在役风电螺栓的相控阵超声检测

针对在役风电螺栓不方便拆卸检测、在螺纹处可能出现裂纹等缺陷的问题,运用相控阵超声检测技术搭配专用的相控阵探头对在役螺栓头部进行检测,可以检测出螺栓螺纹部位的缺陷。     

超声相控阵检测技术在风电高强螺栓中的应用

针对在役风电机组中螺栓不便拆卸的特点,比较分析了常规超声与超声相控阵检测技术的特点,凸显超声相控阵检测的优势。对带有人工缺陷的螺栓试样进行试验检测,试验结果表明,超声相控阵检测技术能够成功检测出螺纹根部缺陷,并且具有较高的检测灵敏度及分辨力,从而降低检测成本,提高检测效率。     

相控阵超声检测技术在核电设备贯穿件焊缝检测中的应用

某核电站设备中贯穿件套管与插入板之间以K型坡口形式进行组对焊接。为了保证焊缝质量,技术文件及标准要求热处理前、后均进行超声波检测。在贯穿件焊缝超声检测过程中发现,由于插入板尺寸的原因,导致焊缝侧扫查距离无法满足实际检测要求,部分插入板预留区域仅可以将探头放上,无法前后扫查移动。这样就会导致部分焊缝区域扫查不到,无法检测内部质量是否符合标准要求。为了进一步提升贯穿件焊缝质量的缺陷检测准确率以及检测覆盖率,通过制作模拟件(带人工缺陷)进行验证试验以及实际工件进行检测,证明应用相控阵超声检测技术不仅大大提高缺陷检测的准确率,并且基于相控阵扫查方式的特性可以在较短的扫查距离上实现焊缝100%检测。     

钛合金薄板直角焊缝质量的相控阵超声检测方法研究

板直角焊接结构由于被焊试件厚度薄、检测精度要求高等因素使得常规检测方法难以施展.利用相控阵超声检测技术声束灵活可控的特点,制定基于波束控制的全覆盖检测方案.为获得较好的信噪比,提出一套楔块几何参数的优化设计方法;对采用多次反射方式入射的相控阵超声偏转聚焦法则计算方法进行了研究;构建采用机械臂作扫查器的高精度相控阵超声自动化检测系统,对具有人工预埋缺陷的钛合金薄板直角焊缝结构进行了检测试验,验证检测方法的正确性.研究结果表明,所提出的相控阵超声检测方法,能够对裂纹、未焊合等类型缺陷进行良好表征,满足薄板直角焊缝的超声无损检测要求.     

石油钻杆管体的裂纹检测研究

为了检测钻杆在使用过程中产生的疲劳裂纹,提高生产安全,降低成本,对φ74×6 mm的石油钻杆管体部位(纵向+周向)裂纹的检测设计了专用试块、探头,制定了超声检测工艺并进行检测试验。研究表明:通过制做合适的试块,设计合理的超声检测工艺,能有效检测管体的纵向和周向裂纹,具有实用性强、灵敏度高、缺陷定位准确等优势。     

高速动车组螺栓周向阵列相位控制超声导波检测方法

分析了高速动车组螺栓缺陷产生的原因,介绍了常见的螺栓缺陷检测方法,以及高速动车组螺栓检测的难点。在此基础上,提出了高速动车组螺栓周向阵列相位控制超声导波检测方法。介绍了检测原理,论述了周向阵列相位控制方法,并进行了试验验证。     

换热器管板角焊缝相控阵自动超声检测技术研究

在换热器的制作过程中,换热管与管板常采用焊接形式,焊缝的质量是保证换热器长期正常运行的关键。常规的超声检测方法具有系统复杂、检测效率低等缺点。因此,提出了相控阵超声检测技术,并开发了相控阵超声检测系统,以实现对管板角焊缝的自动超声检测。系统由周向步进电机实现周向扫查,纵向扫查采用相控阵探头电子线扫查,从而实现超声C扫描检测。通过带有气孔、未熔合等典型缺陷对检测系统进行试验研究。结果表明,该技术可以有效地检测出换热器管板角焊缝中的典型缺陷。     

尿素高压设备贴衬焊缝超声波检测

通过对焊缝各种缺陷试板的实验，优化出探头的各种参数，以达到探头的最佳参数配置。利用优化出的探头对设计的多种试块进行方法, 设计缺陷种类和尺寸具有良好的一致性。对现场衬板缝的检测及解剖，检测出的缺陷与实际缺陷的一致性比较好，确保了在尿素高压设备贴衬焊缝现场超声检测中对发现的缺陷是可信的。     

