全自动超声波检测技术在管道对接环焊缝检测中的应用
海底管线管中管对接环焊缝的相控阵超声检测
随着相控阵理论在超声波检测领域的应用，超声相控阵检测(PAUT)技术日趋成熟，并以检测速度快、缺陷定量准确、设备使用灵活、故障率低、可交叉作业等优点而逐渐广泛应用于海底管道的焊缝检测中。
海底管道双层管为管中管的形式，两管之间采用保温材料进行填充。
在施工过程中，完成内管焊接检验后需要进行外管焊口的组对焊接，而外管的周向旋转受限，同时受到管体椭圆形状的影响，就存在影响自动超声检测(AUT)精度的风险。
那么，该如何将先进的PAUT技术更好地应用于这类海底双层管外管的检测呢？PAUT检测工艺海洋石油工程股份有限公司的技术人员结合海底管线项目双层管外管检测存在的风险，设计了可靠的PAUT检测工艺及轨道式扫查装置。
依据被检工件的材料、尺寸、批准的焊接工艺及检测区域，选择了合适的设备与探头组合，设置起始晶片和激发晶片的数量、聚焦的类型、聚焦的位置，合适的角度范围及角度步进，生成一个扇形扫描，通过选择合适的步进偏移，实现对检测区域的全覆盖。
相控阵波束覆盖示意同时，该工艺设置了一组TOFD(超声波衍射时差法)探头，用以提高焊缝内部缺陷的高度定量精度，确保该工艺在焊缝各个区域具有良好的检测能力。
由标准DNV-OS-F101-2013《海底管线系统》可知，TOFD波束覆盖示意和PAUT 检测工艺显示视图如下图所示。
TOFD波束覆盖示意PAUT检测工艺显示视图数据采集装置针对海底管线焊缝检测的特点，设计了新型轨道式扫查装置，该扫查装置可同时夹持2组探头，实现电动扫查，最大扫查速度可达100mm/s，探头偏移精度可控制在-1~1mm之内，周向扫查精度在-5~5mm之内。
验证试验焊接缺陷的制备在PAUT检测能力验证时，采用的试验管道管径为323mm，壁厚为11.1mm，在焊缝内部表面及内部不同深度处设置不同的焊接缺陷，缺陷类型包括根部未焊透､坡口未熔合､外表面开口､焊缝中心气孔､夹渣等。
试验数据分析为了验证PAUT检测工艺的缺陷检测能力及可靠性，对加工好的缺陷焊缝分别进行PAUT、AUT和RT(射线检测)，采用相同的扫查零点和扫查方向，记录每个缺陷的长度、深度和高度。
全自动超声波检测应用于西部管道施工
现场 就可 以对 焊 缝 质 量 进 行 评 定 ，与 射 线 检 测 相
比 ，大大 缩短 了 出具 检 测结果 的 时间 ，提高 了检测
工 作 的效 率 。
是可 检测 复杂 型面 ，即波束 的移 动是靠 晶 片的时 间
多路 传 输 技 术 实 现 的 ，检 测 速 度 快 （ 高 １ ０ 最 ０ ｍｍ／ ） 由于采 用 了相 控 阵 技 术 ，做 到 了 结 果 ，提 高 了检 测 工 作 效 率 ； 可 以 实现 对 全 自动 焊 接 质 量 的 过 程 控 制 ；对 线 形
缺 欠尤 其是 未熔合 缺 欠的检 测 率很 高。该技 术在 西部 原 油成品 油 管道 工程 检测 中已经充 分体现 了
其技 术 的先进 性 。
９ ２
油 气 田地 面 工程 第 ２ ９卷 第 ８期 （ ０ ０ ８ ２ １．
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ —８ ６ ２ １ ． ８ ０ ７ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ ６６ ９ ． ０ ０ ０ ． ５ ｓ
全 自动超声波检测应 用于 西部 管道施工
李广 波 大庆油田 三维工程检测有限责任公司
（ ）ＡＵＴ 检测 可 以实 现 对 全 自动焊 接 质量 的 ２ 过程 控制 。在 检测 现 场 就 可 以评 定 焊 缝 焊 接质 量 ，
寸小 、体 积 小 ，采 用 延 时 板 、１ ８ Ｄ 转 换 器 板 、 ２ Ａ／
脉 冲 发 射 器 板 及 通 道 板 等 ，１ ８通 道 可 同 时 激 发 ３ ２ ２
