基于超声环阵相控阵的变孔径聚焦检测技术

超声相控阵检测技术在检测效率方面的优势,使其有望取代分区聚焦检测法而用于粉末高温合金盘件的缺陷检测。为了解决超声相控阵检测在焦点尺寸控制、灵敏度一致性和近表面分辨力等方面的问题,采用模拟试验和试验验证的手段研究粉末涡轮盘的超声相控阵检测技术,提出变孔径超声相控阵聚焦检测方法。结果表明:该方法可使检测灵敏度的一致性由5 dB优化至3 dB,近表面分辨力减小到3.2 mm;与传统的分区聚焦检测方法比较的结果表明,采用本方法具有与分区聚焦检测接近的缺陷检出能力,同时可将检测时间缩短至原来的1/4。     

相控阵检测技术聚焦深度对检测结果的影响

超声相控阵聚焦能将超声能量聚焦于被检区域,使检测结果更加明显,但缺陷定量结果受相控阵仪器聚焦深度的设置影响较大。利用超声相控阵技术,通过真实深度聚焦模式对深度分别为4、9、13、18、23、29、35 mm的φ2 mm横通孔进行检测。结果表明:当聚焦深度与缺陷孔深相同时,孔深和孔径测量值误差可达最小值;在孔深前后大约5 mm范围内进行聚焦时,使用相控阵检测方法对缺陷的定位定量相对较为准确,可以将误差控制在1 mm内。     

金属材料相控阵检测缺陷定位、定性、定量准确性分析与比较

利用X射线检测、常规超声波检测和超声相控阵成像检测系统对一厚度为30mm的对接焊缝试块进行检测。并对三种检测方法的检测结果进行缺陷定位、定性、定量准确性分析与比较。结果表明,超声相控阵成像检测系统在缺陷定位、定性、定量的准确性上具有独特优势,且具有操作方便、检测快捷的特点。     

铅合金构件超声检测技术研究

针对40mm厚的铅合金构件质量检测,设计了不同深度的平底孔试块:Φ1mm、Φ2mm和Φ4mm。在分析和试验的基础上,优选了超声换能器参数,采用不同的超声波检测方法对缺陷检测能力进行验证,结果表明:铅合金构件的超声波检测频率不宜高于5MHz,在现有技术下,可以明显检出构件内部Φ2mm平底孔当量的缺陷,且超声相控阵技术缺陷的检出率高于常规超声检测方法,但也只能检出30mm深度范围内的Φ1mm平底孔缺陷。     

海上油田段塞流捕集器腐蚀误判分析

海上油田段塞流捕集器是重要的多相流管道终端设备,在采用超声相控阵检测技术进行评价时出现误判现象,严重影响了评价准确性与使用安全性。针对上述问题,本文通过实验分析误判原因并提出改进措施。首先对服役罐体进行切割样本,然后进行目视检查、超声波测厚、射线检测和理化分析。结论表明误判缺陷原因为焊缝夹渣,而非内表面腐蚀。全面分析了影响超声相控阵检测技术准确性的因素,对超声相控阵检测技术在海上油田段塞流捕集器腐蚀应用方面提出了相应的改进措施。本文研究成果对消除因夹渣(中间缺陷类)而导致的超声相控阵检测内表面腐蚀缺陷的误判,具有重要的参考价值。     

相控阵超声检测技术在硬质合金轧辊修磨中的应用

根据相控阵超声检测原理,设计硬质合金开槽、刻肋轧辊相控阵超声检测试块,利用此试块,配置特定的探头与相应的楔块,进行相控阵超声检测仪器的调整、检测灵敏度的调试。以开槽、刻肋轧辊的内表面为接触面,采用调试好的仪器对轧辊开槽、刻肋位置进行相控阵超声检测。通过实验验证,利用设计的试块调试检测仪器及检测灵敏度,采用以开槽、刻肋轧辊内表面为检测面,进行40°～70°范围扫描的相控阵超声检测方法能检测轧辊开槽刻肋位置的内部缺陷,能准确判断缺陷的位置,准确指导轧辊修磨工艺参数,误差在0～2 mm。     

