件檢測，對超聲相控陣檢

2、測設備工藝性能參數評估和分析研究，不同參數進行超聲相控陣檢測并與常規(guī)超聲的檢測、射線檢測結果做比較。
　　超聲相控陣系統(tǒng)性能測試試驗結果表明隨著激發(fā)晶片數量的增加，超聲相控陣系統(tǒng)的聚焦能力變好，聚焦深度范圍變大，焦點尺寸變小。聚焦深度增加，聚焦尺寸也增加。楔塊對聚焦能力的影響主要是聲束偏轉角度和聲程，加裝楔塊時大部分近場區(qū)都在楔塊中，工件中的近場區(qū)很小，偏轉角度越小，工件中的近場區(qū)就越大。隨著偏轉角度的增大，聚焦能力變弱。改變晶片

3、激發(fā)數量、偏轉角度和聚焦深度等，對非偏轉方向聲束的擴散情況影響很小。當激發(fā)晶片數量小于等于16時，相控陣系統(tǒng)角度偏轉能力較差，在晶片間距相同時，激發(fā)晶片數量越多，角度偏轉能力越強，在相同的激發(fā)晶片數量下，較大間距探頭角度偏轉能力強。
　　超聲相控陣系統(tǒng)性能的CIVA仿真結果和真實結果基本一致，變化規(guī)律相同。在激發(fā)晶片數量大于等于128時，在200mm的范圍內無法形成一個可靠的有效聚焦范圍。通過對接焊縫仿真試驗可以發(fā)現，相控陣檢測中

4、，激發(fā)晶片數量并不是越多越好，較多的激發(fā)晶片數對較大厚度的工件有較好的檢測效果。
　　從超聲相控陣焊縫檢測試驗可以看出除對夾渣類缺陷相控陣檢測的檢出率略低于常規(guī)超聲外，相控陣檢測對缺陷的檢出率整體情況略高于常規(guī)超聲波檢測，對其余類型的缺陷檢出情況，相控陣均優(yōu)于常規(guī)超聲。對于氣孔類點狀缺陷，相控陣測長總體與射線測長相當，均大于常規(guī)超聲測長；對于夾渣類缺陷相控陣測長遠大于射線及常規(guī)超聲；對于未熔合缺陷，常規(guī)超聲及相控陣測長均小于射線測