域分 割划分 的方式得 出缺 欠在 垂直 方 向的位 置和缺
任公 司在第 １ ０标段共 部 署 了 １ ＡＵＴ 检 测机 组 。 个
截止 到 ２ ０ ０ ５年 ８月 ，ＡＵＴ共 检 测 约 １ ｍ 管 道 ， ０ｋ
超声波在焊接质量检测中的应用研究
超声波在焊接质量检测中的应用研究近年来，随着制造业的快速发展，焊接技术在现代工业中扮演着举足轻重的角色。
然而，由于焊接过程中的复杂因素，焊接质量问题成为了制约产品质量的关键。
为了解决这一问题，超声波技术应运而生，并广泛应用于焊接质量检测领域。
超声波是一种通过声波频率高于人类可听到的上限（通常为20 kHz）的声波。
与传统的视觉检测相比，超声波技术具有非接触、快速、准确等优势。
因此，它成为了焊接质量检测领域的重要技术手段之一。
首先，超声波技术可以用于焊接缺陷检测。
在焊接过程中，由于材料的熔化和凝固，往往会产生一些缺陷，如气孔、夹杂物等。
这些缺陷对焊接接头的力学性能和密封性能产生负面影响。
通过将超声波探头放置在焊接接头上，超声波可以通过不同材料的传导特性来检测焊接缺陷。
超声波的传播速度和衰减情况可以反映出焊接接头中的缺陷情况，从而及早发现并修补缺陷，提高焊接接头的质量。
其次，超声波技术还可用于焊接接头的结构评估。
焊接接头的结构特点对其力学性能具有决定性作用。
通过超声波的散射和反射特性，可以获得焊接接头的结构信息。
超声波探头发射的声波在焊接接头内部传播时，会与接头内的缺陷和界面反射或散射，从而形成声波的回波或散射信号。
通过分析这些超声波信号，可以得出焊接接头的结构信息，评估焊接接头的质量，为生产工艺的改进提供依据。
除了焊接缺陷和结构评估，超声波技术还可以用于焊接接头的残余应力检测。
焊接接头在冷却过程中会形成残余应力，这是由于热量造成的冷却速率不均匀引起的。
残余应力有可能导致焊接接头的变形、开裂等问题，影响焊接接头的性能。
通过超声波技术，可以测量焊接接头内部的应力分布情况，及时发现和修复残余应力，提高焊接接头的质量。
综上所述，超声波技术在焊接质量检测中具有广泛的应用前景。
其非接触、快速和准确的特点使其成为制造业中的重要工具。
随着科学技术的不断发展，相信超声波技术在焊接质量检测中将发挥越来越重要的作用，为电子、汽车、航空航天等领域的焊接工艺提供更可靠的保障。
管道焊缝超声波无损检测技术措施
超声波检测1超声波检测介绍焊缝埋藏的缺陷形状、大小、方向、深度等各不相同，超声波检测技术采用一种角度的探头对整个焊缝进行检测。
速度慢，检测结果受操作人员主观意识和检测水平的影响，检测人员劳动强度大，在检测工作量较大的工程中超声波检测技术已成为一种趋势。
超声波检测具有分辨率高、定位、定量准确、缺陷直观、检测速度快、效率高、安全性好、没有辐射等优点。
并能现场出结果,以便跟踪检测，提高焊接质量。
A．工艺流程:2a.● ● ● ●b.● ●c.b. 探头的选用采用频率5MHz ，前沿不大于12mm ，晶片有效面积不大于96mm 2的方晶片斜探头.探头折射角或k 值选择表C.仪器型号CUD-2080数字式超声波探伤仪、DUT-998数字式超声波探伤仪、CTS-22模拟超声波探伤仪。
3 A 型脉冲超声波探伤仪操作规程a.操作前准备● 检测人员操作前必须对所使用的探伤仪的灵敏度在“标准试块”上进行校正，保证探伤仪、探头的组合灵敏度达到要求。
● 正确的选择探头、检测方法。
● 检测人员根据仪器校正得出的数据，在超声波显示屏上绘出“DAC ”线。
●探伤仪电池电量保证充足。
●检测人员必须按规定着装。
b.检测过程●对检测对象的表面状态进行检查，符合检测条件后方可检测。
●涂刷耦合剂。
●将探头置于检测对象表面，根据《工艺卡》和《通用工艺》观察波幅的高低，调节仪器衰减器，正确的判断检测对象内部的缺陷部位及长度。
●对不合格的部位进行标识。