2024铝合金薄板搅拌摩擦焊接头缺陷超声无损检测

采用自制相控阵超声探头对薄板铝合金搅拌摩擦焊接头进行无损检测,通过金相试验分析,验证焊接接头存在隧道、孔洞和未焊透等典型缺陷。结果表明,自制相控阵超声探头能较好地检测出搅拌摩擦焊接头中隧道、孔洞和未焊透缺陷,从前进侧入射超声对典型缺陷的检测效果优于后退侧入射。     

高温气冷堆蒸汽发生器换热管电磁超声导波检测方法研究

高温气冷堆蒸汽发生器螺旋换热管是压力边界相对薄弱的部分,若出现降质破损,可能引起放射性介质泄漏并造成堆芯损伤。针对该类换热管由于管路复杂缺乏无损检测方法的现状,提出了适用于高温气冷堆蒸汽发生器复杂结构换热管的电磁超声导波检测方法,开发了专用电磁超声导波检测仪及检测探头,建立了1∶1的高温气冷堆蒸汽发生器换热管全尺寸模拟体试验平台,开展了灵敏度测试优化试验及换热管全长缺陷检测试验。试验结果表明,该电磁超声导波检测方法能够有效解决高温气冷堆蒸汽发生器换热管在役无损检测难题,所开发的电磁超声导波检测仪和检测探头能够在单点位置实现换热管长距离全覆盖检测,可有效识别模拟体上换热管异种钢焊缝薄弱处与远端约60.2 m处截面损伤率为16.8%的刻槽缺陷,验证了高温气冷堆蒸汽发生器换热管电磁超声导波在役检测的可行性。     

超高压水晶釜周向检测超声柔性相控阵技术研究

针对内外径之比通常小于0.6的超高压水晶釜超声检测技术,常规的周向超声检测技术存在灵敏度低、缺陷定位困难等技术难点,同时国内外还没有相应的检测标准和成熟的检测工艺。相对于常规超声技术,相控阵技术可以在不更换探头的情况下,实现整个检测区域多角度、多方向扫查和动态聚焦检测,并结合实时成像技术,直观地显示缺陷的位置、分布、尺寸等信息。在试验研究的基础上,提出超高压水晶釜周向超声柔性相控阵检测技术,提出的柔性探头可以良好匹配超高压水晶釜圆柱表面,根据曲面形状设计聚焦法则,可以有效解决超高压水晶釜周向超声检测的技术难题。试验结果表明,柔性相控阵技术对超高压水晶釜的表面和内部缺陷均具有较高的检测精度和可靠性。     

钢球平底孔超声直探头接触法检测研究

针对钢球内部缺陷的检测问题,对超声直探头接触法进行钢球内部缺陷检测的机理展开研究,并采用人工平底孔作为试验对象及评价方式。首先,探究了钢球回波信号中三角形迟到波的声束传播路径,并找出三角形迟到波的出现位置相对于底波的固定比例关系,避免检测中的误判。然后,对不同深度人工平底孔进行试验,结果表明:直探头接触法可有效检测钢球平底孔,其回波信号的信噪比达到12 d B,且随着平底孔深度的不断增加,回波信号的幅值逐渐增大,回波与底波之间的相对声程可描述平底孔的深度值。最后,通过分析圆盘声源轴线上的声压分布,提出了钢球平底孔回波声压的理论计算方法。     

在用铸铁烘缸的检测及评定

对一台试验烘缸进行强度试验和硬度测试,根据强度与硬度的关联式,基于合乎使用的原则,选取相对硬度RH＝0．8。对缸体壁厚测定先经过声速校定再进行壁厚测定,同时发现烘缸法兰、凸缘过渡段有“假”厚度现象,缸体壁厚测定应避开这两个部位。分析了铸铁烘缸超声检测的特点,通过对不同试块、各种探头进行灵敏度检测及试验分析,得出采用小角度纵波双晶探头可检测Φ3mm当量直径的体积形缺陷和采用大角度纵波双晶探头可检测筒体及小尺过渡区2mm深裂纹类面状缺陷．并对2mm深裂纹类面状缺陷进行安全评定。     

连杆小头缺陷超声波检测研究

针对连杆小头处进行了超声波缺陷检测,根据连杆小头结构和材料特性,定制了一发一收的双直探头,设计了专用的模拟试块,对比分析了不同位置和不同大小的缺陷孔的穿透波情况。试验结果表明:采用双直探头进行水浸透射检测的方法,能够实现对连杆小头处的缺陷检测。     

软包装热封缺陷的超声无损检测

软包装封口处的热封性能对产品的保质起决定性作用.将超声无损检测技术应用于软包装热封性能检测中,采用背散射回波包络积分成像技术,对塑料软包装封口处直径为50～150 μm的6种通道型缺陷进行实验研究.实验中,采用中心频率为22.66 MHz的液浸式点聚焦探头,对试样上2.98 mm×1.5 mm的矩形区进行扫描并进行超声成像.同时,理论分析了扫描步长小于探头横向分辨率时,探头横向分辨率对超声检测结果的影响,给出了不同尺寸范围内的缺陷尺寸与超声检测结果两者间的关系.实验结果表明:超声无损检测技术可应用于检测包装封口缺陷, 且由于受探头横向分辨率的影响,超声检测值大于缺陷实际尺寸,与理论分析相吻合.     

