在用壓力管道對接焊縫抽樣無損檢測的統(tǒng)計分析結(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的技術(shù)難點。

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驗,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物試驗和對實物試驗結(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: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,但是大量實驗結(jié)果及試驗理論分析表明,只要選擇合適的探頭及檢測工藝,就可實現(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,它可以實現(xiàn)聲束的聚焦和偏轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)對缺陷大小的精確測量。工業(yè)相控陣技術(shù)是指每個晶片的激發(fā)時間可以單獨調(diào)節(jié),從而控制聲束軸線和焦點等參數(shù)的換能器晶片陣列。通過軟件控制一個探頭中一組陣列晶片的觸發(fā)時間,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,因此單個探頭就可以在同一個位置做多角度檢測。相控陣技術(shù)的應(yīng)用,使得不用移動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,這是因為: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。