●检测完毕后，检测人员关闭电源并对使用的设备进行擦拭等维护工作并清理检测现场。
●检测完成后应及时给电池充电，充电的方法和时机按照使用说明书的要求进行操作。
●在使用过程中应按照标准的要求，对检测结果和仪器性能进行复验。
c.仪器的维护●本仪器为精密的电子仪器，在日常使用中应慎加维护，使仪器经常处于良好的工作状态。
●本仪器配用的GN电池充足电时,连续工作时间约5小时,若间断工作则时间可以更长,因此,停止使用时,应关掉面板上的“电源”开关，减少耗电。
焊接接头的超声波检测技术研究
焊接接头的超声波检测技术研究随着工业技术的发展，焊接技术在制造业中扮演着重要的角色。
焊接接头作为焊接的核心部分，其质量直接影响着焊接结构的强度和稳定性。
因此，对焊接接头的质量进行检测和评估显得尤为重要。
本文将探讨焊接接头的超声波检测技术，其原理、应用和发展前景。
1. 超声波检测技术的原理与优势超声波检测技术是一种非破坏性检测方法，通过将超声波传入被测物体，利用超声波在不同介质中传播速度的差异和声波反射的特性，来检测和评估物体内部的缺陷和异物。
相较于传统的检测方法，超声波检测技术具有以下优势：首先，超声波检测技术可以对焊接接头进行全面、快速的检测。
传统的检测方法往往需要拆解焊接结构，才能对焊缝进行检测，这不仅浪费时间和资源，还会对焊接结构造成二次损伤。
而超声波检测技术可以通过传感器直接对焊接接头进行检测，无需拆解结构，大大提高了检测的效率。
其次，超声波检测技术可以实现对焊接接头内部缺陷的定量评估。
通过测量超声波的传播时间和幅度变化，可以准确地确定焊接接头中的缺陷类型、位置和大小。
这为焊接接头的质量评估提供了可靠的依据，同时也为焊接工艺的优化提供了重要的参考。
2. 超声波检测技术在焊接接头中的应用超声波检测技术在焊接接头中有广泛的应用。
首先，它可以用于焊缝的完整性检测。
焊接过程中，焊缝的完整性对焊接接头的强度和稳定性至关重要。
超声波检测技术可以通过检测焊缝中的气孔、夹杂物和裂纹等缺陷，来评估焊缝的质量，并及时采取措施进行修复。
其次，超声波检测技术可以用于焊接接头的质量控制。
在焊接生产过程中，超声波检测技术可以实时监测焊接接头的质量，并及时发现和排除潜在的缺陷。
这有助于提高焊接接头的质量稳定性，减少不合格品的产生，降低生产成本。
此外，超声波检测技术还可以用于焊接接头的损伤评估。
在焊接接头使用过程中，由于外部力的作用或者其他原因，焊接接头可能会出现损伤，如裂纹和疲劳断裂等。
超声波检测技术可以对这些损伤进行定量评估，为维修和更换提供依据。
相控阵超声波技术在奥氏体不锈钢管道环焊缝检测中的运用
电子技术 • Electronic Technology96 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering 【关键词】奥氏体不锈钢 管道环焊缝 相控阵超声波 常规超声大厚度不锈钢管道焊接是海上平台工艺管线工作中的一个最重要的部分，主要使用的材料是Cr-Ni 奥氏体不锈钢，这种材料导线性较差，有较大的线膨胀系数，焊接时会产生较大的焊接应力。
如果焊接材料、工艺不当，就会使焊接出现晶间腐蚀、热裂纹等各种缺陷，影响焊缝质量。
同时，由于奥氏体焊缝是一种晶粒粗大的柱状晶组织，当超声波进入焊缝中时，会因晶粒直径、柱状晶组织产生的弹性各向异性而导致声速变化、波束偏移、散射衰减增加等问题。
因此，采用常规超声方法对奥氏体不锈钢管道环焊缝检测的效果不理想。
超声相控阵检测技术技术可以通过计算机软件对声束角度、聚集距离及焦点尺寸进行控制；能够用单个多晶片相控阵探头对同一位置的焊缝进行多角度的检测；能够检测复杂几何形状焊缝，且具有较好的机动性与灵活性；能够与机械夹具配合使用，高速、全面扫查整个试件；能够通过计算机对信号与数据进行采集处理，使超声检测结果显示更直观，此外，该技术可以对数据进行存储及转移，便于后续的离线分析。