厚截面碳纤维复合材料远表面微缺陷超声检测

为了识别厚截面碳纤维复合材料(CFRP)远表面的微缺陷,使用递归分析方法对超声检测信号进行分析。首先在厚截面CFRP材料上打孔以模拟微缺陷,采用水浸超声脉冲反射法对不同大小的模拟缺陷进行检测。然后选取缺陷位置附近信号段,确定嵌入维数m、延迟时间τ、阈值ε等参数,对各信号段进行递归分析,得到递归图及递归定量分析结果。比较无缺陷信号和有缺陷信号的递归图,从宏观上定性确定微缺陷对超声信号的影响;比较无缺陷信号和有缺陷信号的递归定量分析结果,根据每个递归定量参数的物理意义,对缺陷产生的影响作出合理的解释。最后,使用不同中心频率探头进行实验,确定合适的探头参数。分析结果表明,使用7.5MHz高分辨率超声探头时检测效果最好;当嵌入维数为7、延迟时间为2、阈值为2时,递归图中出现异常白色区域、递归点增多且对角线结构变长,同时所选取的递归定量参数随缺陷增大而上升,表明厚截面CFRP远表面超声信号可能存在混沌结构,而微缺陷的存在会改变原有信号结构。所研究内容为实际微缺陷的定量识别及分类打下基础。     

扰动磁场检测笔式探头的研制及试验分析

根据扰动磁场检测原理,设计了一个扰动磁场检测笔式探头,用于辅助常规探头,扫查常规探头难以检测处。利用搭建的简易试验平台,对探头定位缺陷的能力及探头的有效检测范围进行了分析,对缺陷的检测灵敏度进行了研究。经试验验证,该探头具有较强的缺陷定位能力、较高的检测灵敏度及较宽的有效检测范围。     

基于超声相控阵的20钢内部缺陷检测精度研究

采用超声相控阵对20钢试样横通孔缺陷深度进行了无损检测试验,分别研究了探头激发晶片数为4、8、16三种情况下,声束聚焦深度为6.35 mm、12.70 mm、19.05 mm、25.40 mm、31.75 mm、38.10 mm的缺陷深度检测精度。结果表明:近表面孔1、2受超声检测盲区的影响,检测精度低;孔1、2在激发晶片数为16时受近场区内声压波动的影响检测精度波动大,近场区外聚焦深度与缺陷深度相近时检测精度高;超声检测盲区和近场区外,检测精度随探头激发晶片数的增加而提高。通过对缺陷深度检测精度的比较,分析了检测精度的影响因素,为超声相控阵缺陷检测方法的选择和检测精度的提高提供了依据。     

交流电磁场检测探头材料仿真分析与实验研究

交流电磁场检测(ACFM)技术中缺陷信号为微弱多干扰电磁场信号,检测探头能否较好地提取信号是缺陷识别和量化的基础和关键,而探头材料直接影响缺陷信号幅值和灵敏度.针对以上问题,文中重点围绕ACFM检测探头材料展开系统研究,借助ANSYS电磁场分析模块,建立仿真模拟,深入分析检测探头材料对缺陷信号影响,并采用真实人工缺陷对3种常用的ACFM检测探头材料进行了实验测试,结果表明:高磁导率的锰锌铁氧体磁芯作为ACFM检测探头材料时,探头获取的缺陷电磁场信号幅值较大,具有较好的信号提取灵敏度.     

超声成像自动检测系统开发

采用常规超声检测工件时,检测效率低,无法得到直观的检测结果。为了提高超声检测的检测速度、检测适用范围及灵活性,采用电子扫描、动态闸门、信号去噪及成像算法,结合三轴机械扫描架,研制了超声成像自动检测软硬件系统。采用双晶探头对4 mm厚的碳纤维复合材料试样内分层孔缺陷进行了检测扫查试验,对检测系统的性能进行了初步验证。通过对-6 dB法成像矩阵数据进行双线性插值法的方式,对碳纤维复合材料分层孔缺陷进行定量分析,孔缺陷面积定量误差降低了6%～7%,直径定量误差降低了3%～4%,有效提高了缺陷定量精度。试验结果表明所研制的系统能够实现对试件内缺陷信号特征提取及成像,满足检测的要求。