金属管道未焊透缺陷定量检测方法

为了解决金属压力管道焊接接头中的未焊透缺陷定量检测技术的工程应用问题,选择了数字射线成像技术和相控阵超声技术,对碳钢和不锈钢2种材质焊接试件中的预制未焊透缺陷进行检测,并对缺陷的深度、宽度进行了定量,验证了2种方法在金属管道未焊透缺陷定量检测应用的可行性。结果表明,数字射线技术和相控阵超声技术在金属管道未焊透缺陷特征尺寸的定量检测方面,对于缺陷宽度和深度定量的准确度均可以满足在用含缺陷压力管道焊接接头安全评价的工程需要,数字射线技术在判定缺陷性质方面较有优势;相控阵超声技术检测效率高、无辐射且定量准确。在实际应用中检验人员应综合两种技术的优缺点和应用特点综合选择检测方法。 创新点： 将数字射线技术和相控阵超声技术用于金属管道未焊透缺陷定量检测,并对2种技术的精度和可靠性进行了验证,解决了金属压力管道未焊透缺陷定量检测的工程应用问题。     

热电厂薄壁小径管的相控阵超声检测

通过在薄壁小径管上预制模拟缺陷,采用数字射线检测和相控阵超声检测技术对其进行检测比对,验证了相控阵超声检测工艺的有效性.结果表明:相控阵超声检测技术操作简便,缺陷检出率高,且可以通过积累图谱,为缺陷的定性提供参考依据.     

灭弧喷口裂纹缺陷超声检测技术研究

针对高压开关核心零部件灭弧喷口射线检测中对于裂纹类缺陷检测灵敏度偏低的问题,采用超声波检测技术,对厚度为10mm的灭弧喷口试样下底面宽度为0.1mm～0.5mm、深度为1mm～2mm的裂纹状缺陷进行了检测。提取功率谱峰值作为裂纹识别参数,成功检测出宽度0.3mm、深度1mm和宽度0.1mm、深度2mm的裂纹缺陷。研究结果对于提高灭弧喷口质量控制水平具有指导意义。     

某薄壁构件搅拌摩擦焊锁底焊缝的超声相控阵检测

针对某薄壁结构件3mm厚的铝合金搅拌摩擦焊锁底焊缝开展了超声相控阵检测工艺研究,采用内置30°楔块的相控阵探头解决了该结构件装机状态下检测空间狭小、焊缝厚度薄且结构复杂的检测难题,同时结合搅拌摩擦焊接工艺对检出的缺陷类型及成因进行了分析,以为类似结构产品的检测及搅拌摩擦焊接质量的控制与改进提供参考。     

超声相控阵检测小径管焊缝的理论研究及工程应用

在理论上分析了线阵列相控阵超声聚焦深度对小径管焊缝检测的影响,通过实验对比了不同的聚焦深度对于小径管焊缝缺陷检测精度的影响。通过优化检测工艺,提高了相控阵超声的检出率和检测精度。结合实际应用,将相控阵超声检测技术与射线检测及表面检测技术进行了对比。相控阵超声可以高效地检测小径管焊缝裂纹及未焊透缺陷。     

薄壁曲面铅合金铸件X射线检测技术

针对薄壁铅合金铸件的内部质量检测问题,通过优化射线检测参数和研制孔型象质计,实现了薄壁曲面铅合金铸件的射线检测和检测过程控制,并对在孔型象质计灵敏度控制下的渣孔类缺陷的检出能力进行了分析和试验.检测结果表明本检测方法对检测过程的灵敏度控制适当,可检出薄壁铅合金铸件内部φ0.3 mm的缺陷,缺陷主要为疏松和渣孔类缺陷,缺陷的影像清晰可辨,满足了实际生产要求.     

激光选区熔化成形不锈钢板材内部缺陷无损检测可靠性分析北大核心CSCD

为验证不同无损检测方法对激光选区熔化(SLM)成形不锈钢材料内部缺陷检测的适应性,分别采用X射线数字成像检测(DR)、工业计算机层析成像检测(CT)、相控阵超声检测(PAUT)和超声检测(UT)等对SLM成形不锈钢梯形板(厚度为11~20 mm)开展检测。实验结果表明:CT的灵敏度最高,能够检测出15.58μm的内部自然孔隙缺陷,达到了10μm级;PA及直接接触法UT可以检测出毫米级的面积型缺陷;DR对SLM不锈钢梯形板面积型缺陷不敏感。另外,水浸法UT结果表明,通过提升探头频率来提高UT的灵敏度是比较有限的,探头频率超过10 MHz即难以实施有效检测。金相分析结果验证了CT、PA和UT的可靠性,SLM不锈钢梯形板中存在直径为Φ20~Φ100μm的单独气孔和裂纹缺陷,同时也存在局部区域1 mm左右的密集型缺陷。     