采用超声相控阵检测技术对海上平台工艺管线焊缝进行检测，检查时间、检测成本均有显著降低，对一些接由于空间受限而导致常规超声无法完成检测的焊缝，也能够通过一次扫描进行全覆盖检测。
目前，相控阵超声波检测在奥氏体不锈钢管道环焊缝的检测工作中取得了良好的效果。
1 奥氏体不锈钢管道环焊缝超声相控阵检测技术1.1 合理选择相控阵探头奥氏体不锈钢不会在热处理过程中出现相变，也不会出现晶粒细化的现象。
横波检测时会较大地受到奥氏体不锈钢各向异性影响，相控阵超声波技术在奥氏体不锈钢管道环焊缝检测中的运用文/吴员 张天江 张利园 史学材 权利其声束还会在焊缝中出现偏转，进而生成一些与缺陷相似的伪信号。
管道对接焊缝相控阵超声检测
管道对接焊缝相控阵超声检测
管道对接焊缝的检测是在工业生产中非常关键的环节之一。
传统的检测方法对于管道
对接焊缝的检测效果并不理想，容易产生漏检漏报的情况。
相控阵超声检测技术是一种非
常有效的管道对接焊缝检测方法。
相控阵超声检测技术是一种通过矩阵阵列传感器对被测物体进行检测的方法。
相控阵
超声检测技术能够通过调节每个传感器发射的超声波的相位和振幅，实现对被测物体不同
方向、不同角度的全方位检测。
相控阵超声检测技术具有检测速度快、灵敏度高、成像效
果好等优点，因此在管道对接焊缝的检测中得到了广泛应用。
需要准备一套相控阵超声检测系统。
该系统由一组矩阵阵列传感器、一台控制器和一
台显示器组成。
传感器可以根据具体的检测需求来选择，常用的有线阵、固化高分子阵等。
控制器负责控制传感器发射超声波的相位和振幅，显示器用于显示检测结果。
然后，需要对管道对接焊缝进行准备工作。
要清洁管道表面，确保没有杂质和腐蚀物等。
然后，需要根据具体需要选择合适的探头，将其固定在管道表面，并进行适当的校
准。
接下来，开始进行相控阵超声检测。
控制器通过调节传感器发射超声波的相位和振幅
来实现所需的检测角度和方向。
传感器发射的超声波经过管道表面的对接焊缝后，会被反
射回来并被传感器接收。
通过分析接收到的信号，可以确定管道对接焊缝的存在和位置。
将检测结果进行显示和记录。
检测结果会显示在显示器上，并可以保存下来，方便进
行后续的分析和比较。
超声波无损检测在焊接质量评估中的应用
超声波无损检测在焊接质量评估中的应用摘要：超声波无损检测作为一项广泛应用于工程领域的非破坏性检测技术，在焊接质量评估中发挥着重要作用。
本文着重探讨了超声波无损检测方法在焊接领域的应用，强调了其在不同方面的关键作用。
超声波无损检测技术具有高分辨率和高灵敏度，能够有效地检测焊缝中的各种缺陷，如气孔、裂纹、夹杂等。
这有助于及早发现潜在问题，减少了焊接缺陷可能带来的风险，确保焊接接头的完整性和可靠性。
超声波无损检测可以用于评估焊接接头的质量，通过分析超声波回波信号，可以获取有关焊接接头的信息，如焊缝的尺寸、形状和位置。
这有助于确定焊接接头是否符合设计要求，提高了焊接质量的可靠性。
超声波无损检测方法在焊接质量评估中具有广泛的应用前景，可以提高焊接质量、降低风险，并为工程领域的进一步发展提供了坚实的技术支持。
关键词：无损检测，焊接质量，超声波，焊接缺陷，质量评估。
引言：焊接作为一项广泛应用于制造业和建筑领域的工艺，其质量评估对于确保结构的完整性和安全性至关重要。
焊接过程中常常存在着潜在的焊接缺陷，如气孔、裂纹、夹杂等，这些缺陷可能会导致结构的弱点，甚至威胁到整个工程的安全性。
及时而准确地评估焊接质量对于预防事故和降低维修成本至关重要。
超声波无损检测技术已经被广泛应用于焊接质量评估中，其具有高分辨率、高灵敏度和非侵入性的特点，可以有效地检测焊接接头中的各种缺陷。
我们将详细介绍超声波无损检测的工作原理，并阐述其在检测焊接缺陷、评估焊接接头质量以及确定焊接材料性能方面的价值。
超声波无损检测不仅可以提高焊接质量的可靠性，还可以降低检测成本和时间，为焊接工程的成功提供坚实的保障。
