在用壓力管道對接焊縫抽樣無損檢測的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明,各類焊接缺陷中未焊透缺陷的出現(xiàn)概率最大，而在定期檢驗(yàn)中最需要解決的是在用壓力管道對接焊縫的未焊透的定量檢測,并對未焊透的自身高度的測量精度要求在0.2mm以下,以滿足依據(jù)檢測結(jié)果對壓力管道進(jìn)行評級的要求。因此,未焊透缺陷的定量檢測具有重大意義,也是目前在用壓力管道定期檢驗(yàn)的技術(shù)難點(diǎn)。

飛泰根據(jù)數(shù)字超聲波技術(shù)檢測在用壓力管道對接焊縫的未焊透的情況,通過對小口徑(口徑:57~76mm,管壁:4~8mm)試件的超聲檢測方法做實(shí)驗(yàn),提出了應(yīng)用不同深度的槽形人工反射體作比較,測量管道對接焊縫根部未焊透缺陷自身高度和長度的方法,并通過對自然缺陷的實(shí)物試驗(yàn)和對實(shí)物試驗(yàn)結(jié)果和誤差進(jìn)行分析,為精確測量未焊透缺陷自身高度提供一種數(shù)字超聲檢測工藝方法。

超聲檢測的適用范圍廣,但對小口徑薄壁管的對接焊縫未焊透自身高度進(jìn)行超聲波精確測量檢測存在兩方面難點(diǎn):一是壁薄(4~8mm)、曲率半徑小的結(jié)構(gòu)本身不利于超聲檢測;二是就具體超聲檢測工藝來說,因壁薄,超聲橫波檢驗(yàn)基本在近場區(qū)內(nèi),對檢測有很多困難,且工件曲率半徑小使得檢測探頭與工件的接觸面小、曲面耦合效果差,超聲波在小徑管內(nèi)表面反射發(fā)散。雖然用超聲檢測小口徑薄壁管的未焊透自身高度和長度有難度,但是大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果及試驗(yàn)理論分析表明,只要選擇合適的探頭及檢測工藝,就可實(shí)現(xiàn)對其精確測量。

超聲檢測工藝方法的確定

1、方法一數(shù)字超聲波脈沖反射法。釆用數(shù)字超聲波脈沖反射法,利用數(shù)字超聲波機(jī)的測量精度較高的特性來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量,采用了高頻、小晶片和大入射角、短前沿的探頭進(jìn)行手工測量。理由是:由于是薄壁所以聲波衰減可以不考慮,選擇高頻率可以提高分辨力和測量精度;選擇大入角和短前沿的探頭可以減少聲波在工件中的傳播次數(shù)從而提高測量精度;由于工件的接觸面是凸曲面,選擇小晶片可以提高曲面耦合效果。

2、方法二超聲相控陣法。超聲相控陣技術(shù)是借鑒相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)原理而發(fā)展起來的,它可以實(shí)現(xiàn)聲束的聚焦和偏轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)對缺陷大小的精確測量。工業(yè)相控陣技術(shù)是指每個(gè)晶片的激發(fā)時(shí)間可以單獨(dú)調(diào)節(jié),從而控制聲束軸線和焦點(diǎn)等參數(shù)的換能器晶片陣列。通過軟件控制一個(gè)探頭中一組陣列晶片的觸發(fā)時(shí)間,就可以控制探頭的聲束角度、聚焦距離;換句話說是探頭的入射角度和具有最大分辨率的區(qū)域都是可調(diào)的,因此單個(gè)探頭就可以在同一個(gè)位置做多角度檢測。相控陣技術(shù)的應(yīng)用,使得不用移動(dòng)探頭就可以對工件進(jìn)行細(xì)致而全面的掃描檢測,配置機(jī)械夾具,可以對整個(gè)試件作高速、全面掃查;可變化的聲束角使得在檢測各種幾何形狀和缺陷類型工件的時(shí)候,都能獲得良好的信噪比。對于小徑管探傷推薦使用短前沿、高頻率的相控陣探頭,這是因?yàn)?大角度的探頭增大一次波的檢測范圍,克服二次波探傷靈敏度較低的問題;而高頻率探頭,指向性好、分辨力較高,測量精度也高。