核电细晶铁素体钢管道焊缝相控阵超声检测与传统射线检测的技术等效性

射线检测是核电站建造过程中保障焊缝焊接质量的重要手段,但其存在一定的局限性,包括面积型缺陷检出率低、存在辐射安全风险、检测效率低、检测成本高等。针对壁厚大于12.7mm的细晶铁素体钢管道焊缝制定了相控阵超声检测工艺,并与传统射线检测的缺陷检出率、缺陷定位误差和缺陷定量误差等进行了对比分析。结果表明,相控阵超声检测能够达到甚至优于传统射线检测的检出能力,具有广阔的应用前景。     

汽车轮毂的超声相控阵检测

针对某汽车轮毂的失效特征,分析轮毂失效原因,并对该类轮毂备件进行预防性检测。通过常规超声和超声相控阵检测技术的应用效果比较,并基于射线检测的复验情况,总结出超声相控阵技术具有提高缺陷检出率、检测灵敏度高、图像显示直观、易于实现快速检测等优势。     

超声相控阵技术的仿真试验

超声相控阵技术是一种先进的超声无损检测技术。超声相控阵技术通过对超声阵列换能器中各阵元进行精确延时控制,获得灵活可控的合成波束,并可随意控制聚焦点的位置。利用仿真相控阵合成聚焦技术的方法,搭建了一个16阵元、超声信号发射、接收和处理试验系统。利用该系统对缺陷试块进行了检测试验,试验结果与实际试块缺陷情况吻合。通过对试块缺陷的检测试验,对比聚焦与不聚焦的检测效果,证明了相控阵合成聚焦技术可以极大地提高检测的信噪比和灵敏度,验证了相控阵聚焦可以提高检测能力。     

X射线数字成像技术在特高压盆式绝缘子缺陷诊断中的应用

通过模具设计、环氧绝缘件浇注、脱模、修整等工序制造出了厚度为30mm、60mm、90mm的盆式绝缘子气孔和裂纹人工伤试块,其中气孔缺陷的直径为0.5mm~5.0mm,裂纹缺陷的宽度为0.3mm、深度为0.2mm~3.0mm。采用X射线实时成像检测系统和微焦点射线机分别对气孔和裂纹缺陷进行了检测,对比了焦点尺寸对检测灵敏度的影响。研究结果对于特高压盆式绝缘子检测灵敏度的提高具有指导意义。     

不锈钢焊缝缺陷的超声相控阵扫描图像特征分析

采用超声相控阵检测方法对预制了夹杂和气孔缺陷的奥氏体不锈钢焊缝进行检测,分析了缺陷的相控阵图像与A扫描信号特征。试验采用的是超声相控阵扇型扫查方式,同时用深度定标方法对仪器参数进行了优化,对缺陷的位置及尺寸进行测量并获得了能够判断缺陷类型的图像特征和A信号特征。研究结果表明:超声相控阵方法不但适用于不锈钢焊缝的检测,且具备更大的检测范围及更丰富的检测信息;通过检测图像特征及相关的A信号特征能够对这2类缺陷的位置及类型进行有效评价。     

电站锅炉小径管坡口未熔合缺陷的检出率分析

对某电站锅炉空间受限区域的小径管进行相控阵超声检测和射线检测,并对检测结果进行对比分析.分析结果表明,相控阵超声检测对坡口未熔合缺陷的检出率明显高于射线检测的检出率,可以有效提升焊接质量,避免缺陷漏检带来的危害.     

复合材料层压板的超声相控阵检测

为满足复合材料层压板在厚度方向不存在加工余量及其缺陷特征的需求,设计了具有不同大小和埋深的人工缺陷的复合材料层压板试块,利用超声相控阵检测法对该试块进行100%扫查。C扫图像显示所有人工缺陷均能被检测出来,且位于第一与第二层碳布之间3mm的最小缺陷清晰可辨。经实际应用表明,超声相控阵检测法可用于复合材料层压板的无损检测。