一.超声波无损检测技术在焊接缺陷检测中的应用焊接作为一种常见的金属连接工艺，在工程和制造中占有重要地位。
焊接过程中常常伴随着焊接缺陷的潜在风险，如气孔、裂纹、夹杂等，这些缺陷可能会导致焊接接头的弱点，降低其质量和可靠性。
及时而准确地检测和评估焊接缺陷对于确保焊接质量至关重要。
超声波检测技术在平板对接焊缝探伤中的应用
超声波检测技术在平板对接焊缝探伤中的应用摘要：科学技术现在已经非常成功的渗入到了人们日常生活的各个领域，并且在它自身迅速发展的同时，也极大的助力了其它传统领域的发展，可以这样说科学技术已经成功地改变了这个世界，科学技术已经为我们开辟出了一个全新的时代，科学技术如同一根具有强大能量的神奇的魔术棒，源源不断给人们带来各种各样的震撼与惊喜。
广泛高效的应用好超声波检测技术，利用好新时代特有的强大的财富。
关键词：超声波检测技术；平板对接焊缝；探伤；应用1无损检测概述随着时代的变革和工业的迅速发展，人们越来越重视工业制造质量，无损检测也得到了进一步的发展。
无损检测利用了声波、光、磁和电等特性在不损害被检工件性能的前提下，检测工件的缺陷性，并且可以测量出工件缺陷大小、缺陷的位置和工件的固有性质。
这不仅控制了工业工件的安全性能、还提升了工业生产部门的可靠性，为工业制造评价提供了详细有效的数据。
超声波无损检测最早起源于苏联，让超声波进入了工业领域。
二战时期超声波的无损检测更是得到了进一步的发展，到20世纪50年代，A型脉冲发射式超声波探伤仪在世界上的发达国家得到了广泛的应用，尤其在当时钢铁、铁路和造船高速发展时期，超声波探伤仪更是必不可少的检测仪器。
时至今日，国际许多知名的公司研发生产的检测系统在信号采集、分析和成像处理的技术领域一直处于世界的领先地位。
超声波无损检测一路走来也是一波三折，从无损探伤，慢慢转变为无损检测，到现在的无损评价；由最初仅限检验工业零件的缺陷；到20世纪成长到能进一步的检测出工业零件的缺陷的大小和位置及类型；直至今日超声波无损检测仪能对工业零件做出全面综合的评价，不仅能检测出工业零件的顾有属性及状态，还能评估出工业零件的发展趋势。
也因此超声波检测更全面的保证了材料的质量，从而使工业制造质量达到有效的控制。
纵观现在的工业发展和生活，航天航空的发展成为各个国家的重中之重，铁路、航母及船舶制造行业都广泛的应用到了无损检测仪，它不仅运用极其广泛，并且还能为企业带来显著的经济效益。
管道对接焊缝相控阵超声检测
管道对接焊缝相控阵超声检测1. 引言1.1 研究背景管道对接焊缝相控阵超声检测是近年来随着工业领域的发展而逐渐兴起的一项重要技术。
管道在工业生产中起着至关重要的作用，而管道对接焊缝则是管道连接中不可或缺的部分。
传统的焊缝检测技术存在着检测精度低、效率低、对焊缝缺陷的检测能力不足等问题，因此急需一种能够高效、准确、全面检测焊缝缺陷的新技术。
目前，随着超声技术的不断发展和改进，管道对接焊缝超声检测成为一种备受瞩目的技术。
相控阵超声检测技术可通过多个超声探头同时发射和接收超声波，实现对焊缝的全面扫描和准确探测，具有高分辨率、高灵敏度、高重复性等优点。
结合管道对接焊缝特点，相控阵超声检测技术被广泛应用于管道对接焊缝的检测领域。
本研究旨在探讨管道对接焊缝相控阵超声检测技术的原理、方法、技术、设备及应用，并研究在实际应用中可能存在的问题，为今后的研究提供借鉴和参考。
通过对该技术进行深入研究和分析，可以为提高管道连接质量、降低安全风险、节约成本、提高生产效率等方面提供有力支撑，具有重要的研究意义和实际应用价值。
1.2 研究目的管道对接焊缝相控阵超声检测是一种非常重要的无损检测技术，可以有效地对管道焊缝进行检测和评估。
本文旨在探讨这一技术在管道工程中的应用和发展。
通过对管道对接焊缝相控阵超声检测的研究，可以深入了解焊缝的结构及缺陷情况，及时发现问题并加以修复，从而保障管道工程的安全运行。
对该检测技术的进一步优化和改进，可以提高检测的准确性和可靠性，为管道工程的施工和维护提供更为可靠的技术支持。
1.3 研究意义管道对接焊缝相控阵超声检测在工业领域扮演着重要的作用，其研究意义主要表现在以下几个方面：管道对接焊缝超声检测技术的发展能够提高工作效率，降低人工成本。
相比于传统的目视检测或X射线检测，超声检测可以实现自动化、高效率的检测，大大减轻了工作人员的劳动强度。
管道对接焊缝超声检测技术的研究还能促进超声检测技术的发展，推动无损检测领域的进步。
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试验研究NDT 无损检测
2007年第29卷第8期全自动超声波检测技术在管道对接环焊缝检测中的应用
田国良(葫芦岛市特种设备监督检验所,辽宁葫芦岛 125001)
摘 要:介绍了全自动超声波检测技术在管道对接环焊缝检测中的应用。采用全自动超声波检测、手动超声波检测以及射线检测方法对预制缺陷进行了检测。通过金相解剖对比三种检测方法的优劣,发现全自动超声波检测技术的优势和发展潜力,得出超声波衍射时差法结合超声脉冲反射法可有效检测管道对接环焊缝缺陷。关键词:全自动超声波检测;手动超声波检测;射线检测;超声波衍射时差法;预制缺陷 中图分类号:TG115.28 文献标识码:A 文章编号:1000-6656(2007)08-0472-05
ApplicationofAutomaticUltrasonicTestingTechnologyintheInspectionofButtGirthWeldsofPipeline
TIANGuo-liang(HuludaoSpecialEquipmentSupervisionandInspectionInstitute,HuludaoLiaoning125001,China)
Abstract:Theapplicationofautomaticultrasonictestingfortheinspectionofbuttgirthweldsofpipelinewasintroduced.Automaticultrasonictesting,manualultrasonictestingandradiographictestingtechniqueswereusedontheinspectionofembeddeddefects.Comparisonsbetweenexistingtestingresultsshowedthatautomaticultrasonictestinghadgreatadvantagesandbrightapplicationfuture.Finalconclusionwasdrawnthatthecombinationofbothtimeofflightdiffractiontechniqueandpulseechotechniquewaseffectiveforthebuttgirthweldstestingofpipeline.Keywords:Automaticultrasonictesting;Manualultrasonictesting;Radiographictesting;Timeofflightdiffractiontechnique;Embeddeddefect
2006年伊朗IOEC公司在中国石油天然气管道局考察全自动超声波检测(以下简称AUT)应用于伊朗海上管道工程项目的效果时,提出在X70钢、<1016mm@21mm管件上用手工焊接预制11个缺陷(裂纹、未熔合、根部未焊透、夹渣及气孔等),分别采用AUT、手动超声波检测(以下简称MUT)以及射线检测(以下简称RT)进行对比试验,以验证AUT方法的可靠性[1,2]。AUT方法就是将焊缝沿厚度方向分成若干区,每个区用一对或两对聚焦探头检测,同时还采用非聚焦探头检测,因此要求检测系统是多通道;检测收稿日期:2007-05-23作者简介:田国良(1971-),男,工程师,从事长输管道和锅炉压力容器无损检测工作。结果以图像形式显示,分为A扫描、B扫描及超声波衍射时差法(TOFD)三种显示方式;扫查器在管道环向采用自动扫查和自动声耦合,对整个焊缝厚度方向的分区进行全面检测,并自动将检测结果和声耦合状态显示在图像上。
1 预制缺陷检测与解剖验证1.1 根部未焊透1.1.1 检测结果根部未焊透缺陷的示意图、AUT、MUT(探头参数为频率2.5MHz,K=2,晶片尺寸10mm@10mm,探头前沿10.5mm,以下同)、RT及金相解剖试验结果见图1a~e。由解剖图可见,该根部未焊透缺陷实测自身高度为3.0mm,宽度0.3mm。由AUT检测的A扫472田国良:全自动超声波检测技术在管道对接环焊缝检测中的应用NDT 无损检测2007年第29卷第8期 描(带状图)和B扫描结果,通过带状图测量其长度为43mm,深度为19.4mm,缺陷自身高度为1.6mm。MUT检测结果为缺陷长度46mm,深度20.1mm,幅度为高于定量线灵敏度8.0dB。射线检测测得其显示长度为38mm。1.1.2 检测结果分析(1)AUT,MUT以及RT三种检测方法均能检测出根部未焊透缺陷。(2)AUT检测中的TOFD显示的独特优势是能测量缺陷的自身高度,而根部未焊透缺陷在TOFD通道中无法显示。这是因为TOFD技术在工件的上、下表面存在盲区,因此需要超声脉冲回波法(PE)进行弥补。1.2 根部裂纹1.2.1 检测结果根部裂纹的缺陷示意图及各试验结果见图2a~e。从解剖图可见,该根部裂纹缺陷实测自身高度为5.5mm,宽度0.3mm。AUT检测结果显示,其长度为35mm,深度16.02mm,自身高度4.98mm。MUT检测结果其长度30mm,深度19.6mm,幅度为高于定量线检测灵敏度12.8dB。射线检测测得其长度为33mm。1.2.2 检测结果分析(1)AUT,MUT和RT三种检测方法均能检测出根部裂纹缺陷。(2)AUT检测中的TOFD通道显示时,能看到根部裂纹缺陷的上端点,看不到下端点,且底面反射波信号被断开,说明该缺陷是根部表面开口形缺陷。采用TOFD方法测得缺陷自身高度为4.98mm,这是MUT和RT方法难以实现的。(3)根据AUT检测中的各通道显示,可判断根部裂纹缺陷的位置在焊缝中心线附近。1.3 30b热焊区坡口未熔合1.3.1 检测结果热焊区30b坡口未熔合缺陷的示意图及各试验结果见图3a~e。从解剖图可见,该热焊区坡口未熔合缺陷实测自身高度为5.0mm。AUT方法测得其长为32mm,深为14.14mm,自身高度为5.58mm。MUT方法测得其长为22mm,深为16.4mm,幅度为高于定量线灵敏度7.9dB。射线方法无法检测出坡口未熔合缺陷。1.3.2 检测结果分析(1)AUT和MUT均能检测出30b热焊区坡口未熔合缺陷,而RT无法检测。(2)AUT检测中的TOFD通道能清楚显示出热焊区坡口未熔合缺陷的上下两个端点,测得其缺陷的自身高度为5.58mm。(3)通过上游端的带状图和B扫描图存在显示,而在下游端无显示,可判断该缺陷位于焊缝的上游端。(4)TOFD技术平行于焊缝方向直线扫查时,只能判断缺陷在焊缝中的深度,不能判断缺陷在焊缝的上游端还是下游端。1.4 填充区层间未熔合1.4.1 检测结果填充区层间未熔合的示意图及各试验结果见图4a~e。从解剖图可见,该填充区层间未熔合缺陷的实测自身高度为0.3mm。AUT方法测得缺陷长30mm,深12.76mm。MUT方法测得缺陷长22mm,深13.5mm,幅度低于定量线灵敏度6.3dB。射线方法无法检测出层间未熔合缺陷。1.4.2 检测结果分析(1)AUT和MUT均能检测出填充区层间未熔合缺陷,而RT无法检测。但MUT检测时,缺陷幅度很低,这是因为MUT采用一种角度探头检测,受缺陷的方向影响严重。(2)由于填充区层间未熔合缺陷自身高度很小([2mm),在TOFD通道无法分辨该缺陷的上下两个端点,即显示为一条亮线,所以不能测量该缺陷的自身高度。(3)由于TOFD技术采用非聚焦的广角声束检测,所以缺陷的走向对TOFD方法没有影响,但对PE方法影响较大。1.5 9b填充区坡口未熔合1.5.1 检测结果9b填充区坡口未熔合缺陷的示意图及各试验结果见图5a~e。从解剖图可见,该填充区坡口未熔合缺陷的实际测量自身高度为3.5mm。AUT方法测得其长度为32mm,深7.1mm,自身高度为3.95mm。MUT方法测得其长23mm,深6.3mm,幅度为高于定量线灵敏度0.2dB。射线检测测得其长度为26mm。
473田国良:全自动超声波检测技术在管道对接环焊缝检测中的应用NDT 无损检测 2007年第29卷第8期1.5.2 检测结果分析(1)AUT,MUT和RT三种检测方法均能检测出9b填充区坡口未熔合缺陷,但MUT检测缺陷时幅度较低。这是因为MUT采用自收自发式
474田国良:全自动超声波检测技术在管道对接环焊缝检测中的应用NDT 无损检测2007年第29卷第8期 检测,而AUT采用串列式检测方法。(2)AUT检测中采用TOFD方法测量9b填充区坡口未熔合缺陷的自身高度为3.59mm。(3)9b填充区坡口未熔合缺陷在AUT检测上游端的带状图和B扫描中存在显示,而在下游端无显示,说明该缺陷位于焊缝的上游端。
475田国良:全自动超声波检测技术在管道对接环焊缝检测中的应用NDT 无损检测 2007年第29卷第8期1.6 表面开口裂纹1.6.1 检测结果表面开口裂纹的缺陷示意图及各试验结果见图6a~e。从解剖图可见,该表面开口裂纹缺陷的实测自身高度为5.0mm、宽度为0.1mm。AUT方法测得缺陷长37mm,深5.28mm,自身高4.6mm。MUT方法测得缺陷长30mm,深0mm,幅度为高于定量线灵敏度4.3dB。射线检测测得缺陷长34mm。1.6.2 检测结果分析(1)AUT,MUT和RT三种方法均能检测出表面开口裂纹缺陷,但MUT检测时的幅度较低。这是因为MUT使用A扫描、采用一种角度探头进行检测;而AUT可使用A扫描、B扫描和TOFD三种方法,并且采用不同角度声束检测表面开口裂纹缺陷。(2)表面开口裂纹缺陷在AUT检测中的TOFD通道上紧靠RF直通波处有弱显示,但直通波未断开,说明可能存在透声现象。故借助于B扫描通道计算出缺陷的自身高度为4.6mm。(3)在图中焊缝上游端和下游端的通道均能显示表面开口裂纹缺陷,说明该缺陷位于焊缝中心附近。2 检测方法对比2.1 AUT检测中的TOFD技术2.1.1 TOFD技术优点(1)TOFD技术采用纵波斜探头产生的广角声束,能覆盖整个检测区域。(2)TOFD技术检测速度快,能从TOFD图像上实时分析缺陷。(3)被检件中不连续缺陷的走向对TOFD方法没有影响,故检出率较高。(4)TOFD方法是测量缺陷长度、深度及自身高度的一种较精确方法。(5)若TOFD方法中的表面直通纵波和底面反射波断开时,可判定为开口形缺陷。2.1.2 TOFD技术缺点(1)TOFD技术在被检件上下表面存在盲区。(2)TOFD技术可能存在透声现象。(3)TOFD技术不是基于以幅度验收缺陷的无损检测方法,所以端点衍射波与反射波的幅度相差甚远。(4)TOFD技术若平行于焊缝直线扫查时,无法确定缺陷在焊缝的所处位置。2.2 MUT方法的优缺点MUT方法对缺陷的检出率为100%,无一漏检。但很多严重缺陷在MUT方法检测中因缺陷的走向、尺寸、探头的角度以及标准的阀值等原因,检测幅度均未达到判废区,但实际上就缺陷性质而言,这些缺陷按照相应法规、规程或专业标准,均应作判废处理。2.3 RT方法的优缺点RT方法对缺陷显示直观,易定性。缺陷检出率为72.7%。但限于检测方法的局限性、射线束的角度设置以及缺陷的尺寸,RT方法无法检出30b热焊区坡口未熔合和填充区层间未熔合缺陷。